核酸的分类和功能
核酸的结构与功能
核酸的结构与功能核酸，这个生物体的基本组成部分，以其独特的结构和功能，影响着生物体的生命活动。
它包括DNA和RNA两种主要类型，各有其独特的特点和功能。
一、核酸的结构核酸是由磷酸、核糖和四种不同的碱基组成。
这四种碱基分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。
它们通过特定的方式连接在一起，形成DNA或RNA。
DNA，也被称为脱氧核糖核酸，是生物体遗传信息的主要载体。
它是由两条相互旋转的链组成的双螺旋结构，其中碱基通过氢键以特定的配对方式连接，即A与T配对，G与C配对。
这种配对方式保证了DNA 的稳定性和遗传信息的正确复制。
RNA，也被称为核糖核酸，是生物体内重要的信息传递者和调节者。
它通常是由单链结构组成，也可以是双链结构。
与DNA不同，RNA的碱基配对方式相对简单，通常是A与U配对，G与C配对。
二、核酸的功能1、遗传信息的储存和传递：DNA是生物体遗传信息的主要载体，负责储存和传递生物的遗传信息。
这些信息通过DNA的复制传递给下一代，并指导生物体的生长和发育。
2、基因表达的调控：RNA在基因表达中起着重要的调控作用。
它可以通过碱基配对原则识别并携带DNA中的遗传信息，将遗传信息从DNA传递到蛋白质合成的地方。
同时，一些RNA还可以作为调节分子，影响基因的表达。
3、蛋白质合成：RNA不仅是遗传信息的载体，还是蛋白质合成的模板。
在蛋白质合成过程中，RNA将DNA中的遗传信息翻译成蛋白质中的氨基酸序列。
4、细胞内的信号传导：某些RNA分子可以作为分子开关，调控细胞内的信号传导通路。
这些RNA可以结合并调控蛋白质的活性，从而影响细胞内的生物化学反应。
5、免疫反应的调节：某些RNA分子还可以作为免疫反应的调节剂。
它们可以影响免疫细胞的活性，从而影响免疫反应的强度和持续时间。
总结起来，核酸是生物体中至关重要的分子，其结构和功能共同保证了生物体的正常生长和发育。
从DNA中的遗传信息传递到RNA的信息载体作用，再到蛋白质的合成和细胞内信号传导的调控，核酸都发挥着不可或缺的作用。
核酸的结构和功能
核酸的结构和功能核酸是生命体中的重要有机分子，承载着遗传信息传递和储存的功能。
本文将介绍核酸的结构和功能，并探讨其在生物体内的重要作用。
一、核酸的结构核酸主要由核苷酸单元组成，每个核苷酸由糖、磷酸和碱基三个部分组成。
1. 糖基核酸的糖基可以是核糖（RNA）或脱氧核糖（DNA）。
两者的化学结构略有差异，核糖分子上有一个羟基（-OH），而脱氧核糖则没有。
2. 磷酸基核酸的磷酸基连接在糖基上，形成糖磷酸骨架。
这些磷酸基在核酸的结构中起到支撑和稳定作用。
3. 碱基核酸的碱基分为嘌呤和嘧啶两类。
嘌呤包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），它们具有双环结构。
嘧啶包括胸腺嘧啶（T，DNA中）或尿嘧啶（U，RNA中）以及胞嘧啶（C），它们是单环结构。
通过糖基和碱基的结合，核苷酸单元可以形成线性或环状的核酸分子。
二、核酸的功能1. 遗传信息传递与储存核酸是生物体内传递和储存遗传信息的重要分子。
DNA是细胞内遗传信息的主要储存库，而RNA则将这些信息从DNA中传递到蛋白质的合成过程中。
2. 蛋白质合成RNA在蛋白质合成过程中起着重要的角色。
其中，转录过程将DNA上的信息转录成RNA分子，而翻译过程则利用RNA的遗传信息来合成特定的蛋白质。
3. 酶的活性调节某些RNA分子本身具有催化活性，称为核糖酶。
这些核糖酶可以催化特定的生化反应，从而调节细胞内的代谢和信号传递过程。
4. 调控基因表达RNA通过调控基因表达来控制细胞的发育和功能。
其中，小干扰RNA（siRNA）和微小RNA（miRNA）等RNA分子可以与特定的mRNA结合，从而抑制或加强特定基因的转录和翻译过程。
5. 病毒的复制与感染一些病毒利用RNA作为基因材料进行复制和传播。
例如，HIV等病毒具有RNA基因组，通过感染宿主细胞并复制RNA来使病毒持续存在。
三、核酸的重要性核酸作为生命体中的重要分子，在生物体内扮演着关键的角色。
它们不仅负责生物体遗传信息的传递和储存，还参与了细胞代谢的调控和基因表达的调节。
核酸化学PPT课件
DNA与RNA结构特点
DNA结构特点
DNA是一种长链生物聚合物，组成单 位为四种脱氧核苷酸，由碱基、脱氧 核糖和磷酸构成。
RNA结构特点
RNA由核糖核苷酸经磷酸二酯键缩合而 成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由 一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮 碱基构成。
碱基互补配对原则
碱基互补配对原则是指在DNA分子结构中，由于碱基之间的氢键具有固定的数目和DNA两条链之间的距离保持不变，使得碱基配 对必须遵循一定的规律，这就是A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对，反之亦然。
多肽。
基因编辑技术
如CRISPR-Cas9等，可对基因组 进行定点编辑，实现基因敲除、
敲入、突变等操作。
05
核酸药物设计与应用
抗病毒药物设 利用病毒基因序列中的特异性区域，设计与之互 补的核酸药物，通过阻断病毒基因复制或表达， 达到抗病毒效果。
