核酸的结构和功能

核酸的结构和功能的思维导图，汇总了 核酸的化学组成、DNA、RNA是DNA的转录产物、核酸的理化性质的知识点，快来看看吧！

核酸的结构和功能

• 核酸的化学组成
  • 核苷酸
    • 磷酸
    • 核苷
      • 碱基
      • 核糖
        • 核糖
        • 脱氧核糖
  • 碱基和核糖的是糖苷键
  • 核糖和磷酸之间是3,5-磷酸二酯基
• DNA
  • 一级结构：核苷酸的排列顺序（5端到3端）
  • DNA的空间结构
    • 二级结构：双螺旋结构
      • 实验基础
        • chargaff定律
        • DNA纤维X射线衍射图像
        • 碱基对的结构参数
      • 结构特征
        • 构成DNA的两条多聚脱氧核苷酸链围绕着同 一个螺旋轴形成右手螺旋的结构
        • 两条多聚脱氧核苷酸链反向平行。
        • 双螺旋结构的直径为2nm，螺距为3. 4nm。
        • DNA的两条多聚脱氧核苷酸链之间形成了互补碱基对。 两链由碱基间氢键相连，配对方式为A→T，G→C，A和T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。这种配对关系，称为碱基互补
        • 碱基对平面与螺旋轴近乎垂直，脱氧核糖平面垂直于碱基平面
        • 每一个螺旋有10个碱基对，每两个相邻的碱基对之间的相对旋转角度为36°
        • 多聚脱氧核苷酸链的脱氧核糖和磷酸基团构成了亲水性骨架。 亲水性骨架位于双螺旋结构的外侧，疏水性的碱基对包埋在双螺旋结构的内部。
        • DNA双螺旋结构的表面形成了大沟和小沟
        • 碱基堆积力
      • 多样性
        • 天然的双螺旋结构
          • A型-DNA、B型-DNA、Z型-DNA（左手螺旋）
      • DNA的多链结构
        • DNA三链结构（两条链）
          • 任然是两条链只是一条折叠回去了
        • DNA四链结构（4条链）
          • Holliday结构
          • 端粒
            • 人染色体的3′-端是被称为端粒的单链。该单链富含G和T的重复序列，(TTAGGG)n 自身可以回折形成的四链结构。作用: 稳定端粒的单链结构
            • 四个鸟嘌呤通过八对Hoogsteen氢键形成一个四联体平面。富含鸟嘌呤的片段折叠后形成了多个四联体平面，彼此堆叠在一起，形成四链结构。
    • 超螺旋结构
      • DNA双链的盘绕可以形成超螺旋结构。 当盘绕方向与DNA双螺旋方同相同时，超螺旋结构为正超螺旋；反之则为负超螺旋。 自然界中环状DNA双链是以负超螺旋形式存在的。生物体可以通过不同的超螺旋结构调节其功能
      • 封闭环状DNA具有超螺旋结构
        • 线粒体DNA
      • 真核生物DNA被逐级有序地组装成高级结构
        • 染色体的组装（1400nm（含10个螺旋圈））
          • 双链DNA
          • 核小体链（每个核小体200dp）
          • 纤丝（每圈6个核小体）
          • 突环（~75000bp）
          • 玫瑰花结（6个突环）
          • 螺旋圈（每圈30个玫瑰花结）
  • 基因组：是指包含在该生物的DNA（部分病毒除外）中的全部遗传信息，即一套染色体中的完整的核苷酸序列
    • 进化程度越高的生物体，其基因组越大越复杂。各种生物体基因组的大小、所包含的基因数量和种类都有所不同。
    • 病毒颗粒的基因组可以是DNA，也可以是RNA。病毒基因组的DNA和RNA可以是单链的，也可以是双链的。
  • DNA的生物学特征
    • DNA是生物遗传信息的载体，为基因复制和转录提供了模板。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。
    • DNA具有高度稳定性的特点，用来保持生物体系遗传特征的相对稳定性。
    • DNA又有高度可变性的特点，它可以发生各种重组和突变，适应环境的变迁，为自然选择提供机会
• RNA是DNA的转录产物
  • 编码RNA：核苷酸序列可以翻译成蛋白质
    • mRNA是蛋白质合成的模板（2~5%）
      • 真核细胞mRNA的5´-端有帽结构
      • 真核生物mRNA的3´-端有多聚腺苷酸尾的结构（poly-A tail）
      • hnRNA经过修饰成为成熟mRNA
  • 非编码RNA：不编码蛋白质
    • 组成性非编码RNA：确保实现基本生物学功能，丰度基本恒定
      • tRNA是蛋白质合成中氨基酸的载体（15%）
        • tRNA含有多种稀有碱基（双氢尿嘧啶、假尿嘧啶、7甲基鸟嘌呤）
        • tRNA具有特定的空间结构
        • tRNA的3´-端连接着氨基酸
        • tRNA的反密码子能够识别mRNA的密码子
      • rRNA为主要成分的核糖体
    • 调控性非编码RNA：具有调控基因表达的作用，其丰度随外界环境 和细胞性状发生改变
• 核酸的理化性质
  • 核酸具有强烈的紫外吸收
    • 1、碱基是含有杂环的分子。2、共轭双键具有强烈的紫外吸收。
  • DNA变性:一条双链解离为两条单链的过程
    • 变性因素：加热、过量酸或碱
    • 增色效应：在DNA变性过程中，它在260nm处的OD值会发生增加。这种变化称为增色效应 (hyperchromic effect)
  • DNA复性:逐渐去除变性条件，两条ssDNA会缓慢地形成一条dsDNA，恢复天然的 双螺旋结构
    • 退火：热变性的DNA经缓慢冷却后的复性
    • 条件：两条ssDNA之间满足碱基互补 。
    • 减色效应：复性后的DNA在260nm的OD值吸收将降低到原来的水平
  • 核酸分子杂交：将不同来源的DNA放在试管里，经热变性后，缓慢冷却使其复性。如果这些异源DNA分子之间在某些区域有相同的序列，那么在复性时会形成杂交DNA分子。
    • 分子杂交研究技术分类
      • 用于鉴定DNA的Southern印迹技术
      • 用于鉴定RNA的Northern印迹技术
      • 用于鉴定蛋白的Western印迹技术
      • 原位杂交技术
      • 基因芯片技术