导图社区 核酸的结构和功能
核酸的结构和功能完整版分享。第1节核酸的化学组成以及一级结构第2节DNA的空间结构和功能,第3节RNA的空间结构和功能,第4节核酸的理化性质。
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第14章DNA的生物合成读书笔记
核酸的结构和功能
第一节 核酸的化学组成以及一级结构
一、核苷酸是构成核酸的基本组成单位
核苷
碱基(嘌呤和嘧啶)
核糖或脱氧核糖
磷酸
二、DNA是脱氧核糖核苷酸通过3',5'-磷酸二酯键连接形成的线性大分子
1.DNA是多个脱氧核糖核苷酸聚合而成的线性大分子
2.一条多聚脱氧核糖核苷酸链的3'-羟基可以与另一个游离的脱氧核苷三磷酸的α-磷酸基团发生缩合反应,生成了一个3',5'-磷酸二酯键
3.多聚脱氧核苷酸只能从它的3'-端得以延长
三、RNA是核糖核苷酸通过3',5'-磷酸二酯键连接形成的线性大分子
1.虽然C2'原子也有羟基,但磷酸二酯键只能在C3'和C5'间形成
2.RNA也具有5'→3'的方向性
3.RNA的是核糖而不是脱氧核糖
4.RNA的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶,没有胸腺嘧啶
四、核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序
核苷酸从5'端到3'端的排列顺序被定义为多聚核苷酸链的一级结构
第二节 DNA的空间结构和功能
一、DNA的二级结构是双螺旋结构
(一)DNA双链螺旋结构的实验基础
chargaff定律
不同生物个体的DNA,其碱基组成不同
同一个体的不同器官或组织的DNA具有相同的碱基组成
DNA碱基组成不随年龄、营养状况和环境而变化
DNA纤维X射线衍射图像
碱基对的结构参数
(二)DNA双螺旋结构的结构特征
1.双链组成;反向平行;右手螺旋
2.碱基互补配对
脱氧核糖平面垂直与碱基平面
3.碱基在内;内部疏水
亲水性骨架=脱氧核糖+磷酸基团
DNA双螺旋结构的表面形成了一个大沟和小沟
4.碱基堆积力
维系DNA双螺旋结构的两个力
横向-氢键
纵向-碱基堆积力
(三)DNA双螺旋结构的多样性
(四)DNA的多链结构
二、DNA的高级结构是以超螺旋结构为基础的高度致密结构
(一)封闭环状DNA具有超螺旋结构
每200碱基就有一个负超螺旋形成(大肠杆菌)
负超螺旋结构:避免DNA双链之间的相互纠缠,有利于DNA双链的解链
(二)真核生物DNA被逐级有序地组装成高级结构
染色质以核小体为基本单位
DNA双链需要进行一系列的盘绕、折叠和压缩
在细胞周期的大部分时间里,DNA以松散的染色质形式存在,在细胞分裂期,则形成高度致密的染色体
染色质在电子显微镜下为串珠样特征
三、DNA是主要的遗传物质
第三节 RNA的空间结构和功能
一、mRNA是蛋白质合成的模板
(一)真核细胞mRNA的5'-端有帽结构
5'帽结构可以与帽结合蛋白结合
5'帽结构与蛋白质的翻译起始和mRNA的稳定性密切相关
(二)真核生物的mRNA的3'-端有多聚腺苷酸尾的结构
多聚A尾结构可以与多聚A结合蛋白结合
该结构与mRNA从核内向胞质的转运以及mRNA的稳定性有关
(三)hnRNA经过修饰成为成熟mRNA
hnRNA有外显子和内含子
外显子是编码氨基酸的序列,内含子是非编码序列
hnRNA经过剪切和加工过程,剔除内含子,连接外显子,成为成熟mRNA
二、tRNA是蛋白质合成中氨基酸的载体
(一)tRNA的一级结构:含有多种稀有碱基
3'末端为-CCA
5'末端大多数为G
具有反密码环
(二)tRNA具有特定的空间结构:二级结构
二级结构酷似三叶草形状(三叶草结构中的3'-CCA末端位于氨基酸酸臂上)
局部的核苷酸碱基互补形成了茎环结构或发卡结构
tRNA的三级结构:倒L型
tRNA的功能:活化、搬运氨基酸到核糖体,参与蛋白质的翻译
(三)tRNA的3'-端连接着氨基酸
氨基酸在相对应的氨基酰合成酶催化下连接在3'-端A的C3'-OH上
连接在tRNA上的氨基酸才可以用来进行蛋白质的生物合成
(四)tRNA的反密码子能够识别mRNA的密码子
反密码子环中的三个核苷酸构成了一个反密码子
反密码子与mRNA的密码子通过Watson-Crick碱基互补配对识别
三、以rRNA为主要成分的核糖体是和成蛋白质的场所
细胞内含量最多的RNA-80%
稳定的结构,保守的核苷酸序列
四、组成性非编码RNA是基因表达中不可缺少的因子
五、调控性非编码RNA(ncRNA)参与了基因表达调控
第四节 核酸的理化性质
一、核酸具有强烈的紫外吸收
碱基是杂环的分子
共轭双键具有强烈的紫外吸收
核苷酸紫外吸收的应用
确定样品中DNA或RNA的含量
确定样品中DNA或RNA的纯度
二、DNA变性是一条双链解离为两条单链的过程
DNA复性:逐渐去除变性条件,两条单链DNA会缓慢地形成一条双链DNA,恢复天然的双螺旋结构
退火:热变形的DNA经缓慢冷却后的复性
三、变性的核酸可以复性或形成杂交双链
核酸分子杂交:具有碱基序列互补的两条单链DNA,或一条单链DNA与另一条单链RNA,或两条不同的单链RNA之间都可以形成双链现象
核酸分子杂交的应用
研究DNA分子中某一中基因的位置
分析两种核酸分子间的序列相似性
检测某些专一序列在待检样品中存在与否
是基因芯片技术的基础