靶向病毒关键蛋白的药物设计 针对病毒生命周期中的关键蛋白，设计能够与之 结合的核酸药物，从而阻止病毒的组装、释放等 过程。
RNA转录过程及调控
RNA转录的基本过程 转录起始、链延长、链终止与释放
RNA转录的酶学 RNA聚合酶、转录因子等
RNA转录的特点
模板链的选择性、转录的不对称性、 转录后加工等
RNA转录的调控
转录起始的调控、转录延伸的调控、 转录终止的调控
核酸酶作用及降解产物
核酸酶的种类与特性
01
核酸内切酶、核酸外切酶等
核酸的降解过程
02
核酸酶的切割作用、降解产物的生成与性质
核酸降解产物的应用
03
用于核酸序列分析、核酸检测等
03
核酸性质与功能
核酸的结构和功能
缠绕1.75圈 约140~160bp
60bp
核心颗粒 2 (H2A·H2B ·H3 ·H4 )
染色质纤维
人类46条染色体的DNA总长可达 1.7m，经过螺旋化压缩，实际总 长只有200nm。
中心法则 (Central Dogma)
Replication
Reverse transcription
OH
HN
HCH3
H
H
ON
H
胸腺嘧啶 thymine
（T）
DNA
胸腺嘧啶 (T)
腺嘌呤 (A)
鸟嘌呤 (G)
胞嘧啶 (C)
RNA
尿嘧啶 (U)
（二）戊糖
HOH2C5’ O OH
4’
1’
3’ 2’
OH OH
β-D-2-核糖
核糖 (Ribose) 构成 RNA
HOH2C5’ O OH
4’
1’
3’ 2’
（2）碱基互补配对：AT配对（两个氢键）， GC配对（三个氢键）；碱基对平面垂直纵轴 （3）右手双螺旋：螺距为3.4 nm，直径为2.0 nm，10.5 bp/圈
（4）表面功能区：小沟较浅；大沟较深，是蛋 白质识别DNA碱基序列的基础 （5）维持结构稳定的力量：氢键维持双链横向 稳定，碱基堆积力维持螺旋纵向稳定
脱氧 d
碱基 A G T C U
磷酸基数目 M D T
磷酸 P
• DNA、RNA组成异同
DNA与RNA在组成成份上略有不同：
DNA
RNA
磷酸 碱基
戊糖
磷酸 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T） D-2脱氧核糖（dR）
磷酸 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U）
细胞中的核酸知识点
核酸知识点【基础知识整合】1．核酸的基本组成单位：，其分子组成为。
3．核酸的功能：细胞内携带的物质，控制合成。
2．核酸的功能特性(1)构成DNA的是4种脱氧核苷酸，但成千上万个脱氧核苷酸的排列顺序是多种多样的，DNA分子具有多样性。
(2)每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比率和排列顺序是特定的，其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表特定的遗传信息。
(3)有些病毒只含有RNA一种核酸，其核糖核苷酸排列顺序也具有多样性。
考点二核酸与蛋白质【知识拓展】细胞质内核糖体上细胞核、线粒体、叶绿体等2.联系(1)核酸控制蛋白质的合成(2)DNA 多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系【总结提升】蛋白质和核酸两者均存在物种特异性，因此可以从分子水平上为生物进化、亲子鉴定、案件侦破等提供依据，但生物体内的水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸、核苷酸等不存在物种的特异性。
考点三 “观察DNA 和RNA 在细胞中的分布”实验 【知识拓展】 一、实验原理①DNA 主要分布于细胞核中，RNA 主要分布于细胞质中。
②甲基绿和吡罗红对DNA 、RNA 的亲和力不同： 利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA 和RNA 在细胞中的分布。
③盐酸(HCl)能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
二、实验流程图1、取口腔上载玻片上滴一滴生理盐水↓消毒牙签刮口腔内侧壁后在液滴中涂抹几下载玻片在酒精灯上烘干↓载玻片在酒精灯上烘干载玻片放入盛有30 mL 质量分数为8%的盐酸的小烧杯中↓大烧杯中加入30 ℃温水↓小烧杯放入大烧杯中保温5 min2、水解3、冲洗涂片：用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10 s染色吸水纸吸去载玻片上的水分↓用吡罗红甲基绿染色剂2滴染色5 min↓吸去多余染色剂，盖上盖玻片4、观察低倍镜观察：选染色均匀、色浅区域移至视野中央、调清晰后观察↓高倍镜观察：调节细准焦螺旋，观察细胞核、细胞质染色情况三、实验现象及相关结论结论：真核细胞的DNA 主要分布在细胞核，少量分布在线粒体、叶绿体。
生化核酸结构与功能(共58张PPT)
测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 是基因芯片技术的根底第Fra bibliotek节核酸酶
Nuclease
核酸酶是指所有可以水解核酸的酶 ➢依据底物不同分类
• DNA酶(DNase)： 专一降解DNA。
• RNA酶 (RNase)：
专一降解RNA。
➢依据切割部位不同
DNA纯品: OD260/OD280 = 1.8 RNA纯品: OD260/OD280 = 2.0
