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核苷酸与核酸 一、 核酸的种类与分布 1 、种类： 2 、分布： 二、核酸的组成成分 1 、核酸的基本组成成分：戊糖、碱基和磷酸 （ 1 ） 戊糖 ：（ 1 ） β-D- 核糖

核苷酸与核酸 一、 核酸的种类与分布 1 、种类： 2 、分布： 二、核酸的组成成分 1 、核酸的基本组成成分：戊糖、碱基和磷酸 （ 1 ） 戊糖 ：（ 1 ） β-D- 核糖 （ 2 ） β-D-2- 脱氧核糖 （ 2 ）碱基：嘌呤碱和嘧啶碱 嘌呤碱：嘌呤碱是嘌呤的衍生物 腺嘌呤和鸟嘌呤 腺嘌呤： 6- 氨基嘌呤 鸟嘌呤： 2- 氨基 -6- 氧 - 嘌呤. 嘧啶碱：是嘧啶的衍生物 胞嘧啶： 2- 氧 -4- 氨基嘧啶 尿嘧啶： 2 ， 4- 二氧嘧啶

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核苷酸与核酸 一、 核酸的种类与分布 1 、种类： 2 、分布： 二、核酸的组成成分 1 、核酸的基本组成成分：戊糖、碱基和磷酸 （ 1 ） 戊糖 ：（ 1 ） β-D- 核糖

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  1. 核苷酸与核酸 一、 核酸的种类与分布 1、种类： 2、分布： 二、核酸的组成成分 1、核酸的基本组成成分：戊糖、碱基和磷酸 （1） 戊糖：（1） β-D-核糖 （2） β-D-2-脱氧核糖 （2）碱基：嘌呤碱和嘧啶碱 嘌呤碱：嘌呤碱是嘌呤的衍生物 腺嘌呤和鸟嘌呤 腺嘌呤：6-氨基嘌呤 鸟嘌呤：2-氨基-6-氧-嘌呤

  2. 嘧啶碱：是嘧啶的衍生物 胞嘧啶：2-氧-4-氨基嘧啶 尿嘧啶：2，4-二氧嘧啶 胸腺嘧啶：5-甲基-2，4-二氧嘧啶 稀有碱基：次黄嘌呤 二氢尿嘧啶 5-甲基胞嘧啶 4-硫尿嘧啶 腺嘌呤(adenine) Ade A 鸟嘌呤(guanine) Gua G 胞嘧啶(cytosine) Cyt C 尿嘧啶(uracil) Ura U 胸腺嘧啶(thynine) Thy T

  3. （3）磷酸：H3PO4 2、核苷：由核糖或脱氧核糖与嘌呤碱或嘧啶碱脱 水缩合生成的糖苷。 戊糖的第一个碳原子通常与嘌呤碱的第九个氮原 子相连。 或与嘧啶碱的第一个氮原 子相连。 戊糖与碱基之间的连键是N—C键，称为N—糖苷键。 在tRNA中，核糖上第一个碳原子偶尔与尿嘧啶的第五个碳原子相连，核糖与尿嘧啶之间的连键是C—C键，此罕见的化合物称为假尿苷，用ψ表示。 3、核苷酸：核苷酸是核苷的磷酸酯。

  4. 三、核酸的结构 1、核酸中核苷酸之间的连接方式： 3ˊ，5ˊ—磷酸二酯键 由一个核苷酸的核糖或脱氧核糖第5位上的磷酸 与另一个核苷酸的戊糖上的第3位上的羟基缩合而成的3ˊ，5ˊ—磷酸二酯键连接。 2、核酸的一级结构（DNA、RNA的一级结构） 一级结构：指各核苷酸残基沿多核苷酸链排列 的顺序（序列） 在多核苷酸链中（核酸大分子是多核苷酸链） 主链是：由戊糖和磷酸相间排列构成。 DNA或RNA中所有的主链都是相同的

  5. 侧链是：碱基 不同核酸之间的区别：仅在于侧链—碱基的不同。 因此，可用碱基顺序来表示核酸的一级结构。 末端核苷酸：多核苷酸链两端的核苷酸 5ˊ—末端：当末端核苷酸的戊糖5ˊ位上为磷酸 单酯或游离羟基时，这一端称为多 核苷酸链的5ˊ—末端（5ˊ—端）。 3ˊ—末端：当末端核苷酸的戊糖3ˊ位上为磷酸 单酯或游离羟基时，这一端称为多 核苷酸链的3ˊ—末端（3ˊ—端）。 3、DNA的二级结构（双螺旋结构） DNA双螺旋结构模型的要点:

  6. ①DNA是由两条反向平行的多核苷酸链以右手螺 旋的方式围绕同一中心轴构成的双螺旋结构。 （即一条链的走向是3ˊ→5ˊ，另一条走向为 5ˊ→3ˊ） ② 脱氧核糖--磷酸主链位于双螺旋的外侧，碱基在 内侧。两条链由碱基通过氢键相互连接，碱基 对平面与中心轴垂直。 ③ 双螺旋的平均直径为2nm，两个相邻的碱基对 之间的距离（碱基堆积距离）为0.34nm，相邻 核苷酸彼此相差36°，沿中心轴每旋转一周有 10个核苷酸，每一转的高度（螺距）为3.4nm。

  7. ④ 碱基配对有一定规律： 一条链上的A一定与另一条链上的T配对， G一定与C配对。 有四种可能的碱基对：A—T，T—A，G—C，C—G A与T之间形成二个氢键， G与C之间形成三个氢键。 碱基互补：碱基之间的配对关系称为碱基互补。 互补碱基：每个碱基对中的两个碱基称为互补碱基。 DNA分子的两条链称为互补链。

