第三章核酸化学(6学时)
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第三章核酸的化学
胸腺嘧啶（T） 尿嘧啶（U）
DNA特有
RNA特有
O
O
C
C
HN C CH3 HN CH
C CH ON
C CH ON
H
H
3、磷酸：DNA、RNA均有
HO OH
RNA(AMP)
HO OH
H
DNA(dAMP)
两类核酸的基本化学组成比较
组成成分 DNA
腺嘌呤(A) 嘌呤碱 鸟嘌呤(G)
碱基
嘧啶碱
胞嘧啶 (C) 胸腺嘧啶(T)
NH2
N
N
~ ~ O
O- P O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH 三磷酸腺苷 (ATP)
AMP ADP
ATP
1、腺苷三磷酸(ATP)
▪ 主要功能： 提供能量
能量储存
AMP
能量释放
能量储存
ADP
能量释放
AMP ADP ATP
ATP
2、环苷酸
▪ 主要功能：细胞内信号传导过程中的重 要信息分子。
➢ 1952年，Hershey和Chase利用病毒完成更有说服力的“噬菌体” 实验。
➢ 1953年J.D.Watson和F.Crick提出DNA的双螺旋结构，20世纪自 然科学最伟大的成就之一。
1990年 美国启动人类基因组计划(HGP)
一、核酸的发现和研究简史
➢ 1953年J.D.Watson和F.Crick提出DNA的双螺旋结 构，20世纪自然科学最伟大的成就之一。
RNA:NTP
三磷酸腺苷酸ATP 三磷酸鸟苷酸 GTP 三磷酸胞苷酸 CTP 三磷酸尿苷酸 UTP
DNA特有
RNA特有
O
O
C
C
HN C CH3 HN CH
C CH ON
C CH ON
H
H
3、磷酸：DNA、RNA均有
HO OH
RNA(AMP)
HO OH
H
DNA(dAMP)
两类核酸的基本化学组成比较
组成成分 DNA
腺嘌呤(A) 嘌呤碱 鸟嘌呤(G)
碱基
嘧啶碱
胞嘧啶 (C) 胸腺嘧啶(T)
NH2
N
N
~ ~ O
O- P O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH 三磷酸腺苷 (ATP)
AMP ADP
ATP
1、腺苷三磷酸(ATP)
▪ 主要功能： 提供能量
能量储存
AMP
能量释放
能量储存
ADP
能量释放
AMP ADP ATP
ATP
2、环苷酸
▪ 主要功能：细胞内信号传导过程中的重 要信息分子。
➢ 1952年，Hershey和Chase利用病毒完成更有说服力的“噬菌体” 实验。
➢ 1953年J.D.Watson和F.Crick提出DNA的双螺旋结构，20世纪自 然科学最伟大的成就之一。
1990年 美国启动人类基因组计划(HGP)
一、核酸的发现和研究简史
➢ 1953年J.D.Watson和F.Crick提出DNA的双螺旋结 构，20世纪自然科学最伟大的成就之一。
RNA:NTP
三磷酸腺苷酸ATP 三磷酸鸟苷酸 GTP 三磷酸胞苷酸 CTP 三磷酸尿苷酸 UTP
第三章 核酸化学
rRNA的功能 参与组成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。
思考题：
体内有哪些重要的核苷酸？各有何作用？
DNA和RNA在化学组成、分子结构和生理功能有何异同？ 利用核酸的理化性质在临床实践中有何应用？
N O O
-
NH2 N N OCH2
-
O O
-
O O
-
N H H
P O
-
P O
-
P O
O
H H
OH OH 三磷酸腺苷 (AT P )
多磷酸核苷酸
5′-磷酯键
N N O -O O O O O
NH 2
N
N
P O-
P O-
P O-
O
CH 2 H H OH
O H H H
脱氧腺嘌呤核苷 脱氧腺嘌呤一磷酸 (dAMP) 脱氧腺嘌呤二磷酸 (dADP) 脱氧腺嘌呤三磷酸 (dATP)
NH
核苷
N N
2 N 9 N
糖苷键
CH O H O 2 1'
H H OH H 2' O H H
嘌呤N-9或嘧啶N-1与核糖C-1通过β-N-糖苷 键相连形成核苷。
核苷酸(ribonucleotide)
NH2
酯键
O
N N O
N
9 N
糖苷键
HO P O CH 2 O
-
H
H
OH
' 1 H H 2'
* tRNA的二级结构
——三叶草形
氨基酸臂 DHU环 反密码环
额外环