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。
理化因素：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素以及 某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。
变性后其它理化性质变化：
比旋度下降
除侵浮入力密细度升胞高的外源性核酸
DNA复性时，其溶液OD260降低。
〔一W、aDtsNoAn,的C二ric级k,结19构在53〕消化液中降解食物中的核酸以利吸收
二、核酸的分类及分布
体外重组DNA技术中的重要工具酶
核酶
催化性RNA (ribozyme) 作为序列特异性的核酸 内切酶降解RNA。
参与细胞内DNA遗传信息的表 达。某些病毒RNA也可作为遗 传信息的载体。
第一节
核酸的化学组成及一级结构
The Chemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid
一、核酸的化学组成
1. 元素组成
C、H、O、N、P
2. 分子组成 —— 碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱 —— 戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖 —— 磷酸(phosphate)
核酸
DNA的基本组成单位: DNA的基本组成单位: 脱氧核糖核苷酸(脱氧核苷酸) 脱氧核糖核苷酸(脱氧核苷酸)
A
腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸
G
鸟嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸
C
胞嘧啶脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
P
核苷酸
P
五碳糖
碱基核糖核苷酸P来自核 糖碱基核酸和蛋白质一样, 也是高分子化合物,相对 分子质量在几十万至几百 万.
核酸的基本组成单位—— 核酸的基本组成单位 核苷酸
磷酸 含N碱基 碱基 五碳糖
核 苷
碱
基
一种含有N元素, 一种含有N元素,表现出碱 性的基团,在核酸中有嘌呤和嘧 性的基团,在核酸中有嘌呤和嘧 两大类, 啶两大类,共5种. A:腺嘌呤 G:鸟嘌呤 C:胞嘧啶 U:尿嘧啶 T:胸腺嘧啶
(一)核酸的分类
脱氧核糖核酸 核糖核酸 简称DNA 简称DNA 简称RNA 简称RNA
(二)核酸的功能
核酸是细胞内携带遗传信息的物质. 核酸是细胞内携带遗传信息的物质. 携带遗传信息的物质 在生物的遗传, 在生物的遗传,变异和蛋白质的生物合成 遗传 中具有极其重要的作用. 中具有极其重要的作用.
(三)生物中的核酸 1,病毒-----------------------DNA或RNA ,病毒 或
脱氧核糖核苷酸
脱氧 核糖
碱基
RNA的基本组成单位: RNA的基本组成单位: 核糖核苷酸
A
腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸
G
鸟嘌呤核糖核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸
C
胞嘧啶核糖核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸
U
尿嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸
核酸种类 分布 与功能
噬菌体浸染细菌
的实验。
噬菌体感染实验
DNA的遗传作用的进一步证明是来自A.Hershy和M.Chase的噬 菌体感染大肠杆菌的研究。用放射性同位素32P标记噬菌体DNA， 使标记的噬菌体感染大肠杆菌，经短期保温后，噬菌体就附着在细 菌上。然后用搅拌器（10000转/分）搅拌几分钟，使噬菌体与大肠 杆菌分开，再用高速离心机使细菌沉淀，分析沉淀和上清中的放射 性。用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，进行同样的验证实验。 实验结果是大多数噬菌体的DNA存在于细菌中，而外壳留在上 清中。但是被感染的细菌内部出现了奇迹。随着被感染的细菌的培 养，有的细菌破裂，释放出很多噬菌体来。这说明用于复制的遗传 信息通过病毒DNA，而不是通过病毒蛋白质导入细菌内的。
具有催化活性的RNA(ribozyme）
（二）核酸的分布EukaryoeDNA细胞核（95%） Organelles(Mit,Chl) （5%） 细胞质（75%）
Prokaryote
核质区（拟核）
细胞质
RNA
Organelles(Mit,Chl) （15%） 细胞核（10%）
二、核酸的生物学功能
4.1 核酸的种类、分布与功能
一、核酸的种类与分布 （一）核酸的种类（ RNA、DNA、） 转移RNA(Transfer RNA-tRNA)
核糖核酸 信使RNA(Messenger RNA-mRNA) （RNA） 核糖体RNA（Ribosomal RNA-(rRNA）
小分子细胞核RNA（snRNA） 反义RNA（antisense RNA） 细胞质小RNA（scRNA） 各种病毒RNA 染色质RNA（chRNA） 双链RNA（dsRNA）
（二）RNA生物学功能