导图社区 核酸化学
第二章核酸化学的ppt，做得不是很好，希望对你有帮助。主要内容有：核苷酸、核酸的结构、核酸的性质和研究方法、核酸酶和核酶。
氨基酸：氨基酸的结构和分类、氨基酸的理化性质、氨基酸的分离和纯化；肽：定义：通过氨基酸的缩合以酰胺键或肽键相连的聚合物，其中每一个氨基酸单位称为氨基酸残基，相连形成肽链。
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核酸化学
核苷酸
组成(C H O N P)
核苷
含氮碱
嘧啶碱
嘌呤碱
戊糖
核糖
脱氧核糖
磷酸
结构
碱基
性质
几乎不溶于水
紫外吸收，最大吸收值为260nm
互变异构（碱性条件）
稳定的酮式——不稳定的烯醇式
稳定的氨式——不稳定的亚氨式
根据戊糖和碱基分类
反式和顺式
核苷酸是核苷的戊糖羟基的磷酸酯
核苷酸（单磷酸）
二磷酸核苷酸
三磷酸核苷酸
环核苷酸
体内重要的游离核苷酸及其衍生物
多磷酸核苷酸： NMP，NDP，NTP
含核苷酸的生物活性物质： NAD+、NADP+、CoA-SH、 FAD等
环化核苷酸:cAMP，cGMP
功能
核酸合成的前体
能量货币：ATP
信号转导
作为其他物质的前体或辅酶/辅基的成分
活化的中间物
作为酶的别构效应物参与代谢的调节
核酸的结构
核酸的分类
DNA和RNA
为什么DNA的第四个碱基通常是T?
为什么DNA2'-脱氧，RNA不是?
DNA缺乏更加稳定
RNA具-OH更易水解
为什么RNA通常单链，DNA通常双链？
利于DNA复制、修复、转录
RNA：结构多样性
不同类型RNA的功能和分布
核酸的一级结构
定义：核苷酸或碱基的排列顺序
化学键：3',5'-磷酸二酯键
写法：从左到右，5'到3'端（5'ACTG.....TCGA3'）
意义：储存各种遗传信息
核酸的二级结构
DNA螺旋
意义：DNA双螺旋结构的发现为揭示遗传物质的遗传、复制、修复、多样性以及物种的进化提供了重要的线索。
B型双螺旋的发现
B型双螺旋的特征
反向平行，右手双螺旋，大沟和小沟，常数，
化学键
碱基之间通过疏水键和范德华力相互剁叠在一起，为碱基堆积力
碱基互补配对；AT碱基对2 个氢键，GC碱基对有3个氢键
氢键维持双链横向稳定性，碱 基堆积力维持双链纵向稳定性。
双螺旋稳定的因素
氢键
碱基堆积力
离子键
DNA的ABZ双螺旋
A型双螺旋
条件
1.DNA在相对脱水环境（相对湿度~75%）
2.DNA-RNA或RNA双链（RNA的2’-OH造成的空 间位阻阻止了B型双螺旋生成
存在
一般与RNA有关； 某些微生物在恶劣环境下产生的孢子DNA可能产生
BZ型双螺旋
1.高盐浓度（减少磷酸基团间斥力）
2.嘌呤-嘧啶相间排列，例如poly（dG-dC）
3.某些负超螺旋的存 在促进形成
科学家体外合成序列发现→诱导产生特异性抗体→生物 体内也存在
意义
可能调控基因表达
DNA的非标准二级结构
DNA弯曲
十字形DNA
三链螺旋
G四联体
碱基翻转
DNA修复
DNA修饰
错配滑移DNA
子主题
RNA的二级结构
定义:RNA的二级结构指的是RNA的主链在局部的有规律的折叠，主 要取决于碱基组成。
单链RNA
双链RNA
核酸的三级结构
DNA
超螺旋
正超螺旋
旋紧双螺旋而形成的过旋DNA，每圈碱基对多于10个 负超
左手螺旋，过度缠绕，不利于解链
负超螺旋
放松双螺旋而形成的欠旋DNA，每圈碱基对少于10个
右手螺旋，缠绕不足，利于解链
意义：对于DNA复制和RNA转录过程具有 关键作用。
RNA
