生物化学电子教案2
2020-03-04 01:04:35 来源：范文大全收藏下载本文
第二章 核酸的结构与功能
由本世纪50年代逐步形成和发展起来的现代分子生物学是从分子领域研究生命规律的一门新兴学科，是当代生命科学的主流。本章要求掌握核酸的化学组成、基本结构特点和生物学功能；因为这是基因信息储存和表达的分子基础，也是现代分子生物学的主要内容之一。
一．核酸的化学组成
（一）核酸化学
1.核酸的种类、分布和功能
2.核酸在分子组成上的异同
3.核酸的构成：
核苷、核苷酸、脱氧核苷酸的概念，核苷酸的功用。
两类核酸的组成成分及基本单位
二．核酸的结构
（一）DNA的分子结构
1.DNA的碱基组成规律：
Chargaff等根据分析各种生物及其不同组织内DNA样品水解液中的碱基含量的结果，得出以下结论：
1）同一生物不同组织的DNA样品，其碱基成分含量相同。
2）不同生物的DNA碱基成分含量不同。
3）对某一生物讲，其碱基成分的含量不受年龄、营养及环境变化等影响。
4）在同一生物的DNA碱基含量是A=T，G=C，A+G=C+T ，碱基之间的这种关系称Chargaff法则。
2.DNA分子的基本结构：
核酸分子内单核苷酸之间的连接键为3\',5\'-磷酸二酯键，是共价键。
DNA分子的基本结构就是许多脱氧核糖核苷酸借磷酸二脂键相互连接而成的多核苷酸链。DNA链中碱基
的组成和排列顺序即为DNA的一级结构。DNA的遗传信息即储存在DNA分子的碱基排列顺序中。
3.DNA分子的空间结构：
DNA的二级结构是双螺旋结构，其特点为：
1）两条链方向相反、相互平行、主链是磷酸戊糖链，处于螺旋外侧。
2）碱基在螺旋内侧并配对存在，A与T配对的G与C配对，A与T之间二个氢键相连（A-T），G与C之间三
个氢键相链（G-C）。
3）螺旋直径2nm，二个碱基对平面距0.34mm，10bp为一螺距，距离为3.4nm。
4）稳定因素主要是碱基之间的氢键和碱基对平面之间的堆积力。
（二）RNA的分子结构
RNA的基本结构是A、G、C、U四种碱基组成的核糖苷酸通过磷酸二酯键相链而成的多核苷酸链。
有三种主要的RNA：据其作用可分转运RNA（tRNA）、信使RNA（mRNA）和核蛋白体RNA（rRNA），它们的二级 结构是单链局部双螺旋，共中tRNA结构较清楚：
1.tRNA
tRNA一级结构特点是：
1）核苷酸数目在70-90之间；
2）含较多稀有碱基；
3）所有tRNA的3\'末端均是-CCA的结构。
tRNA二级结构特点：
呈三叶草形，有三环四臂。其中3\'的氨基酸臂是携带氨基酸的位置，II环又称反密码环，此环顶端
由3个碱基组成反密码子，起到识别mRNA上对于密码子的作用。
2.mRNA
mRNA是蛋白质合成的模板，真核生物的mRNA的5\'端有m7Gppp的帽子，3\'末端有20-200多聚A的尾巴
上述两者之间为信息区，其中每三个相邻碱基组成一个三联体，代表一个氨基酸信号，即为密码子。不
同mRNA具有不同的密码顺序，决定蛋白质多肽链的氨基酸排列顺序（一级结构）。
3.rRNA
核蛋白体RNA，它是细胞内含量最多的RNA：rRNA与多种蛋白质结合成核蛋白体，存在于胞浆，是蛋白质 合成的部位。
三．核酸的变性、复性与杂交
DNA分子中双螺旋或RNA分子中局部双螺旋可因加热或化学试剂如尿素、甲酰胺等作用，使配对碱基间氢键断裂，有序的双螺旋解离成无序的单链的过程称核糖变性，紫外吸收值达最大增加值一半时的温度称核酸的变性温度（Tm表示），DNA中G-C多，Tm高。
变性DNA分子中二条彼此分开的多核苷酸链间碱基重新配对，形成双螺旋的过程称复性。复性后260nm紫外吸收值又重新降低至原来双螺旋分子水平的现象称减色效应。
杂交是指二条不同来源的变性DNA单链或DNA与RNA单链间，因有一段顺序存在着碱基配对关系，从而通过氢键连接生成新的DNA双链或杂种DNA-RNA双链的过程，它是研究核酸的重要技术。
复习思考题
1.DNA和RNA在组成成分上有哪些相同和不同之处？
2.DNA的碱基组成有哪些规律？
3.DNA的两级结构是什么？有何特点？
4.什么叫碱基配对（互补），DNA和RNA分子中有哪些配对关系？
5.tRNA的一级结构和二级结构有何特点？这种结构特点与其功能有什么关系？
6.什么叫核酸分子的变性、复性和分子杂交？什么叫增色效应、减色效应和变性温度（Tm）？
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