核酸化学1
5第五章 核酸化学1
鸟嘌呤脱氧核苷
（deoxyguanosine，dG）
胞嘧啶核苷
（cytidine，C）
胞嘧啶脱氧核苷
（deoxycytidine，dC）
尿嘧啶核苷
（uridine，U）
胸腺嘧啶脱氧核苷
（deoxythymidine，dT）
稀有核苷（修饰核苷）
正常碱基与修 饰核糖连接 碱基和核糖以 特殊方式连接
修饰碱基与核糖 或脱氧核糖连接
O NH O
HOCH2
N
HOCH2
C5
O
O
OH
OH
OH
OCH3
5，6-二氢尿苷
2`-O-甲基腺苷
假尿嘧啶核苷
4. 核苷酸（nucleotide）
核苷中戊糖的羟基磷酸酯化就形成核苷酸 核糖核苷酸：2`-、3`-和5`-核苷酸 脱氧核糖核苷酸：3`-和5`-脱氧核苷酸
自然界存在 的核苷酸为 5`-核苷酸
A C T G C T A A C
N
NH2 N C N H H
H OH
5' P
P
P
P
P
P
P
P
P
OH 3'
HO P O O 5' CH2 H H 3' O
O
5' pApCpTpGpCpTpApApC-OH 3'
3'-端
OH
5' ACTGCTAAC 3'
3. DNA的二级结构
Francis Crick (1916- ) Crick trained and worked as a physicist, but switched to biology after the Second World War. After codiscovering the structure of DNA, he went on to crack the genetic code that translates DNA into protein. He now studies consciousness at California's Salk Institute.
05-核酸化学(1-4)汇总.
3.稀有碱基
核酸中的部分稀有碱基 DNA 嘌 7-甲基鸟嘌呤 呤 N6-甲基腺嘌呤 RNA N6-甲基腺嘌呤 N 6,N 6-二甲基腺嘌呤 7-甲基鸟嘌呤 嘧 5-甲基胞嘧啶 假尿嘧啶 啶 5-羟甲基胞嘧啶 二氢尿嘧啶
3.稀有碱基
4.碱基的性质
酮式－烯醇式互变异构； 氨基－亚氨基互变异构； 具有吸收紫外光的性质，最大吸收波长在 260 nm左右； 碱基的紫外吸收光谱随pH的改变而改变； 化学性质比较稳定； 嘌呤碱基还可以被银盐沉淀 ；
2．核酸的研究史
17世纪末：“预成论” 1865年:孟德尔 第一次提出了“遗传因子”。
2．核酸的研究史
1868年，从外科
绷带上的脓细胞 的细胞核中分离 得到一种含磷较 高的酸性物质， 称之为核素 （nuclein）。
核素实质是一
种核糖核蛋白。
瑞士科学家 F.Miescher
2．核酸的研究史
1889年，Altmann首先制备了不含蛋白的核酸制品，
并引入“核酸”这一名词。
20世纪20年代测定了核酸的化学组成，并将核酸分
为DNA和RNA。
1943年，E
.Chargaff的工作：嘌呤：嘧啶=1：1， 由此推理出碱基配对的理论。
1944年，Avery的肺炎双球菌转化实验，证明遗传物Biblioteka 质即为DNA。核苷酸
一、DNA的一级结构
DNA字母简写:
5` … A P G P C P T P G P C P… 3` 或 5` … A G C T G C … 3`
二、 DNA的二级结构
公认的为 1953 年
watson 和 crick 提 出 的 DNA 双 螺 旋 结构模型。
二、 DNA的二级结构 1．实验证据 2．B-DNA双螺旋结构模型的要点 3．双螺旋结构的稳定性 4．DNA双螺旋的不同类型 5．三螺旋DNA和四螺旋DNA
核酸化学
2.DNA双螺旋特征
（1）主链：两条平行的多核 苷酸链，以相反的方向，（即 一条由3΄向5΄，另一条由5΄向 3΄），围绕着同一个（想象的） 中心轴，以右手旋转方式构成 一个双螺旋形状。疏水的碱基 位于螺旋的内侧，亲水的磷酸 基和脱氧核糖以磷酸二酯键相 连成的骨架位于外侧。糖环平 面与中心轴平行，碱基平面与 中心轴相垂直。
• DNA三股螺旋结构常出现在 DNA复制、转录、重组的起始位 点或调节位点，如启动子区。 第三股链的存在可能使一些调控 蛋白或RNA聚合酶等难以与该区 段结合，从而阻遏有关遗传信息 的表达。
（3）四股螺旋DNA
•形成条件－－串联重复的鸟苷酸 •基本结构单元－－鸟嘌呤四联体 •碱基之间靠 Hoogsteen 键连接 •已有实验结果表明－－真核细胞端 粒中存在四链结构
第4章 核酸化学