第三章 核酸——生物化学(ssy)
螺旋直径为2nm，相邻碱基
平面距离0.34nm，螺旋一圈
螺距3.4nm，一圈10对碱基。
碱基垂直螺旋轴居双螺旋内
側，与对侧碱基形成氢键配 对 （ 互 补 配 对 形 式 ： A=T; GC） 。
碱基互补配对 A T G C
氢键维持双链横向稳定性
碱基堆积力维持双链纵向
稳定性。 离子键屏蔽磷酸基团之间 的静电斥力
5′端
C
A
G
3′端
书写方法
A
G
T
G
C
T
线条式
5 P
P
P
P
P
P
OH 3
字母式
5 pApCpTpGpCpT-OH 3
5 A C T G C T 3
2、 DNA二级结构-双螺旋结构
碱基组成分析 Chargaff 规则：[A] = [T] [G] [C] 碱基的理化数据分析 A-T、G-C以氢键配对较合理
第 三 章 核 酸 化 学
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俗
语
生物亲代与子代之间，在形态、结构和生理 功能上常常相似的现象，就是遗传现象。
牛的后代仍然是牛 早在公元前3世纪，《吕氏春 秋》中就记载着“夫种麦而得麦， 种稷而得稷，人不怪也”
金丝猴的后代 仍然是金丝猴
思考： 到底是什么物质在亲子代的遗传 中起作用呢？
2004年12月26日，圣诞节欢乐的气氛尚未结束， 此时，位处南亚的印尼发生了史上第四大强震， 芮氏规模9.0，引发波及东南亚8个国家的海啸。
b. 多磷酸核苷酸：
指含两个以上磷酸基的核苷酸,如ADP 、ATP 、 GDP、 GTP 、 UDP和UTP等.
ATP在细胞能量代谢上起着极其重要的作用。
第三章 核酸化学
反向平行是指一条链是 5’
一条链必为3’ 5’端。
3’ 端，则另
（二）DNA的二级结构
• 双螺旋结构模型的要点
（2）磷酸与核糖彼此通过3’,5’-磷酸 二酯键相连接位于双螺旋外侧，形成 DNA分子的骨架。碱基位于内侧。碱 基平面与螺旋轴基本垂直，糖环平面 与螺旋轴基本平行。
（二）DNA的二级结构
3.多磷酸核苷酸
A
P ～ P ～ P
O
腺苷一磷酸 （AMP） 二磷酸腺苷（ADP） 三磷酸腺苷（ATP） ATP参与多种物质代谢，为各项生命活动提供能量。
NMP NDP
dNMP
RNA
AU U C G
dNDP dNTP
DNA
A T C G
NTP
AMP UDP CTP
dGMP dADP dTTP
（ TTP ）
功能： 与蛋白质结合形成核蛋白体，是蛋白质
生物合成场所。
结构： 核蛋白体有大、小两个亚基组成。
特点：
数量最多。
（三）mRNA的分子结构与功能
“帽子结构” 的作用：
防止mRNA被降解。 蛋白质生物合成时被起始因子识别的标志。
Poly A的作用：引导mRNA由胞核转移到胞质。
点滴积累
1. DNA的一级结构实质是指碱基的排列顺序。 2. DNA的二级结构是双螺旋型，其要点包括：由两条反向 平行的多核苷酸链围绕中心轴形成；磷酸和脱氧核糖位 于螺旋外侧，碱基位于螺旋内侧；碱基配对具有一定的 规律性，即A与T配对，G与C配对。 3. DNA双螺旋结构模型要点及稳定因素。 4. 3种RNA的空间结构决定了它们在蛋白质生物合成过程 中的不同作用。
E．S
• • • • • •
护理专科生物化学大纲
生物化学教学大纲一、课程名称：生物化学（Biochemistry）。
二、教学对象：本大纲适用于医学护理专业三年制专科学生。
三、学分与学时：2.0学分。
总学时为44学时，其中理论32学时，实验12学时。
四、课程模块类别及课程属性：本课程为医学护理专科的专业基础课程模块必选课。
五、课程性质、任务和要求：生物化学是护理学教育中重要的一门专业基础课。
本课程的主要任务是介绍生物体（人体）内的物质组成、化学变化(代谢)及其调节，以及它们与机能的关系，从分子水平阐明生命现象的化学本质，在分子水平上认识病因，加深对其治疗原理的理解。
通过本课程的教学，要求学生熟悉和掌握基本的生化知识，了解生命过程中的化学变化规律及其生理功能的基本知识和基本理论，为认识健康及维持健康提供基本知识，并为了解疾病及有效治疗疾病提供理论基础。
六、教学重点：生物化学是研究生物体内物质的化学组成、结构及其代谢变化，研究生物大分子的结构、功能及其在遗传信息传递中的作用。
生物化学是基础医学与临床医学的桥梁，也是分子生物学与医学的桥梁学科。
