导图社区 核酸的结构与功能
生物化学第二章核酸的结构与功能思维导图总结，包含核酸的化学组成以及一级结构、DNA的空间结构和功能、RNA的空间结构和功能、核酸的理化性质等。
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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
核苷酸和脱氧核苷酸是构成核酸的基本组成单位
核苷酸的组分
碱基
含氮的杂环化合物
核糖
核苷是碱基和核糖的缩合反应的产物
核苷或脱氧核苷上的羟基可以与磷酸反应,脱水后形成一个磷脂键，生成核苷酸或脱氧核苷酸
核苷酸
细胞内化学能的载体
ATP是最重要的能量载体
辅酶结构
临床药用价值
DNA是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
DNA链具有5'→3'的方向性
RNA是核糖核苷酸通过3',5'-磷酸二酯键聚合形成的线性大分子
具有5'→3'的方向性
RNA四种基本核苷酸AMP GMP CMP UMP
核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序（从5'-端至3'-端）
DNA的空间结构和功能
DNA的二级结构是双螺旋结构
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
反向平行
右手螺旋
DNA双螺旋结构直径为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
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
疏水性的碱基堆积力
螺旋的稳定因素是氢键和碱基堆砌力
DNA双螺旋结的多样性
B型-DNA
A型-DNA
脱水
Z型-DNA
左手双螺旋
DNA是主要的遗传物质
基因是编码RNA或多肽链的DNA片段
RNA的空间结构和功能
RNA分类
编码RNA
信使RNA（mRNA）
非编码RNA
组成性非编码RNA
转运RNA（tRNA）
核糖体RNA（rRNA）
端粒RNA
调控性非编码RNA
mRNA
蛋白质生物合成的模板
占比2%~5% 种类最多
真核细胞5′端具有 5′帽结构 反式7-甲基鸟嘌呤-三磷酸核苷（m⁷Gppp）
真核生物和有些原核生物mRNA的3′-端有多聚腺苷酸尾或多聚（A）尾的结构
3'-多聚（A）尾结构和5'-帽结构共同负责mRNA从细胞核向细胞质的转运，维持mRNA的稳定性以及翻译起始的调控（针对真核）
mRNA的核苷酸序列决定蛋白质的氨基酸序列
tRNA
蛋白质合成中氨基酸的载体
占比15%
含有多种稀有碱基
具有特定的空间结构
茎环结构或发夹
tRNA二级结构呈现出酷似三叶草的形状
4臂：3'末端都是CAA 氨基酸臂⇨连接氨基酸
3环：反密码环
可变臂（附加叉）
tRNA三级结构是倒L形
tRNA的反密码子能够识别mRNA的密码子
rRNA
以rRNA为主要成分的核糖体是蛋白质合成的场所
约占80%以上
rRNA与核糖体蛋白共同构成核糖体
按分子量分类
5S
16S
20S
大小亚基的结合区域的沟槽是mRNA的结合部位
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（核酶）
具有催化特定RNA降解的活性，在RNA合成后的剪接修饰中具有重要作用
核仁小RNA
参与rRNA的加工
核小RNA
识别hnRNA上的外显子和内含子的接点，切除内含子
胞质小RNA
与蛋白质结合形成复合体后发挥生物学功能
调控性非编码RNA参与了基因表达调控
核酸的理化性质
核酸具有强烈的紫外吸收
碱基、核苷、核苷酸、核酸在中性条件下，它们的最大吸收值在260nm附近
DNA变性是一条DNA双链解离为两条DNA单链的过程
DNA变性：某些极端的理化性质可以断裂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双链变成两条
DNA的增色效应：DNA解链过程中，有更多的包埋在双螺旋结构内部的碱基得以暴露，因此含有DNA的溶液在260nm处的吸光度随之增加
变性的核酸可以复性或形成杂交双链
复性：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螺旋结构
热变性的DNA缓慢冷却后可以复性，被称为退火
热变性的DNA迅速冷却至4℃时，两条解离的互补链还来不及形成双链，所以DNA不能发生复性
