生物化學(xué)講義第六章核酸(已修改)
2025-06-19 21:29 本頁面
【正文】 第六章 核 酸核酸是遺傳物質(zhì)。間接證據(jù)：同一種生物的不同種類的不同生長(zhǎng)期的細(xì)胞，DNA含量基本恒定。直接證據(jù)：用35S標(biāo)記噬菌體蛋白質(zhì)，又用32P標(biāo)記噬菌體核酸，DNA、RNA的分布（DNA在核內(nèi)，RNA在核外）。第一節(jié) 核酸的化學(xué)組成核酸是一種線形多聚核苷酸，基本組成單位是核苷酸。結(jié)構(gòu)層次： 核 酸 核苷酸 磷酸 核苷 戊糖 堿基組成核酸的戊糖有兩種：：D核糖和D2脫氧核糖，據(jù)此，可以將核酸分為兩種：核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA） P330 表51 兩類核酸的基本化學(xué)組成一、 堿基1. 嘌呤堿： 腺嘌呤 鳥嘌呤2. 嘧啶堿： 胞嘧啶 尿嘧啶 胸腺嘧啶P331 結(jié)構(gòu)式 3. 修飾堿基植物中有大量5甲基胞嘧啶。，5羥甲基胞嘧啶代替C。稀有堿基：100余種，多數(shù)是甲基化的產(chǎn)物。DNA由A、G、C、T堿基構(gòu)成。RNA由A、G、C、U堿基構(gòu)成。二、 核苷核苷由戊糖和堿基縮合而成，糖環(huán)上C1與嘧啶堿的N1或與嘌呤堿的N9連接。核酸中的核苷均為β型核苷 P332 結(jié)構(gòu)式 腺嘌呤核苷 胞嘧啶脫氧核苷DNA 的戊糖是：脫氧核糖RNA 的戊糖是：核糖三、 核苷酸核苷中戊糖CC5羥基被磷酸酯化，生成核苷酸。 構(gòu)成DNA、RNA的核苷酸P333表53 細(xì)胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物①核苷5’多磷酸化合物ATP、GTP、CTP、ppppA、ppppG在能量代謝和物質(zhì)代謝及調(diào)控中起重要作用。②環(huán)核苷酸cAMP（3’，5’cAMP） cGMP（3’，5’cGMP）它們作為質(zhì)膜的激素的第二信使起作用，cAMP調(diào)節(jié)細(xì)胞的糖代謝、脂代謝。③核苷5’多磷酸3’多磷酸化合物ppGpp pppGpp ppApp④核苷酸衍生物HSCoA、 NAD+、NADP+、FAD等輔助因子。GDP半乳糖、GDP葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供體。第二節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)一級(jí)：脫氧核苷酸分子間連接方式及排列順序。二級(jí)：DNA的兩條多聚核苷酸鏈間通過氫鍵形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。三級(jí)：DNA雙鏈進(jìn)一步折疊卷曲形成的構(gòu)象。一、 DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)是4種脫氧核苷酸（dAMP、dGMP、dCMP、dTMP）通過3/、5/磷酸二酯鍵連接起來的線形多聚體。3/、5/磷酸二酯鍵是DNA、RNA的主鏈結(jié)構(gòu) 。 P334 圖 51書寫方法：5/ → 3/：5’pApCpTpG3’，或5’…ACTG…3’（在DNA中，3/OH一般是游離的）在DNA分子中，不變的骨架成分磷酸二酯鍵被逐漸省略，真正代表DNA生物學(xué)意義的是堿基的排列順序。遺傳信息貯存在DNA的堿基排列順序中，生物界生物的多樣性即寓于DNA分子4種核苷酸千變?nèi)f化的精確的排列順序中。二、 DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)1953年，Watson和Crick根據(jù)Chargaff 規(guī)律和DNA Na鹽纖維的X光衍射數(shù)據(jù)提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。 WatsonCrick雙螺旋結(jié)構(gòu)建立的根據(jù)①Chargaff 規(guī)律 1950年a. 所有DNA中，A=T，G=C 且A+G=C+T。P334表5—4。b. DNA的堿基組成具有種的特異性，即不同生物的DNA皆有自己獨(dú)特的堿基組成。c. DNA堿基組成沒有組織和器官的特異性。d. 年齡、營(yíng)養(yǎng)狀況、環(huán)境等因素不影響DNA的堿基組成。② DNA的Na鹽纖維和 DNA晶體的X光衍射分析。相對(duì)濕度92%，DNA鈉鹽結(jié)晶，B—DNA。相對(duì)濕度75%，DNA鈉鹽結(jié)晶，A—DNA。 Z—DNA。生物體內(nèi)DNA均為B—DNA。Franklin 的工作 WatsonCrick雙螺旋結(jié)構(gòu)模型P335 圖5—2，形成右手雙股螺旋，一條5’→3’，另一條3’→5’，磷酸與脫氧核糖在外側(cè)。磷酸與脫氧核糖彼此通過3/、5/磷酸二酯鍵相連接，構(gòu)成DNA分子的骨架。 nm 大溝 小溝 每圈螺旋含10個(gè)核苷酸堿基堆積距離：螺距：，依靠彼此堿基間形成的氫鏈結(jié)合在一起。堿基平面垂直于螺旋軸。A=T、G=C P336 圖5—4堿基互補(bǔ)原則具有極重要的生物學(xué)意義，DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、反轉(zhuǎn)錄等的分子基礎(chǔ)都是堿基互補(bǔ)。 穩(wěn)定雙螺旋結(jié)構(gòu)的因素①堿基堆積力（主要因素） 形成疏水環(huán)境。②堿基配對(duì)的氫鍵。GC含量越多，越穩(wěn)定。③磷酸基上的負(fù)電荷與介質(zhì)中的陽離子或組蛋白的正離子之間形成離子鍵，中和了磷酸基上的負(fù)電荷間的斥力，有助于DNA穩(wěn)定。④堿基處于雙螺旋內(nèi)部的疏水環(huán)境中，可免受水溶性活性小分子的攻擊。三、 DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的不均一性和多型性（一） DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的不均一性 反向重復(fù)序列（回文序列）DNA序列中，以某一中心區(qū)域?yàn)閷?duì)稱軸，其兩側(cè)的堿基對(duì)順序正讀和反讀都相同，即對(duì)稱軸一側(cè)的片段旋轉(zhuǎn)180176。后，與另一側(cè)片段對(duì)稱重復(fù)。
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