教学内容以物质代谢和基因信息传递为主，以各物质结构、代谢（包括合成、分解代谢），基因信息传递、基因表达，代谢异常与临床疾病的关系为重点。
七、主要先修课程：系统解剖学及组织学与胚胎学。
八、教学目的要求和主要内容：第一章绪论【目的要求】1、掌握生物化学的概念。
2、熟悉生物化学学习的主要内容；为什么学习生物化学以及怎样学习生物化学。
3、了解生物化学与医学的关系。
【主要内容】讲授内容1、生物化学的含义2、生物化学学习的主要内容3、为什么学习生物化学4、怎样学习生物化学第二章蛋白质的化学【目的要求】1、掌握蛋白质的元素组成及特点，氨基酸的结构特点、分类及连接方式。
2、掌握蛋白质各级结构及维持各级结构稳定的作用力。
3、掌握蛋白质的两性电离和等电点、蛋白质变性。
4、熟悉蛋白质的胶体性质和其他性质。
5、了解氨基酸的分类。
【主要内容】●讲授内容1、概述:蛋白质的概念及生理功能。
生物化学第三章核酸化学
核糖核酸酶类
牛胰核糖核酸酶：存在于牛胰中，简称为 RNaseⅠ，只作用于RNA，十分耐热，是具 有极高专一性的内切酶。 核糖核酸酶T1：从米曲霉中获得的，耐热， 耐酸，专一性更强。 核糖核酸酶T2：来源同T1，核酸酶：也叫做DNaseⅠ， 需要镁离子参与，切断双链DNA或者单链 DNA为寡聚核苷酸，平均长度为4个核苷酸。 ② 牛脾脱氧核糖核酸酶：也叫做DNaseⅡ， 需要钠离子激活，镁离子抑制活性。 ③ 限制性内切酶：主要降解外源性DNA，目 前发现有数千种，是基因工程最重要的工 具酶。
RNA功能的多样性
① ② ③ ④ ⑤ 控制蛋白质的生物合成； 作用于RNA转录后的加工与修饰； 基因表达与细胞功能调节； 生物催化与其他的细胞功能 遗传信息的加工与进化
第三节
核酸的分子结构
一． 核酸中核苷酸的连 接方式 二． DNA的分子结构 三． RNA的分子结构
核酸中核苷酸的连接方式
1. 核苷酸可以被酸、碱 和酶水解，水解后产 生寡核苷酸、核苷酸、 核苷和碱基。 2. 实验证明，核苷酸是 通过磷酸二酯键彼此 相连，并且形成的是 3’-5’磷酸二酯键（后 面核酸降解中详细说 明）。
tRNA的一级结构特点
① 一般由73-78个核苷酸组成； ② 碱基中有较多的稀有碱基； ③ 3’末端均有CCA-OH结构，用以携带氨基 酸，5’多为pG或者pC。
tRNA的二级结构特点
① 氨基酸臂，由3’和5’末端的7对互补碱基构 成，携带氨基酸，富含G，形成双螺旋； ② 二氢尿嘧啶环，8-12个核苷酸组成，由34对碱基构成双螺旋； ③ 反密码子环，7个核苷酸组成，其中3个组 成反密码子环； ④ 额外环，是tRNA分类的重要标志 ⑤ TψC环，是tRNA中起连接作用的。
生物化学-核酸
核糖 + H +
Δ
糠醛 Δ
甲基间苯二酚 FeCl3
绿色产物
RNA和DNA定性、定量测定 脱氧核糖 + H+ ω-羟基-γ-酮 戊醛
二苯胺
蓝色产物
15
（二）嘌呤碱和嘧啶碱
6
嘌呤碱 (purine)：
NH2 N N
1N 2 N 3
5 N7
DNA和RNA均含 有腺嘌呤、鸟 嘌呤
8
4 N 9 H HN
2HN
哺乳动物的b-珠蛋白的基因长度
内含子（intron)：基因中不为多肽编码，不在mRNA中出现。 外显子（exons）：为多肽编码的基因片段。
43
２、二级结构：
DNA的二级结构是指DNA的双螺旋结构（double helix model），又称Watson-Crick结构。是Watson与 Crick于1953年提出的。
17
稀有碱基（修饰碱基）
NH2
5
NH2
3
O
5
C
4
CH3
3
C
4
CH2OH
3
C
4
5
N C O
2
C CH
6
N C O
2
C CH
6
HN C O
2
CH2 CH2
6
1
1
1
N H
N H
N H
5－甲基胞嘧啶
5－羟甲基胞嘧啶
二氢尿嘧啶
18
OH H N HO N H 烯醇式 酮式
O
H
H
H N O N H 酮式
H H
• 约占全部RNA的80%， • 是核糖核蛋白体的主要组成部分。 • rRNA 的功能与蛋白质生物合成相关。
核酸化学2011
基本碱基结构和命名
嘌呤
嘧啶
Adenine
(A)
Guanine
(G)
Cytosine
(C)
Uracil Thymine
(U) (T)
OD260的应用
1. DNA或RNA的定量 OD260=1.0相当于 50μg/ml双链DNA 40μg/ml单链DNA（或RNA） 20μg/ml寡核苷酸
