生物化学与分子生物学之核酸的结构和功能思维导图

这是一篇关于生物化学与分子生物学——核酸的结构和功能的思维导图，核酸包括脱氧核糖核酸和核糖核酸。对于生物化学的学习有较大帮助！

核酸

• 化学组成和一级结构
  • 核酸
    • 核苷酸（基本组成单位，磷脂键连接）
      • 磷酸（ɑβγ磷原子通过酸酐键连接；）
      • 核苷（糖苷键连接）
        • 碱基（嘌呤AG和嘧啶UTC）
        • 核糖和脱氧核糖（化学稳定性更高）
  • DNA/RNA是脱氧核苷酸/核糖核苷酸通过3'，5'-磷酸二酯键聚合形成的线性大分子
  • 核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序（5'-3'）
• DNA空间结构和功能
  • 空间结构
    • 二级结构：双螺旋结构
      • 结构模型要点
        • 1.DNA由两条多聚脱氧核苷酸链组成（反向平行，每个螺旋10.5个碱基对）
        • 2.DNA两条链形成了互补碱基对（氢键）
        • 3.两条链的亲水骨架将互补碱基对包埋在DNA双螺旋结构中
        • 4.两个碱基对平面重叠产生了碱基堆积作用
      • 结构多样性：A型-DNA、B型-DNA右手螺旋；Z型-DNA左手螺旋
    • 高级结构：双链盘绕折叠
      • DNA双链需要形成一种超螺旋结构，释放这些应力使DNA处在一个低能量的稳定状态；；正超螺旋——盘曲方向与DNA双螺旋方向一致
      • 真核生物DNA被逐级有序地组装成高级结构（核小体由一个DNA双链盘旋在八个组蛋白构成的核心组蛋白上盘绕1.75圈组成）
  • DNA是主要的遗传物质
• RNA空间结构和功能
  • 编码RNA
    • mRNA：蛋白质生物合成的模板
      • 生物体内丰度最小（2-5％），但种类最多，平均寿命相差甚大；真核细胞中，细胞核内新生成的mRNA初级产物被称为核不均一RNA（hrRNA）
      • 真核细胞mRNA的5'-端有帽结构（m⁷Gppp），可与帽结合蛋白形成复合体，有利于维持mRNA稳定性
      • 真核生物和某些原核生物3'-端有多聚腺苷酸尾结构；；3'-多聚尾和5'-帽结构共同负责：mRNA从细胞核向细胞质的转运；维持mRNA的稳定性以及翻译的起始调控
      • 真核生物细胞核内hrRNA经过一系列的修饰和剪接成为成熟的mRNA
      • mRNA的核苷酸序列决定蛋白质的氨基酸序列
  • 非编码RNA
    • tRNA：Pro合成的氨基酸载体
      • 占细胞总重量15％；由74-95个核苷酸组成；具有稳定空间结构
      • 含有多种稀有碱基（双氢尿嘧啶DHU、假尿嘧啶Ψ、甲基化的嘌呤m⁷G、m⁷A）
      • 具有特定的空间结构(DHU环、TΨC环（两侧）、氨基酸臂、反密码子环)
      • 3'-端（由CCA三个核苷酸结束）连接氨基酸，形成氨酰-tRNA
      • tRNA反密码子可以识别mRNA密码子（碱基互补）
    • rRNA：核糖体（Pro合成场所）的主要成分
      • 含量最多，80％以上（真核细胞：小亚基40S，大亚基60S；原核：30/50）
• 理化性质
  • 强烈的紫外吸收（嘌呤和嘧啶含有共轭双键，260nm）
  • DNA变性是一条DNA双链解离成两条DNA单链过程
    • 增色效应：DNA解链过程，更多包埋在双螺旋内部结构碱基得以暴露，因此DNA溶液在260nm吸光度增加
    • 解链温度Tm：解链曲线上，紫外吸光度变化达到最大变化值一半的温度；GC含量越多，Tm越高
  • 变性的核酸可以复性或形成杂交双链