是在二级结构基础上进一步 折叠、包装而成的，
大的RNA分子：通过非标准碱基对以及 与2’-OH有关的氢键，产生远程作用进行盘绕
核酸结构实例
DNA在真核生物细胞核内的组装
真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是核小体。
mRNA
mRNA的功能
DNA的转录产物，蛋白质的翻译模板
mRNA成熟过程
除去内含子，5’端加帽，3’加尾巴
mRNA的结构特点
tRNA（二级为三叶草，三级为倒L）
左环是二氢尿嘧啶环(D环)，它与氨基 酰-tRNA合成酶的结合有关。
基酸臂对面是反密码子环， 中部含有三个相邻碱基组成的反密码子， 可与mRNA上的密码子相互识别。
右环是假尿嘧啶环(TψC环)，它与核糖 体的结合有关
在反密码子与假尿嘧啶环之间的是可变 环，它的大小决定着tRNA分子大小。
rRNA
参与组成核糖体，作为蛋 白质生物合成的场所
沉降系数
核酸的性质和研究方法
核酸的理化性质
紫外吸收
核酸样品的纯度
DNA或RNA的定量
水解
酸水解
RNA能抵抗烯酸
DNA在烯酸下发生脱嘌呤反应
碱水解
RNA的磷酸二酯键对碱非常敏感
DNA对碱不敏感，但可使DNA变性
酶促水解
核酸酶（DNA酶、RNA酶、磷酸二酯酶）核酶
酸碱解离
沉淀
溶解性质：DNA和RNA均溶于水，不溶于一般有机溶剂
沉淀原理：破坏水合层析中和磷酸基团的负电荷
沉淀DNA：常用无水乙醇和盐
沉淀RNA：常用异丙醇和盐
变性复性和杂交
DNA变性
定义：双螺旋区氢键断裂，变成单链的过程，不涉及共价键断裂
方法：加热，过量酸碱等等
ph小于1，磷酸二酯键水解
ph大于11.3，氢键断裂
表征：紫外吸收（增色效应）和浮力密度增大，粘度降低（与蛋白质相反），生物活性机会不受影响
Tm及其影响因素
Tm：DNA的双螺旋有一半发生热变性时相应的温度，称为解链温度或融解温度
影响因素
Tm范围
DNA的均一性（序列/组成）
均一性越高Tm范围越小
Tm大小
G-C含量
G-C含量越高，Tm越高
离子强度
离子强度越高，Tm值越高
双螺旋长度
DNA的复性
定义：变性因素不存在了，变性时解开的互补单链全部或部分恢复到天然螺旋结构的现象
方法：各种变性因素不存在
表征：紫外吸收（减色反应）和浮力密度减少，粘度的增加和生物活性的恢复
影响DNA复性的因素：温度，离子强度，DNA浓度和序列的复杂度
温度：缓慢下降，降温时间不要太短，温差不要太大
离子强度越高，复性速度越快
DNA浓度
浓度越大，复性越快
DNA序列越简单，越容易复性
核酸分子杂交
定义：DNA与DNA，DNA与RNA，RNA与RNA
应用
研究DNA分子中某一种基因的位置
检测某些专一序列在待检样品中存在与否
确定两种核酸分子间的序列在相似性
基因芯片技术的基础
核酸的分离，纯化和定量：电泳、离心、层析、透析和超滤、核酸的纯度的检测和定量
核酸一级结构的测定
Sanger发明的末端终止法或双脱氧法
原理：ddNTP参入导致DNA复制的末端终止
化学断裂法
焦磷酸测序与深度测序
用化学/酶学方法对放射性同位素标记的RNA进行 部分消化后，再进行聚丙烯酰胺电泳分析；
质谱法
先使用逆转录酶将待测RNA逆转录成cDNA，然后再使 用末端终止法等进行测
核酸酶和核酶
核酸酶
定义：所有可以水解核酸的酶
分类
根据底物
根据切割部位
核酸内切酶
核酸外切酶
核酶和脱氧核酶
作为序列特异性的核酸内切酶降解RNA。
人工合成的寡聚脱氧核苷酸片段，也能序列特异性降解RNA。