2.判断核酸样品的纯度 DNA纯品: OD260/OD280 = 1.8 RNA纯品: OD260/OD280 = 2.0
例：变性引起紫外吸收值的改变
DNA的紫外吸收光谱 增色效应：DNA变性时其溶液OD260增高的现象。
热变性
解链曲线：如果在连续加热DNA的过程中以
温度对A260（absorbance，A，A260代表溶液在 260nm处的吸光率）值作图，所得的曲线称为解 链曲线。
Tm：变性是在一个相当窄的温度范围内完成， 在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的 50%时的温度称为DNA的解链温度，又称融解 温 度 (melting temperature, Tm) 。 其 大 小 与 G+C含量成正比。
碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖
NH2
苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。
N
核苷：AR, GR, UR, CR
1
HO CH2 O N O
1´
脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR OH OH
核苷酸(ribonucleotide)的结构与命名
核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键
连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。
二、DNA的变性(denaturation)
定义：在某些理化因素作用下，DNA双链解开 成两条单链的过程。
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ACGU 核糖
碱基序列
空间结构
局部双螺旋 双螺旋、超螺旋、蛋白质 mRNA: 5’-帽子,3’-polyA, －核酸的非共价结合等 rRNA:大、小亚基组成核糖体
tRNA:三叶草、倒 L 型结构
功能
遗传信息的储存
遗传信息的表达
基础学院 生物化学教研室
强化练习
1.核酸的元素组成为
A.C、H、O、N、P
双螺旋结构的稳定性是通 过横向的氢键和纵向的疏 水性碱基堆积力维系。
基础学院 生物化学教研室
氢键的形成
基础学院 生物化学教研室
DNA双螺旋结构的多样性
基础学院 生物化学教研室
三、DNA的超螺旋结构：
DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。 正超螺旋盘绕方向与DNA双螺旋方向相同 负超螺旋盘绕方向与DNA双螺旋方向相反
A．氢键和碱基堆积力
B．疏水作用
C．DNA与组蛋白的结合
D.范德华力
E．盐键
基础学院 生物化学教研室
原核生物DNA的超螺旋结构
基础学院 生物化学教研室
二 RNA的分子结构
mRNA的结构与功能 tRNA的结构与功能 rRNA的结构与功能
基础学院 生物化学教研室
一、RNA的一 级结构：
RNA分子中核 苷酸的排列顺 序
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
1.mRNA的结构特点
1. 帽子结构：m7GpppN 2. 多聚A尾(polyA)
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
核酸分子杂交的应用
研究DNA分子中某一种基因的位置 定两种核酸分子间的序列相似性 检测某些专一序列在待检样品中存在与否 是基因芯片技术的基础
基础学院 生物化学教研室
DNA和RNA的比较
DNA
组成 一级结构
ACGT 脱氧核糖
碱基序列
RNA
2、tRNA的结构
1.tRNA的二级结构 ——“三叶草形”
➢ 氨基酸臂 ➢ DHU环 ➢ 反密码环 ➢ 额外环 ➢ TΨC环
基础学院 生物化学教研室
2.tRNA的三级结构— 倒“L”形
tRNA的功能： 转运氨基酸到核糖体， 参与蛋白质的翻译 tRNA的特点： 含稀有碱基 种类多
基础学院 生物化学教研室
分布于胞核、胞液
参与细胞内DNA遗传信息 的表达
基础学院 生物化学教研室
第一节 核酸的分子组成
一、核酸的元素组成 二、核酸的基本组成单位——核苷酸 三、核苷酸的连接方式
基础学院 生物化学教研室
一、 核酸的元素组成
