核酸

本图介绍了核酸的基本单位核苷酸，还介绍了核酸的一级结构、核酸性质及研究方法、RNA、DNA等知识点。

核酸

• 基本单位：核苷酸
  • 由3'，5'-磷酸二酯键连接
  • 核苷
    • 戊糖
    • 含氮碱基
      • A、G、C、T(DNA特有）、U(RNA特有)
      • 嘌呤有两个环；嘧啶有一个环
  • 磷酸
• 核酸的一级结构
  • 各核苷酸残基沿多核苷酸排列的序列
  • 特点：1.无分支的长链； 2.具有方向性。两个末端分别为5'端和3'端， 在天然DNA中，5'端常为磷酸，3'端为游离羟基。 3.由糖-磷酸相互间隔连接构成主链，碱基 连接在主链的核糖上，形成侧链。
• 核酸性质及研究方法
  • 一般理化性质
    • 核酸和核苷酸都是两性物质
    • 核苷酸在的紫外最大吸收波长是260nm
      • 若将核酸水解为核苷酸，紫外吸收值通常增加30%~40%，这种现象被称作增色效应。 复性后,核酸的紫外吸收降低，这种现象被称作减色效应。
    • 核酸结构的稳定性
      • 碱基对间的氢键
      • 碱基堆积力
      • 环境中的正离子
  • 变性
    • 双链核酸的变性指双螺旋区氢键断裂,空间结构破坏,形成 单链无规线团状态的过程。变性只涉及次级键(磷酸二酯键）的变化。
    • 将紫外吸收的增加量达最大增量一半时的温度，称熔解温度——
  • 复性
    • 变性核酸的互补链在适当条件下重新缔合成双螺旋的过程称复性，也称退火。
    • 影响复性速度的因素： 1.复性的温度 2.单链片段的浓度 3.单链片段的长度 4.单链片段的复杂度
• RNA
  • tRNA
    • 三叶草二级结构(四环四壁结构） 氨基酸臂，TΨC臂、TΨC环，可变环， 反密码子臂、反密码子环，D环(二氢 尿嘧啶环）、D臂
    • 三级结构为“倒L”形
  • rRNA
  • mRNA和hnRNA
    • 原核生物mRNA的转录和翻译在细胞的同一空间进行，两个过程 常紧密偶联同时发生，即mRNA一般不需要剪切和加工。
    • 真核生物mRNA内有内含子和外显子，形成分子大小极不均一的 核内不均一RNA。hnRNA需要通过剪接和加工， 转化为成熟的mRNA。
• DNA
  • 功能
  • 二级结构-双螺旋(B型)
    • 还有三螺旋
    • 由两条反向平行的链构成
    • 碱基配对，A-T两个氢键，C-G三个氢键
    • 成对碱基大致处于同一平面，该平面与螺 旋轴基本垂直
    • 碱基对并不处于两条主链的中间，而是向 一侧突出，形成小沟和大沟
  • 高级结构
    • 超螺旋总是向着抵消双螺旋改变的方向发展
    • 能使双螺旋圈数减少的超螺旋称作负超螺旋DNA， 右手超螺旋，与二级结构旋转方向相同， 二级结构处于紧缠状态(欠旋) 在生物体内，绝大多数环形DNA以负超螺旋的形式存在。
    • 在环状DNA的两条链均不断开的情况下，若双螺旋进一步 解开，即会形成左手超螺旋，称正超螺旋DNA， 与二级结构旋转方向相反， 二级结构处于松缠状态(过旋)
  • 基因组
    • 遗传学将DNA分子中最小的功能单位称作基因。
    • 某物种所含的全套遗传物质称该生物体的基因组。
• 1.DNA序列的复杂性越小，熔解温度的温度范围越小。 2.G-C含量越高，熔解温度的值越大。 3.离子强度较低的介质中，熔解温度较低。 4.高pH下，碱基广泛去质子而丧失形成氢键的能力。 5.甲酰胺、尿素、甲醛等变性剂可破坏氢键，妨碍碱基堆积，使熔解温度下降。