生化-核酸的结构和功能

生化核酸的结构和功能.pptx,第二章 核酸的结构和功能;核酸(nucleic acid) ;一、核酸的发现和研究工作进展

核酸的结构和功能

• 化学组成
  • 基本组成单位：核苷酸
    • 元素组成
      • C H O N P（9-10%）
    • 分子组成
      • 碱基
        • 嘌呤
        • 嘧啶
      • 戊糖
        • 核糖（二号碳位连羟基）
        • 脱氧核糖（二号碳位连氢）
      • 磷酸
      • （脱氧）核苷
        • UR,AR,GR,CR
        • dTR,dAR,dGR,dCR
      • （脱氧）核苷酸
        • AMP，GMP，CMP，UMP
        • dAMP，dGMP，dCMP，dTMP
• DNA的结构
  • 一级结构
    • 核苷酸的排列顺序（碱基序列）
    • 化学键
      • 3’，5’磷酸二酯键
  • 二级结构
    • 双螺旋结构
      • 基本特点
        • 反向平行，一条DNA链从5’端到3’端自上而下延伸，一条DNA链从5’端到3’端自下而上延伸
        • 右手螺旋，直径2.37nm，螺距3.54nm，碱基对平面距离0.34nm，一圈10.5对碱基
        • 碱基互补配对【A二T】，【G三C】，A+G=T+C
        • 脱氧核糖和磷酸作为亲水骨架在外，疏水碱基在内
        • 氢键和疏水作用力共同维持结构的稳定
  • 高级结构
    • 超螺旋结构
      • 分类
        • 正超螺旋
        • 负超螺旋
      • 原核生物体内为环状双螺旋
      • 真核生物超螺旋-核小体-染色体
• RNA的结构与功能
  • mRNA2-5%
    • 形成：hnRNA在snRNA的辅助下剪切成mRNA
    • 结构
      • 单链
      • 5’端帽子结构
      • 3’端多聚腺苷酸尾结构
    • 功能：蛋白质合成的直接模板
  • tRNA15%
    • 二级结构
      • 三叶草
        • 氨基酸臂
        • DHU环
        • 反密码环
        • TφC环
        • 附加叉
    • 三级结构
      • 倒L形
    • tRNA3’端以CCA结尾
    • 功能：利用反密码子结合mRNA，同时转运氨基酸
  • rRNA80%
    • 功能：和核糖体蛋白一起参与构成核糖体
    • 核糖体
      • 原核
        • 大亚基
          • 50s
        • 小亚基
          • 30s
      • 真核
        • 大亚基
          • 60s
            • 5.8s
            • 28s
            • 5s
        • 小亚基
          • 40s
            • 18s
  • 非编码RNA
    • siRNA
      • 降解外源mRNA，维持基因组稳定
    • microRNA
      • 抑制或降解mRNA,调控生长发育
    • snRNA
      • 参与hnRNA内含子的剪切
    • scRNA
      • 蛋白质内质网定位合成的识别信号体的组成
    • snoRNA
      • 参与rRNA加工修饰
    • 催化小RNA
      • 参与特定RNA的降解，参与RNA的剪切修饰
    • piRNA
      • 调控基因沉默
    • 长非编码RNA
      • 协助基因调控
    • circRNA
      • 解除基因抑制，提高表达水平
• 理化性质
  • 酸性
  • 最大吸收峰：260nm，由碱基共轭双键决定
  • 变性
    • DNA由双链变为两条单链
    • 本质：氢键断裂，空间结构破坏，碱基序列不变
    • 增色效应：OD260升高
  • 复性
    • DNA恢复双螺旋
    • 退火
      • 热变性DNA缓慢冷却恢复双链结构
    • 减色效应：OD260减少
  • Tm
    • 紫外吸收峰达到最大值的50%时的温度（DNA溶解温度）
    • 与G+C含量呈正比，代表解链难度
  • 分子杂交
    • 复性过程中，将不同DNA分子或RNA放入同一溶液，如果碱基可配对，则可形成杂交双链