C、H、O、N、P
二、核酸的基本组成单位——核苷酸
1、碱基：嘌呤（A,G），嘧啶（C,U,T) 2、戊糖：核糖，脱氧核糖 3、磷酸
H O P H OO CCHH 2 O N OO
AMP, GMP, CMP, UMP
OH
脱氧核苷酸：
dAMP, dGMP, dCMP, dTMP
OH OH
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
三、核苷酸的连接方式
每个核苷酸 之间以磷酸二酯键 连接成多聚核苷酸 链，即核酸
tRNA:三叶草、倒 L 型结构
功能
遗传信息的储存
遗传信息的表达
基础学院 生物化学教研室
核酸和蛋白质的比较
蛋白质
核酸
组成单位 组成单位的种类 连接方式
氨基酸 20 种氨基酸 肽键
核苷酸
ACGT ACGU 磷酸二酯键
一级结构 空间结构 功能
氨基酸排列顺序
碱基序列
二、三、四级结构
双螺旋、超螺旋、蛋白质 －核酸的非共价结合等
其大小与GC含 量成正比； 与DNA长度有关。
基础学院 生物化学教研室
（二）DNA的复性
DNA变性后，缓慢除去变性条件，解离的DNA两条 互补链可恢复天然的双螺旋构象，称为复性。
热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程 称为退火。
当温度迅速冷却至4℃，不能复性。
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
3、rRNA
1.rRNA的结构：花状 2.rRNA的功能 主要是与核糖体蛋白质 结合在一起，形成核糖 体。核糖体是蛋白质合 成的场所，起装配机的 作用。
基础学院 生物化学教研室
四、核内小RNA
真核细胞内存在一类碱基数在100～300之间的小分 子 RNA ， 称 为 核 内 小 RNA ， 又 称 为 称 小 核 RNA （ small nuclear RNA，snRNA）
B. C、H、O、N、S
C. C、H、O、P、S
D. C、H、O、P、Mn
E. C、H、O、P、Fe
2.核糖与脱氧核糖的主要区别在于戊糖的哪个位置不同
A. C-1′
B. C-2′
C. C-3′
D. C-4′
E. C-5′
3.DNA双螺旋结构每旋转一圈所跨越的碱基对为
A.2个
B.4个
C.6个
D.8个
E.10个
接形成核苷（脱氧核苷）。
NH2
核苷：腺苷,鸟苷, 胞苷, 尿苷 脱氧核苷：脱氧腺苷,
脱氧鸟苷, 脱氧胞苷, 脱氧核苷
N
1
H O CH 2 O N
O
1´
OH OH
基础学院 生物化学教研室
2. 核苷酸的结构与命名
核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酯键连接形成
核苷酸（脱氧核苷酸）。
N HH 22
NN O
核苷酸：
基础学院 生物化学教研室
（一）核苷酸的基本组成成分
NH2
1.碱基：
N N
N 7
5 6 1N
8 9 NH
43 2 N
嘌呤
NH
N
腺嘌呤 A
O
N NH
NH
N
NH2
鸟嘌呤 G
基础学院 生物化学教研室
54
N 3
612
NH
嘧啶
NH2 N
O
H 3C NH
O NH
NH
O
胞嘧啶 C
NH O
NH
O
胸腺嘧啶T 尿嘧啶 U
第三章 核酸化学
基础学院 生物化学教研室
学习目标
1.掌握：核酸的基本组成单位及基本组成成分； 核苷酸的连接方式；DNA的一、二级结构； mRNA、tRNA的结构特点；DNA的变性与复性。
2.熟悉：核酸的分类及功能；核酸的元素组成； DNA、RNA的功能。
3.了解：体内某些重要核苷酸；核酸的一般理 化性质及紫外吸收性质；核酸的分子杂交及应用。
它的作用主要为参与真核生物的细胞核中RNA的加 工 。 snRNA 和 多 种 蛋 白 质 结 合 成 为 小 核 核 糖 核 蛋 白 （ small nuclear ribonucleoproteins，snRNP），在信使 RNA前体的剪接过程中发挥作用，有助于成熟mRNA的形成 。
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
* mRNA的功能 把DNA所携带的遗传
信息，按碱基互补配对原 则，抄录并传送至核糖体， 用以指导合成蛋白质的氨 基酸排列顺序。
mRNA为蛋白质的生 物合成提供直接模板。
细胞质
细胞核 内含子
外显子
