核酸

这是一篇关于核酸的思维导图，主要内容有RNA与DNA结构比较、—级结构、DNA的二级结构、RNA的二级结构等。

核酸

• 核酸的结构
  • RNA与DNA结构比较
    • 相同之处
      • 相邻核苷酸通过3‘和5’-磷酸二酯键相连
        • 一个这个键由一个3‘-磷酸单酯键和一个5’-……组成
      • 有两个不对称末端
        • 一段的核苷酸5‘- OH不参与形成这个键，为5’末端，（3.......）
          • 有环形DNA
      • 生理pH下，主链上的磷酸基团主要处于解离的状态，有大量负电荷，因此核酸是一种多聚阴离子
      • 每一条链上的核苷酸残基都有一定的排列顺序，这种排列顺序也就是核酸的一级结构
    • 不同之处
      • RNA核糖，DNA脱氧核糖
        • DNA脱氧核糖缺乏反应性的亲核基团2‘- OH，提高了他的稳定性
        • RNA因含有，很不稳定，容易水解。适合充当蛋白质合成的模版mRNA——在需要时转录，不需要时迅速降解。还有一个用途，亲核性，去作为酶催化一些重要的生化反应
      • RNA的第四个通常是U，DNA是T
      • RNA通常单链，DNA通常双链
  • 一级结构
    • 指构成核酸的多聚核苷酸链上所有核苷酸或碱基的排列顺序，而稳定核酸一级结构的化学键是3‘，5’-磷酸二酯键
    • 缩写
    • 一级结构对DNA而言，意义在于生物体的遗传信息时储存在由四种核苷酸编码的特定的序列之中，而与高级结构无关
  • DNA的二级结构
    • 其主链建立在碱基配对基础上形成的各种折叠
      • 对DNA而言，由于一般由两条互补链构成，因此可形成完全互补配对的双螺旋
      • RNA而言，一般只有一条链构成，因此通过链内碱基互补配对形成局部双螺旋结构
    • 分类
      • B型双螺旋
        • DNA由两条反平行的多聚脱氧核苷酸链形成，两条链相互缠绕，形成右手螺旋
        • 组成右手螺旋的两条链在碱基序列上是互补的，它们通过特殊的碱基对结合在一起A-T（两个氢键），C-G（三个氢键）
        • 碱基对位于双螺旋内部，并垂直于螺旋轴，而磷酸脱氧核糖骨架位于螺旋表面。碱基对之间通疏水键和范德华力相互垛叠在一起，对双螺旋稳定起重要作用
        • 双螺旋表面不规则，有明显大沟和小沟，宽度分别为2.2nm和1.2nm
        • 参数
          • 相邻碱基对距离约0.33nm，相差约36度
          • 螺旋直径约2nm
          • 螺距约3.32nm
          • 每一圈完整的螺旋含10个碱基对，然而，细胞内的DNA双螺旋每一圈实际上含有10.4～10.6bp
      • A型双螺旋
        • 一定条件下，DNA双链可从B变为其他构像，能够存在的只有BAZ，A一般与RNA双螺旋和RNA-DNA杂交双螺旋有关。
          • 引起DNA双链构像改变的原因包括1.相对湿度2.盐的种类和浓度3.碱基组成和序列4.超螺旋数量和方向
        • 促进A-DNA形成的主要原因是相对湿度的降低。DNA钠盐在相对脱水的条件下，即低于75%相对湿度，可形成。与B相比，A也是右手螺旋，但更宽、平、短，大沟更窄而深，小沟更宽而浅，参数变化
        • 因活细胞内充满水分，A很难存在。一些革兰氏阳性细菌芽孢内DNA是A型，显然这与水分的缺失有关。除此之外，DNA复制时，与DNA聚合酶活中心结合的大约3个bp内的双螺旋也是A
      • Z型双螺旋
        • 最早在体外得到的双螺旋
        • 特点
          • 螺旋上的脱氧核糖磷酸骨架呈锯齿状或Z字形。这是由于碱基对向螺旋的外表面前移，中轴不再像B一样位于碱基对之间，而是移向小沟。其中，脱氧核糖与C联接的糖苷键是反式，与G的是顺式。
          • 螺旋的方向是左手。与G相连的糖苷键呈顺式，不仅使螺旋方向改变，还使G暴露于分子表面
          • 脱氧胞苷酸的糖环C2‘为内式，碱基为反式，使糖环转离小沟，而脱氧🐦苷酸的糖环C4'为内式，碱基为顺式，糖环转向小沟。胞嘧啶C5和鸟嘌呤N7、C8原子填满大沟，并指向表面，大沟变得不明显，小沟变得窄而深
          • 参数改变
            • Z在体外存在需满足两个条件
              • 高的盐浓度或在有乙醇时。如果是NaCl，其浓度需超过2mol/L；MgCl2大于0.7。
              • 之所以要高浓度烟是因为导致带负电的磷酸根距离更近了（Z为0.8nm，B为1.2nm），就需要更高盐浓度中和两条链静电互斥
              • 嘌呤-嘧啶相间排列，例如多聚dG-dC
      • 支持DNA双螺旋的证据
        • X射线衍射数据
        • Chargaff法则
      • 稳定双螺旋的因素
        • 氢键
        • 碱基堆积力
        • 离子键
      • 双螺旋的意义
      • 非标准二级结构
        • 子主题
        • 分类
          • 弯曲
          • 十字形
          • 三螺旋
          • 碱基翻转
          • 滑移错配DNA
          • 四链DNA
  • RNA的二级结构
    • 子主题
    • tRNA的二级结构
      • 一般含有73～94个核苷酸，其中有不少是修饰的核苷酸或修饰的碱基（次黄嘌呤、硫尿嘧啶和假尿苷），链内大多数碱基通过氢键相连，构成tRNA