  8. 根据碱基互补的原则，当一条多核苷酸的序列被确定以后，即可推知另一条互补链的序列。根据碱基互补的原则，当一条多核苷酸的序列被确定以后，即可推知另一条互补链的序列。 分子的大小常用碱基对数( base pair, bp )表示。 单链分子的大小则常用碱基数( base , b )表示。 ⑤大多数天然DNA为双链结构( dsDNA ) 某些病毒如ø×174和M13的DNA是单链分子的DNA ( ssDNA ) 维持DNA分子双螺旋结构稳定的作用力： （1）碱基堆积力（维持DNA分子双螺旋结构稳定性 的主要作用力） （2）碱基对间的氢键 （3）离子键：磷酸残基上的负电荷与介质中阳离子 之间形成的离子键。

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  10. DNA双螺旋的多样性 DNA的二级结构分为两类： 右手螺旋：A—DNA B—DNA 左手螺旋（局部）：Z—DNA B—DNA：在相对湿度为92%时所具有的结构状态。 A—DNA：在相对湿度为75%时所具有的结构状态。 两者的区别 Z—DNA：Rich将人工合成的DNA片段d(CGCGCG)制成晶体，并进行X-射线衍射分析，发现d(CGCGCG)片段以左手螺旋存在于晶体中。左手螺旋中主链（脱氧核糖—磷酸）呈锯状向左盘绕，因此，命名为Z—DNA。 Z—DNA与B—DNA的主要区别

  11. Rich通过实验证实：在天然中确有一些DNA片段处于左手螺旋状态。并认为，具有(CG)n结构的DNA溶液从低盐浓度到高盐浓度时：Rich通过实验证实：在天然中确有一些DNA片段处于左手螺旋状态。并认为，具有(CG)n结构的DNA溶液从低盐浓度到高盐浓度时： B—DNA → Z—DNA Z—DNA的生物学功能目前还不清楚，可能与基因的调控有关。 Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型属于B型。 生物细胞中的DNA属于B型结构。 Z—DNA是DNA的一种存在形式，但不是主要形式。 DNA的三级结构 指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定结构 RNA的二级结构： 酵母丙氨酸tRNA三叶草叶型的二级结构模型 三叶草叶型结构的特征：

  12. ① 氨基酸臂：3ˊ—末端有CCA区 CCA区是蛋白质生物合成时，结合氨基酸的部位。 ② D环（二氢尿嘧啶环）：具有两个二氢尿嘧啶， 故得名。能与活化酶结合并在蛋白质合成中起 作用。 ③ 反密码环：氨基酸臂的对面，由7个核苷酸组成， 其中环中部的3个核苷酸上的碱基和mRNA上的 三联体密码碱基互补。因此， 这三个核苷酸称 为反密码子。 ④ TΨC环：含有TΨC顺序，Ψ代表假尿苷。 是核糖体的识别部位。 ⑤可变环：不同的tRNA，这个环的大小不一， 是tRNA分类的一个重要指标。 tRNA的三级结构:像倒写的字母L

  13. 核酸的性质 （一）一般理化性质 （二）核酸的紫外吸收性质 （三）核酸结构的稳定性 （四）核酸的变性 1、核酸变性的概念 核酸的变性是双螺旋区氢键断裂，空间结构破坏，形成单链无规线团状态的过程。 问题1：核酸的变性，是否涉及核苷酸之间的共价键的断裂？ 问题2：核酸的分子量有没有降低？ 2、核酸变性后的性质 ①260nm的紫外吸收值明显增加。（增色效应） 问题：核酸变性后紫外吸收值为何会急剧增加？ ②粘度下降，浮力密度升高。 ③生物学功能部分或全部丧失。

  14. 3、DNA的热变性和Tm值 将紫外吸收的增加量达最大增量一半时的温度值称为熔解温度（Tm）。 影响Tm的因素： （1）G-C对的含量 G-C对的含量愈高， Tm亦愈高；反之愈低。 经验公式: (G+C)%=(Tm-69.3) ×2.44 （2）溶液的离子强度 （3）溶液的pH （4）变性剂 五、核酸的变性

  15. 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，称为复性。变性核酸复性需缓慢冷却。故又称为退火。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，称为复性。变性核酸复性需缓慢冷却。故又称为退火。 六、分子杂交 根据核酸变性与复性的原理可形成杂交分子。 在退火条件下，不同来源的DNA互补区形成双链，或DNA单链和RNA链的互补区形成DNA-RNA杂合双链的过程称为分子杂交。

  16. 生物体内一些重要的核苷酸衍生物 AMP（腺苷-5ˊ-一磷酸）可与一分子磷酸结合成ADP （腺苷-5ˊ-二磷酸）可再与一分子磷酸结合成ATP （腺苷-5ˊ-三磷酸） 其它单核苷酸可和AMP一样磷酸化，产生相应的二磷酸和三磷酸化合物。 核苷一磷酸 核苷二磷酸 核苷三磷酸 AMP ADP ATP CMP CDP CTP GMP GDP GTP UMP UDP UTP 脱氧核苷一磷酸 脱氧核苷二磷酸 脱氧核苷三磷酸 dAMP dADP dATP dCMP dCDP dCTP dGMP dGDP dGTP dTMP dTDP dTTP

  17. 3ˊ,5ˊ-环腺苷酸（cAMP）

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