DNA 转录
hnRNA
转录后剪接 转运
mRNA 蛋白
翻译
基础学院 生物化学教研室
2.因素：加热、高压、强酸、强碱以及某些有机溶 剂如乙醇、丙酮等。
基础学院 生物化学教研室
➢ 增色效应：DNA变性时其溶液A260增高的现象。
➢ 意义：实验室检测DNA变性的重要指标。
基础学院 生物化学教研室
解链曲线：连续加热DNA的过程中以温度对A260值 作图，所得的曲线称为解链曲线。
Tm ： A260 达 到 最 大 值 一 半，DNA解链50%时对应的温度称 为解链温度，又称融解温度。
基础学院 生物化学教研室
一、DNA的一级结构
5′端
C
定义
DNA 分 子 中 脱 氧 核
苷酸的排列顺序。
由于核苷酸间的差
A
异主要是碱基不同，所
以也称为碱基序列。
G
主要化学键：
磷酸二酯键
3′端
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
二、DNA的二级结构 ——双螺旋结构
基础学院 生物化学教研室
五、核酶
核酶是具有催化功 能的RNA分子，是蛋白质 以外的另一类生物催化 剂
基础学院 生物化学教研室
DNA和RNA的比较
组成 一级结构
DNA
ACGT 脱氧核糖
碱基序列
RNA
ACGU 核糖
碱基序列
空间结构
局部双螺旋 双螺旋、超螺旋、蛋白质 mRNA: 5’-帽子,3’-polyA, －核酸的非共价结合等 rRNA:大、小亚基组成核糖体
4.能运用核酸的变性与复性解释分子杂交的原 理及其在临床、生活实际中的应用。
基础学院 生物化学教研室
核酸； 以核苷酸为基本组成单位的生物大分 子，携带和传递遗传信息。
基础学院 生物化学教研室
脱氧核糖核酸 90%以上分布于细胞核
(DNA)
分
携带遗传信息，决定细胞 和个体的基因型
类
核糖核酸
(RNA)
基础学院 生物化学教研室
构成DNA的碱基：A.G.C.T 构成RNA的碱基：A.G.C.U
基础学院 生物化学教研室
2.戊 糖
核糖
脱氧核糖 基础学院 生物化学教研室
构成DNA的戊糖：脱氧核糖 构成RNA的戊糖：核糖
基础学院 生物化学教研室
碱基序列
空间结构
局部双螺旋 双螺旋、超螺旋、蛋白质 mRNA: 5’-帽子,3’-polyA, －核酸的非共价结合等 rRNA:大、小亚基组成核糖体
tRNA:三叶草、倒 L 型结构
功能
遗传信息的储存
遗传信息的表达
基础学院 生物化学教研室
强化练习
1.核酸的元素组成为
A.C、H、O、N、P
双螺旋结构的稳定性是通 过横向的氢键和纵向的疏 水性碱基堆积力维系。
基础学院 生物化学教研室
氢键的形成
基础学院 生物化学教研室
DNA双螺旋结构的多样性
基础学院 生物化学教研室
三、DNA的超螺旋结构：
DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。 正超螺旋盘绕方向与DNA双螺旋方向相同 负超螺旋盘绕方向与DNA双螺旋方向相反
A．氢键和碱基堆积力
B．疏水作用
C．DNA与组蛋白的结合
D.范德华力
E．盐键
基础学院 生物化学教研室
原核生物DNA的超螺旋结构
基础学院 生物化学教研室
二 RNA的分子结构
mRNA的结构与功能 tRNA的结构与功能 rRNA的结构与功能
基础学院 生物化学教研室
一、RNA的一 级结构：
RNA分子中核 苷酸的排列顺 序
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
1.mRNA的结构特点
1. 帽子结构：m7GpppN 2. 多聚A尾(polyA)
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
核酸分子杂交的应用
研究DNA分子中某一种基因的位置 定两种核酸分子间的序列相似性 检测某些专一序列在待检样品中存在与否 是基因芯片技术的基础
基础学院 生物化学教研室
DNA和RNA的比较
DNA
组成 一级结构
ACGT 脱氧核糖
碱基序列
RNA
2、tRNA的结构
1.tRNA的二级结构 ——“三叶草形”
➢ 氨基酸臂 ➢ DHU环 ➢ 反密码环 ➢ 额外环 ➢ TΨC环
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2.tRNA的三级结构— 倒“L”形
tRNA的功能： 转运氨基酸到核糖体， 参与蛋白质的翻译 tRNA的特点： 含稀有碱基 种类多
