核酸的结构与功能

核酸是核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。

核酸的结构与功能

• 核酸的化学组成以及一级结构
  • DNA的组成单位是脱氧核糖核苷酸 RNA的组成单位是核糖核苷酸
  • 核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序
  • 核苷酸是构成核酸的基本组成单位
    • 分子组成
      • 碱基
        • 嘧啶
        • 嘌呤
      • 戊糖
        • 脱氧核糖
        • 核糖
      • 磷酸
  • DNA是脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连接形成的大分子
    • DNA链的方向是5 → 3
  • RNA也是具有3, 5-磷酸二酯键的线性大分子
• DNA的空间结构与功能
  • DNA的二级结构是双螺旋结构
    • 1.DNA由两条多聚脱氧核苷酸链组成
      • 反向平行
      • 右手螺旋
    • 2. 核糖与磷酸位于外侧
      • 脱氧核糖和磷酸基团组成的亲水性骨架位于 双螺旋结构的外侧，疏水的碱基位于内侧
      • 双螺旋结构的表面形成了一个大沟和一个小沟
    • 3. DNA双链之间形成了互补碱基对
      • 碱基配对关系称为互补碱基对
        • A-T
        • G-C
        • C-G
        • T-A
      • DNA的两条链则互为互补链
      • 碱基对平面与螺旋轴垂直
    • 4. 碱基对的疏水作用力和氢键共同维持着DNA双螺旋结构的稳定
  • DNA的高级结构是超螺旋结构
    • 超螺旋结构
      • DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构
    • 正超螺旋
      • 盘绕方向与DNA双螺旋方同相同
    • 负超螺旋
      • 盘绕方向与DNA双螺旋方向相反
    • （一）原核生物DNA的环状超螺旋结构
      • 负超螺旋
    • （二）真核生物DNA以核小体为单位形成高度有序致密结构
      • 染色质的基本单位是核小体
  • 三、DNA是遗传信息的物质基础
    • DNA是生物遗传信息的载体
    • 基因是携带遗传信息的DNA片段
    • DNA具有高度稳定性的特点
• RNA的结构与功能
  • 一、mRNA是蛋白质合成中的模板
    • 1. 真核生物mRNA的5-端有特殊帽结构 m7GpppNm
    • 2. 真核生物mRNA的3末端有多聚腺苷酸尾
    • 3. mRNA碱基序列决定蛋白质的氨基酸序列
  • 二、tRNA是蛋白质合成中的氨基酸载体
    • 1. tRNA中含有多种稀有碱基
    • 2. tRNA含有茎环结构
      • 氨基酸臂
      • DHC环
      • 反密码环
      • TψC环
      • 附加叉
    • 3. tRNA的3-末端连接氨基酸 CCA
    • 4. tRNA的反密码子识别mRNA的密码子
  • 三、以rRNA为组分的核糖体是蛋白质合成的场所
  • 四、其他非编码RNA参与基因表达的调控
  • 五、核酸在真核细胞和原核细胞中表现出不同的时空特性
    • 原核生物
    • 真核生物
• 核酸的理化性质
  • 核酸分子具有强烈的紫外吸收 在260mm处强烈吸收
    • 增色效应：DNA变性时其溶液OD260增高的现象
  • DNA复性
  • 退火
• 核酸酶
  • 底物不同
    • DNA酶
    • RNA酶
  • 作用方式不同
    • 核酸内切酶
    • 核酸外切酶
• 开放阅读框
  • 位于起始密码子和终止密码子之间的核苷酸序列称为开放阅读框(ORF)，决定了多肽链的氨基酸序列
• 真核染色体功能区
  • 端粒
  • 着丝粒
• 核小体
  • 组成
    • DNA 200bp
    • 组蛋白
      • H1 H2A H2B H3 H4
• 核苷酸
  • 核苷酸衍生物
    • 环化核苷酸
      • 是细胞信号转导中的第二信使
      • cAMP
      • cGMP
    • 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 NAD+
      • 生物氧化体系的重要成分，在传递 质子或电子的过程中具有重要的作用
  • 构成RNA的碱基、核苷以及核苷酸
  • 构成DNA的碱基、核苷、核苷酸
• 核苷
• 脱氧核苷
• 核酸的组成