导图社区 核酸的结构与功能
核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物,为生命的最基本物质之一。本图总结了核酸的化学组成、DNA的空间结构与功能、RNA的空间结构与功能、核酸的理化性质,赶快收藏下图学习吧!
《医学影像学》中枢神经系统思维导图,帮助大家更好滴掌握知识点,中枢神经系统(英文名称:Central Nervous System,中文名称中枢神经)是由脑和脊髓组成(脑和脊髓是各种反射弧的中枢部分),是人体神经系统的最主体部分。中枢神经系统接受全身各处的传入信息,经它整合加工后成为协调的运动性传出,或者储存在中枢神经系统内成为学习、记忆的神经基础。人类的思维活动也是中枢神经系统的功能。
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核酸的结构与功能
核酸的化学组成以及一级结构
核酸在核酸酶的作用下水解成核苷酸,而核苷酸完全水解后可释放出等等摩尔的碱基、戊糖和磷酸。DNA基本组成单位是脱氧核糖核酸,RNA是核糖核苷酸。
核苷酸和脱氧核苷酸是构成核酸的基本组成单位
细胞活动所需的化学能主要来自核苷三磷酸,其中ATP是最重要的能量载体。其次,核苷三磷酸ATP和GTP可环化形成环腺苷酸(cAMP)和环鸟苷酸(cGMP),它们都是细胞信号传导过程中的第二信使,具有调控基因表达的作用。
核苷
核苷或脱氧核苷可与磷酸反应,脱水后形成一个磷酸键,生成核苷酸或脱氧核苷酸。根据连接磷酸基团数目的多少,核苷酸可分为核苷一磷酸(NMP)、核苷二磷酸(NDP)、核苷三磷酸(NTP).
碱基
嘌呤
嘧啶
核糖
脱氧核糖,较稳定
DNA是脱氧核糖核苷酸通过3’,5’-磷酸二脂键聚合形成的线性大分子
多聚脱氧核苷酸链只能从它的3’端得以延长,由此,DNA链有了5’到3’的方向性。
RNA是核糖核苷酸通过3’,5’-磷酸二脂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
基于DNA和RNA链的方向性,人们把RNA的核苷酸和DNA的脱氧核苷酸从从5’端到3’端的排列顺序定义为核酸的一级结构。核苷酸之间的差异仅在于碱基的不同,因此核酸的一级结构也就是它的碱基序列。
DNA的空间结构与功能
DNA的二级结构是双螺旋结构
DNA双螺旋结构的实验基础
DNA双螺旋结构模型的要点
DNA由两条多聚脱氧核苷酸链组成
两条多聚脱氧核苷酸链围绕着同一个螺旋轴形成反平行的右手螺旋的结构。DNA双螺旋结构的直径为2.37nm,螺距为3.54nm。
DNA的两条多聚脱氧核苷酸链之间形成了互补碱基对
平均而言,每一个螺旋有10.5个碱基对,碱基对平面之间的垂直距离为.034nm。
两条多聚脱氧核苷酸链的亲水性骨架将互补碱基对包埋在DNA双螺旋结构内部
两个碱基对平面重叠产生了碱基堆积作用
在双螺旋结构的旋进过程中,相邻的两个碱基对平面彼此重叠,由此产生了疏水性的碱基堆积力。这种碱基堆积力作用十分重要,它和互补链之间碱基对的氢键共同维系着DNA双螺旋结构的稳定。
DNA双螺旋结构的多样性
DNA的多链结构
DNA双链经过盘绕折叠形成致密的高级结构
封闭环状的DNA具有超螺旋结构
线粒体和叶绿体是真核细胞中含有核外遗传物质的细胞器。线粒体DNA(mtDNA)也是具有封闭环状的超螺旋结构。
真核生物DNA被逐级有序地组装成高级结构
染色质基本组成单位是核小体,它是由一段双链DNA和4钟碱性的组蛋白(H)共同构成的。八个组蛋白分子(H2A×2,H2B×2,H3×2,H4×2)共同形成了一个八聚体的核心组蛋白。
DNA是主要的遗传物质
RNA的空间结构与功能
一般而言,RNA是DNA的转录产物。和DNA一样,RNA在生命活动中发挥着重要的作用。RNA可以分为编码RNA和非编码RNA。编码RNA是那些从基因组上转录而来、其核苷酸序列可以翻译成蛋白质的RNA,编码RNA仅有信使RNA(mRNA)一种。非编码RNA不编码蛋白质。包括转运RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)、端粒RNA、信号识别颗粒RNA等。
mRNA是蛋白质生物合成的模板
真核细胞mRNA的5’-端有帽结构
大部分真核细胞的mRNA的5’端都有一个反式7-甲基鸟嘌呤-三磷酸核苷(m7Gppp)的起始结构,被称为5’-帽结构。该结构是鸟苷酸转移酶将鸟嘌呤三磷酸核苷加到转录后的mRNA的5’-端,形成了一个5’-5’三磷酸键,使mRNA得5’-端不再具有磷酸集团
真核生物和有些原核生物mRNA的3’-端有多聚腺苷酸尾的结构
真核生物细胞核内的hnRNA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
tRNA是蛋白质合成中氨基酸的载体
tRNA具有多种稀有碱基
tRNA具有特定的空间结构
tRNA的3’-端连接着氨基酸
所有tRNA的3’-端都是以CCA三个核苷酸结束的,只有连接在tRNA的氨基酸才能参与蛋白质的生物合成。tRNA所携带的氨基酸种类是由tRNA的反密码子所决定的。
tRNA的反密码子能够识别mRNA的密码子
以rRNA为主要成分的核糖体式蛋白质合成的场所
组成性非编码RNA是保障遗传信息传递的关键因子
催化小RNA,也称核酶
核仁小RNA(snoRNA)
核小RNA(snRNA)
胞质小RNA(scRNA)
调控性非编码RNA参与了基因表达调控
非编码小RNA(sncRNA)
长非编码RNA(lncRNA)
环装RNA(circRNA)
核酸的理化性质
核酸具有强烈的紫外吸收
嘌呤和嘧啶是含有共轭双键的杂环分子。他们的最大吸收值在260nm附近。根据260nm处的吸光度,可以判断出溶液中的DAN或RNA的含量。利用260nm与280nm的吸光度比值还可以判断从生物样品中提取的核酸样品的纯度。 DNA为1.8 RNA为2.0
DNA变性是一条DNA双链解离为两条DNA单链的过程
断裂DNA双链互补碱基对之间的氢键以及破坏碱基堆积力,使一条DNA双链解离成两条单链。成为DNA变性。破坏了空间结构,但没改变核苷酸序列。
变性的核酸可以复性或形成杂交双链
把变性条件缓慢除去后,两条解离的DNA互补链可重新互补配对形成DNA双链,恢复原来的双螺旋结构。这一现象成为复性。热变性的DNA经缓慢冷却后可以复性,也称退火。 将不同的DNA单链或RNA单链混合在同一溶液中,只要这两种核苷酸单链之间存在一定的碱基互补关系,它们就有可能形成杂环双链。称为核酸分子杂交