核酸化学

核酸是脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）的总称，是由许多核苷酸单体聚合成的生物大分子化合物，为生命的最基本物质之一。 核酸是一类生物聚合物，是所有已知生命形式必不可少的组成物质，是所有生物分子中最重要的物质，广泛存在于所有动植物细胞、微生物体内

核酸化学

• 概念
  • 1869年Miescher从细胞核中分离出核算，1889制备核算1930-40确定核算成分
  • 除少数病毒以外以RNA作为遗传物质外，多数有机体的遗传物质是DNA
  • RNA 主要作用是从DNA转录遗传信息，并指导蛋白质的合成
• 组成成分
  • 核酸
    • 核苷酸
      • 核苷
        • 嘌呤碱
          • 嘌呤
          • 腺嘌呤
          • 鸟嘌呤
        • 核糖
          • β-D-2-核糖
          • β-D-2-脱氧核糖
      • 磷酸
• 体内代谢中的作用
  • ATP----能量“货币”
  • UTP----参与糖的互相转化与合成
  • CTP----参与磷脂的合成
  • GTP----参与蛋白质和嘌呤的合成
  • 第二信使----cAMP
• DNA
  • DNA一级结构：
    • • DNA的脱氧核苷酸只在它们所携带的碱基上有区别，所以脱氧核苷酸的序列常被认为是碱基序列。通常碱基序列由DNA链的5'-3'方向写。DNA中有4种类型的核苷酸，有n个核苷酸组成的DNA链中可能有的不同序列总数为4n。
  • 双螺旋结构
    • 模型要点： 1.两条多核苷酸链反向平行 2 .碱基内侧， A与T、G与C配对 3.双螺旋每转一周有10个bp，螺距3.4nm,直径2nm
    • 稳定因素 ：1.氢键 2.碱基堆积力 3.离子键
    • DNA双螺旋的构象类型：B-DNA A-DNA Z-DNA C-DNA D-DNA
  • DNA三级结构
    • 线性分子、双链环状® 超螺旋
  • DNA与基因
    • 基因是DNA片段的核苷酸序列，DNA分子中最小的功
    • 原核生物基因组的特点：1.DNA大部分为结构基因，每个基因出现频率低。 2.功能相关基因串联在一起，并转录在同一mRNA中(多顺反子)。 3.有基因重叠现象。
    • 真核生物基因组的特点：1.重复序列2.有断裂基因：由于基因中含子的存在。
• RNA
  • 概念：RNA分子是含短的不完全的螺旋区的多核苷酸链。
  • 分类
    • tRNA
      • 主要特征：1.四壁四环 2.氨基酸臂 3端有CCAoh的共有密码子与mRNA相互作用 4.D环上有二氢尿嘧啶 5.可变环上的核苷酸数目可以变动 6.TC环含有T和& 7.含有修饰碱基和不变核苷酸
    • rRNA
    • mRNA与hnRNA
    • snRNA和asRNA
  • 其他功能：1981年，Cech发现RNA的催化活性，提出核酶。 大部分核酶参加RNA的加工和成熟，也有催化C-N键的合成。23SrRNA具肽酰转移酶活性。 RNA在DNA复制、转录、翻译中均有一定的调控作用，与某写物质的运输与定位有关。
• 核酸的性质
  • 一般理化性质：1.为两性电解质，通常表现为酸性。 2.DNA为白色纤维状固体，RNA为白色粉末，不溶于有机溶剂。 3.DNA溶液的粘度极高，而RNA溶液要小得多。 4.RNA能在室温条件下被稀碱水解而DNA对碱稳定。 5.利用核糖和脱氧核糖不同的显色反应鉴定DNA与RNA。
  • 稳定性：1.碱基对间的氢键碱 2.碱基堆积力 3.环境中的正离子
  • 核酸的变形:双螺旋区氢键断裂，空间结构破坏，形成单链无规线团状，只涉及次级键的形成。
• 生物学功能及实践意义
  • 1.核酸与遗传信息的传递
  • 2.核酸与蛋白质的生物合成
  • 3.核酸结构改变与生物变异
  • 4.DNA与细菌转化
  • 5.核酸与病变
  • 6.遗传工程
  • 7.克隆与克隆化