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分布于胞核、胞液
参与细胞内DNA遗传信息 的表达
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第一节 核酸的分子组成
一、核酸的元素组成 二、核酸的基本组成单位——核苷酸 三、核苷酸的连接方式
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一、 核酸的元素组成
C、H、O、N、P
二、核酸的基本组成单位——核苷酸
1、碱基：嘌呤（A,G），嘧啶（C,U,T) 2、戊糖：核糖，脱氧核糖 3、磷酸
H O P H OO CCHH 2 O N OO
AMP, GMP, CMP, UMP
OH
脱氧核苷酸：
dAMP, dGMP, dCMP, dTMP
OH OH
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三、核苷酸的连接方式
每个核苷酸 之间以磷酸二酯键 连接成多聚核苷酸 链，即核酸
tRNA:三叶草、倒 L 型结构
功能
遗传信息的储存
遗传信息的表达
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核酸和蛋白质的比较
蛋白质
核酸
组成单位 组成单位的种类 连接方式
氨基酸 20 种氨基酸 肽键
核苷酸
ACGT ACGU 磷酸二酯键
一级结构 空间结构 功能
氨基酸排列顺序
碱基序列
二、三、四级结构
双螺旋、超螺旋、蛋白质 －核酸的非共价结合等
其大小与GC含 量成正比； 与DNA长度有关。
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（二）DNA的复性
DNA变性后，缓慢除去变性条件，解离的DNA两条 互补链可恢复天然的双螺旋构象，称为复性。
热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程 称为退火。
当温度迅速冷却至4℃，不能复性。
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3、rRNA
1.rRNA的结构：花状 2.rRNA的功能 主要是与核糖体蛋白质 结合在一起，形成核糖 体。核糖体是蛋白质合 成的场所，起装配机的 作用。
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四、核内小RNA
真核细胞内存在一类碱基数在100～300之间的小分 子 RNA ， 称 为 核 内 小 RNA ， 又 称 为 称 小 核 RNA （ small nuclear RNA，snRNA）
B. C、H、O、N、S
C. C、H、O、P、S
D. C、H、O、P、Mn
E. C、H、O、P、Fe
2.核糖与脱氧核糖的主要区别在于戊糖的哪个位置不同
A. C-1′
B. C-2′
C. C-3′
D. C-4′
E. C-5′
3.DNA双螺旋结构每旋转一圈所跨越的碱基对为
A.2个
B.4个
C.6个
D.8个
E.10个
接形成核苷（脱氧核苷）。
NH2
核苷：腺苷,鸟苷, 胞苷, 尿苷 脱氧核苷：脱氧腺苷,
脱氧鸟苷, 脱氧胞苷, 脱氧核苷
N
1
H O CH 2 O N
O
1´
OH OH
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2. 核苷酸的结构与命名
核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酯键连接形成
核苷酸（脱氧核苷酸）。
N HH 22
NN O
核苷酸：
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（一）核苷酸的基本组成成分
NH2
1.碱基：
N N
N 7
5 6 1N
8 9 NH
43 2 N
嘌呤
NH
N
腺嘌呤 A
O
N NH
NH
N
NH2
鸟嘌呤 G
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54
N 3
612
NH
嘧啶
NH2 N
O
H 3C NH
O NH
NH
O
胞嘧啶 C
NH O
