师范学院核酸化学课件.ppt

氨基酸的光吸收特性 第二章核酸化学 核酸是一类重要的生物大分子，担负着生命信息的储存与传递。 核酸是现代生物化学、分子生物学的重要研究领域，是基因工程操作的核心分子。 一、核酸的发现和研究工作进展 1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 1968年 Nirenberg发现遗传密码 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 1985年 Mullis发明PCR 技术 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) 1994年 中国人类基因组计划启动 2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架 核酸是遗传物质的载体 １９４４年O.T.Avery的细菌转化实验是获得DNA携带遗传信息的第一个证明； １９５２年Alfred D.和Hershey等人建立的T2噬菌体捣碎的实验，这是第二个证据，证明噬菌体复制的物质是DNA而不是蛋白质外壳； 1953年 Watson和Crick的DNA双螺旋模型的发现，更进一步揭示了DNA作为遗传物质储存和信息传递的化学机制； 核酶的发现，一些核酸本身具有酶催化的活性。 1944年，Avery的转换转化实验 98％核中（染色体中） 真核 线粒体（mDNA） 核外 叶绿体（ctDNA） DNA 拟核 原核 核外：质粒（plasmid） 病毒：DNA病毒 RNA主要存在于细胞质中 戊糖 核苷酸（nucleotide） 核苷酸 核苷+磷酸  戊糖+碱基+磷酸 核苷酸衍生物 1. 继续磷酸化 2.环化磷酸化 3. 肌苷酸及鸟苷酸(强力味精) 多聚核苷酸（核酸） 多聚核苷酸是通过一个核苷酸的C3’-OH 与另一分子核苷酸的5’-磷酸基形成3’,5’-磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。 三、 DNA的结构 (一)DNA的一级结构 脱氧核糖核酸的排列顺序 可以用碱基排列顺序表示 连接键：3’，5’-磷酸二酯键 磷酸与戊糖顺序相连形成主链骨架 碱基形成侧链 多核苷酸链均有5’-末端和3’-末端 DNA的碱基顺序本身就是遗传信息存储的分子形式。生物界物种的多样性即寓于DNA分子中四种核苷酸千变万化的不同排列组合之中。 人类基因组计划 人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。 HGP HGP的目的是解码生命、了解生命的起源、了解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象、为疾病的诊治提供科学依据。 (三)、DNA的三级结构 DNA双螺旋的进一步扭曲构成三级结构，负超螺旋 原核 双链环状DNA（dcDNA） 病毒 单链环状DNA（scDNA） 单链线性DNA（ssDNA） rRNA 核酸的变性、复性与分子杂交 1. 变性 稳定核酸双螺旋次级键断裂，空间结构破坏，变成单链结构的过程。核酸的的一级结构(碱基顺序)保持不变。 变性表征 生物活性部分丧失、粘度下降、浮力密度升高、紫外吸收增加（增色效应） 变性因素 pH（11.3或5.0） 变性剂（脲、甲酰胺、甲醛） 低离子强度 加热 本 章 小 结 核酸是遗传物质载体的证明和研究历史 核酸的化学结构：戊糖、碱基（A、T、G、C、U），核苷、核苷酸及其衍生物的结构特点（原子编号） DNA的结构：一级结构（核酸序列及其表示、基因及基因组、序列测定）、二级结构（ Watson －Crick双螺旋模型、Z－DNA）、结构维持的化学键 RNA结构与功能：碱基组成特点、RNA的种类结构及功能 核酸的性质：酸碱性、变性与复性、分子杂交 基因组计划 人类基因组计划（Human Genome Project， HGP ） 酵母基