核酸思维导图

生物化学与分子生物学第二章核酸，介绍了核酸的结构组成、理化性质、RNA、DNA等，希望梳理的内容对你有所帮助！

核酸

• DNA
  • 二级结构
    • 概念
      • 双螺旋结构是DNA的二级结构
    • 特点
      • 两个碱基对平面重叠产生了碱基堆积作用并形成了碱基堆积力
      • DNA的两条多聚脱氧核苷酸链之间形成了互补碱基对
      • 互补碱基对包埋在DNA双螺旋结构内部
      • DNA由两条多聚脱氧核苷酸链组成
    • Chargaff规则
      • 同一个体的不同器官或不同组织的DNA具有相同的碱基组成
      • 对于一个特定组织的DNA，其碱基组成不会发生变化
      • 不同生物个体的DNA，其碱基组成不同
      • 对于一个特定的个体，A＝T、C＝G
    • 多样性
      • A-DNA
      • B-DNA
      • Z-DNA
  • 高级结构
    • 超螺旋
      • 线性DNA双链发生弯曲盘绕所形成的螺旋结构
      • 正超螺旋
        • 盘绕方向与DNA双螺旋方向相同
      • 负超螺旋
        • 盘绕方向与DNA双螺旋方向相反
    • 染色体
      • 当细胞分裂时，细胞核内的DNA形成高度致密的染色体
    • 染色质
      • 在细胞周期内，细胞核内的DNA主要以松散的染色质存在
      • 基本组成单位
        • 核小体
          • （H2A、H2B、H3、H4）×2
    • 着丝点
      • 两个染色单体的连接位点，富含AT序列，细胞分裂时，着丝点可使染色单体分离进入子代细胞
    • 端粒
      • 染色体端膨大的粒状结构，由染色体端DNA与DNA结合蛋白共同构成
  • 生物学功能
    • DNA是主要的遗传物质
    • 基因组
      • 一个生物体内DNA中的全部遗传信息，即一套染色体中完整的核苷酸序列
• RNA
  • DNA的转录产物
  • 主要以单链形式存在
  • mRNA
    • 信使RNA，蛋白质合成的模板
    • 5'-帽结构
      • 真核细胞mRNA的5'-端有一个反式7-甲基鸟嘌呤-三磷酸核苷的起始结构
    • poly（A）-tail
      • 真核细胞3′-端是一段由80～250个腺苷酸连接而成的多聚腺苷酸结构
    • 前体hnRNA
      • DNA转录先形成hnRNA，再通过修饰、剪接形成成熟的mRNA
    • 密码子
      • 成熟的mRNA中，从AUG开始，每三个连续的核苷酸为一个密码子
    • 可读框
      • 由起始密码子到终止密码子所限定的区域
  • tRNA
    • 转运RNA，蛋白质合成的底物
    • tRNA含有多种稀有碱基
    • tRNA具有特定的空间结构
      • 二级结构三叶草
        • DHU环
        • TΨC环
        • 反密码子环
      • 三级结构“倒L”形
    • tRNA的3'-端连接的氨基酸相同
      • 所有tRNA的3'-端都是以CCA结束的
    • tRNA的反密码子能够识别mRNA的密码子
  • rRNA
    • 核糖体RNA，蛋白质合成的场所
    • rRNA与核糖体蛋白共同构成核糖体
    • 按分子量大小分类
      • 5S
      • 16S
      • 23S
  • 组成性非编码RNA
    • 催化小RNA/核酶
      • 催化特定RNA降酶的活性，在RNA修饰剪接过程中起重要作用
    • 核仁小RNA（snoRNA）
      • 主要参与rRNA的加工修饰
    • 核小RNA（snRNA）
      • 富含尿嘧啶，主要作用是识别hnRNA上的外显子与内含子的接点，切除内含子
    • 胞质小RNA（soRNA）
      • 主要存在于细胞质中，与蛋白质形成复合体发挥作用，如形成信号识别颗粒
• 核酸的结构组成
  • 核苷酸
    • 碱基（A、U、C、G）、戊糖、磷酸
  • 脱氧核苷酸
    • 碱基（A、T、C、G）戊糖、磷酸
  • 一级结构
    • RNA/DNA的核苷酸/脱氧核苷酸从5'-端至3'-端的排列顺序
  • DNA
    • 由脱氧核糖核苷酸通过3′，5′-磷酸二酯键聚合形成的线性大分子
  • RNA
    • 由核糖核苷酸通过3'，5'-磷酸二酯键聚合形成的线性大分子
• 理化性质
  • 紫外吸收性
    • 最大吸收值260nm
      • 判断DNA或RNA的含量与纯度
  • 酸性
    • 核酸为多元酸，具有较强的酸性
  • 粘性
    • DNA粘性较大，RNA粘性较小
  • DNA变性
    • 在极端理化条件下，DNA双链之间的氢键和碱基堆积力的断裂
    • 变性破坏了DNA的空间结构，但不改变DNA的核苷酸序列
  • 增色效应
    • 在DNA双链解链过程中，DNA在260nm处的吸光度增加的现象
    • 监控DNA在260nm处的吸光度变化是判断DNA变性的常用方法
  • Tm值
    • DNA增色效应变化值一半时所需要的时间
    • DNA的Tm值与GC含量相关，GC含量越高，Tm值越高，离子强度越高，Tm值也越高
  • 复性
    • 缓慢去除变性条件后，两条解离的DNA互补链重新配对形成DNA双链，恢复原来的双螺旋结构的现象
    • 退火
      • 热变形的DNA经缓慢冷却后可以复性
  • 核酸分子杂交
    • 不同DNA单链或RNA单链混合后，可能形成杂化双链
    • 类型
      • DNA单链与DNA单链
      • DNA单链与RNA单链
      • RNA单链与RNA单链