DNA
一级结构
指脱氧核苷酸之间的连接方式和排列顺序,连接方式为3 ′, 5 ′-磷酸二酯键
二级结构
双螺旋结构(Watson和Crick提出)
螺旋直径2nm、相邻碱基平面的垂直距离0.34nm、每圈10bp、螺距3.4nm
双螺旋结构稳定的主要作用力:碱基堆积力和碱基配对的氢键
DNA的碱基组成规律 (Chargaff law)
碱基当量定律:几乎所有生物的DNA中,A=T、 G=C、 A+G=T+C
DNA碱基组成有物种特异性,不对称比率 (A+T)/(G+C) 因物种而异
RNA
mRNA
mRNA是蛋白质合成的模板,主要以一级结构(核糖核苷酸连接方式和排列顺序)起传递遗传信息的作用
真核生物mRNA的分子结构
5’端有帽子(cap)结构,然后依次是5’非翻译区、编码区、3‘非翻译区
tRAN
携带和转运活化的氨基酸,识别mRNA上的密码子,按照mRNA上的遗传密码的顺序将特定的氨基酸运载到核糖体进行蛋白质的合成
一级结构特点:含有较多的稀有核苷;3 ´末端都具有CCA序列
4、5 ´末端多为pG(也有的是pC)
二级结构:三叶草形结构,由四臂四环构成:二氢尿嘧啶环(D环)、D臂、反密码子环、反密码子臂(AC臂)、额外环、TψC环、TψC臂、氨基酸臂(3´-CCA末端是活化氨基酸的结合位点)
rRNA
原核细胞有3种rRNA (5S、16S、23S rRNA)
真核细胞有4种rRNA (5S、5.8S、18S、28S rRNA)
功能:组成核糖体、催化肽键形成的转移酶活性存在于23S rRNA上‘参与tRNA与mRNA的结合
核蛋白体
染色体
染色体和染色质的基本结构单位是由DNA缠绕组蛋白构成的核小体
重要理化性质
一般性质:
(1)晶形:DNA白色纤维状,RNA白色粉末状
(2)溶解性:溶于水,不溶于有机溶剂
(3)酸碱性:明显的酸性,等电点低至2.0--2.5,
(4)粘度:DNA粘度大,RNA粘度小
(5)两性解离特性:碱解与酸解
碱解与酸解特性:
(1)温和碱性条件下:DNA的磷酸二酯键稳定,RNA的磷酸二酯键全部分解,成2’、3’环核苷酸
(2)稀酸长时间(或提高温度或酸度):嘌呤分离,磷酸二酯键少数分解。
(3)中强酸或浓酸处理: 嘧啶分解,磷酸二酯键较多分解
核酸的变性、复性及分子杂交
变性:在物理、化学因素影响下,DNA碱基对间的氢键断裂,双螺旋解开。这是一个跃变过程,伴有A260增加(增色效应),DNA功能丧失。
变性因素:热变性、酸碱变性(pH小于4或大于11)、
变性剂(尿素、盐酸胍、甲醛等)
Tm:热变性过程中A260达到最大值一半时的温度称为该DNA的熔解温度,用Tm表示
复性:在一定条件下,变性DNA单链间碱基重新配对恢复双螺旋结构。伴有A260减小(减色效应),DNA的功能恢复。
1、温度:热变性DNA在缓慢冷却时可以复性,快速冷却不能复性
分子杂交:不同来源的DNA单链间或单链DNA与RNA之间只要有碱基配对的区域,在复性时可形成局部双螺旋区,称核酸分子杂交
应用:
1、鉴定纯度(A280是蛋白和酚类物质最大吸光度)
纯DNA的A260/A280应为1.8(1.65-1.85)
纯RNA的A260/A280应为2.0。
若含有蛋白或酚类,则A260/A280比值明显降低。
2、判断DNA是否变性
在DNA的变性过程中,摩尔吸光系数增大(增色效应)
在DNA的复性过程中,摩尔吸光系数减小(减色效应)
3类RNA中,tRNA最多,rRNA次之, mRNA很少
重要实验依据
① 肺炎双球菌转化实验
② 噬菌体侵染细菌实验
【目标】掌握核苷酸的组成,Chargaff 定律,DNA、tRNA、rRNA和mRNA的结构特点和功能,特别是DNA双螺旋结构模型要点和意义。掌握核酸的紫外吸收特性、变性与复性以及分子杂交。
【重点】DNA的结构,tRNA、mRNA、rRNA的结构特点与功能,核酸的理化性质。