NH
O
胸腺嘧啶T 尿嘧啶 U
第三章 核酸化学
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学习目标
1.掌握：核酸的基本组成单位及基本组成成分； 核苷酸的连接方式；DNA的一、二级结构； mRNA、tRNA的结构特点；DNA的变性与复性。
2.熟悉：核酸的分类及功能；核酸的元素组成； DNA、RNA的功能。
3.了解：体内某些重要核苷酸；核酸的一般理 化性质及紫外吸收性质；核酸的分子杂交及应用。
它的作用主要为参与真核生物的细胞核中RNA的加 工 。 snRNA 和 多 种 蛋 白 质 结 合 成 为 小 核 核 糖 核 蛋 白 （ small nuclear ribonucleoproteins，snRNP），在信使 RNA前体的剪接过程中发挥作用，有助于成熟mRNA的形成 。
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* mRNA的功能 把DNA所携带的遗传
信息，按碱基互补配对原 则，抄录并传送至核糖体， 用以指导合成蛋白质的氨 基酸排列顺序。
mRNA为蛋白质的生 物合成提供直接模板。
细胞质
细胞核 内含子
外显子
DNA 转录
hnRNA
转录后剪接 转运
mRNA 蛋白
翻译
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2.因素：加热、高压、强酸、强碱以及某些有机溶 剂如乙醇、丙酮等。
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➢ 增色效应：DNA变性时其溶液A260增高的现象。
➢ 意义：实验室检测DNA变性的重要指标。
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解链曲线：连续加热DNA的过程中以温度对A260值 作图，所得的曲线称为解链曲线。
Tm ： A260 达 到 最 大 值 一 半，DNA解链50%时对应的温度称 为解链温度，又称融解温度。
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一、DNA的一级结构
5′端
C
定义
DNA 分 子 中 脱 氧 核
苷酸的排列顺序。
由于核苷酸间的差
A
异主要是碱基不同，所
以也称为碱基序列。
G
主要化学键：
磷酸二酯键
3′端
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二、DNA的二级结构 ——双螺旋结构
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五、核酶
核酶是具有催化功 能的RNA分子，是蛋白质 以外的另一类生物催化 剂
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DNA和RNA的比较
组成 一级结构
DNA
ACGT 脱氧核糖
碱基序列
RNA
ACGU 核糖
碱基序列
空间结构
局部双螺旋 双螺旋、超螺旋、蛋白质 mRNA: 5’-帽子,3’-polyA, －核酸的非共价结合等 rRNA:大、小亚基组成核糖体
4.能运用核酸的变性与复性解释分子杂交的原 理及其在临床、生活实际中的应用。
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核酸； 以核苷酸为基本组成单位的生物大分 子，携带和传递遗传信息。
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脱氧核糖核酸 90%以上分布于细胞核
(DNA)
分
携带遗传信息，决定细胞 和个体的基因型
类
核糖核酸
(RNA)
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构成DNA的碱基：A.G.C.T 构成RNA的碱基：A.G.C.U
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2.戊 糖
核糖
脱氧核糖 基础学院 生物化学教研室
构成DNA的戊糖：脱氧核糖 构成RNA的戊糖：核糖
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