生物大分子
生物大分子是指生命体 内一些组织结构复杂的高分 子，它们是生命活动的主要 物质基础，因而被称为生命 物质。主要类型有蛋白质、 核酸、多糖、脂类。 生物大分子大多数是由 简单的组成结构聚合而成的， 蛋白质的组成单位是氨基酸， 核酸的组成单位是核苷 酸……
第1节 核酸的种类、分布与化学组成
DNA超螺旋的形成
DNA正常的双螺旋结构 处于能量最低状态，双 螺旋中没有张力而处于 松弛状态。如果这种正 常双螺旋额外增加或减 少螺旋圈数，就会使双 螺旋内的原子偏离正常 的位置而产生张力，这 样正常的双螺旋就发生 扭曲而形成超螺旋。超 螺旋总是向着抵消初级 螺旋改变的方向发展。
大多数原核生物 ： 1）共价封闭的环状 双螺旋分子 2）超螺旋结构：双 螺旋基础上的螺旋化
Erwin Chargaff （1905－1995）
（二）DNA的一级结构 由4种脱氧核苷酸 dAMP 、 dGMP 、 dCMP 、 dTMP 按 照 一定的排列顺序通 过磷酸二酯键连接 而成的没有分支的 多核苷酸链。
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
核酸化学式
核酸化学式核酸是生命体中的重要分子之一，它们负责存储和传递遗传信息，控制生命的许多过程。
核酸的化学式是什么？本文将介绍核酸的基本结构和化学式。
核酸的基本结构核酸是由核苷酸组成的长链分子。
核苷酸由三个部分组成：一个五碳糖（核糖或脱氧核糖）、一个含氮碱基和一个磷酸基团。
核糖和脱氧核糖的区别在于核糖分子上有一个氧原子，而脱氧核糖分子上没有这个氧原子。
核糖和脱氧核糖分子上的碳原子编号为1-5。
碱基连接到核糖或脱氧核糖分子的1号碳上，磷酸基团连接到3号碳上。
核苷酸的化学式可以表示为：Base-Nucleoside-Phosphate。
核酸的两种类型核酸分为两种类型：DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）。
它们之间的区别在于核糖和脱氧核糖的差异，以及RNA分子中的碱基尿嘧啶（U）替代了DNA分子中的胸腺嘧啶（T）。
DNA分子由两条互补的链组成，这些链通过碱基间的氢键相互连接。
DNA的化学式可以表示为：（Base1-Nucleoside1-Phosphate）-（Base2-Nucleoside2-Phosphate）。
RNA分子是单链的，它们可以通过碱基间的氢键形成二级结构。
RNA的化学式可以表示为：Base-Nucleoside-Phosphate。
核酸的化学式DNA和RNA的化学式可以表示为：DNA：（Base1-Nucleoside1-Phosphate）-（Base2-Nucleoside2-Phosphate）RNA：Base-Nucleoside-Phosphate其中，Base表示碱基，Nucleoside表示核苷，Phosphate表示磷酸基团。
DNA和RNA的碱基DNA和RNA分别由四种碱基组成：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T，仅存在于DNA中）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
RNA分子中的胸腺嘧啶被尿嘧啶（U）替代。
碱基的化学式如下：腺嘌呤（A）：C5H5N5胸腺嘧啶（T）：C5H6N2O2鸟嘌呤（G）：C5H5N5O胞嘧啶（C）：C4H4N2O2尿嘧啶（U）：C4H4N2O2碱基的命名规则是以它们的化学结构命名的。
核酸化学(习题附答案)
一、名词解释1 解链温度（Tm值）答案: 又称DNA的熔解温度，引起DNA发生“熔解”的温度变化范围只不过几度，这个温度变化范围的中点称为熔解温度（Tm）或解链温度。
2 增色效应答案: 当双链DNA解链（变性）为单链DNA时，碱基更加外露，紫外吸收增加的现象。
3 减色效应答案: 当单链DNA又重新配对，形成双链DNA时，由于碱基之间电子的相互作用，紫外吸收又明显降低的现象。
4 DNA变性答案: 一定条件下，双链DNA解链为单链DNA的现象。
5 DNA复性答案: 除去变性因素后，互补的单链DNA重新结合为双链DNA的现象。
6 分子杂交答案: 变性后的单链DNA与具有一定同一性序列的DNA链或RNA分子结合形成双链的DNA-DNA或DNA-RNA杂交分子的过程。
二、填空题1 第二信使的英文是。
答案: Second2 核苷酸的组成成分有、和。
答案: 磷酸，碱基，戊糖3 核苷由和组成，通过键连接而成。
答案: 碱基，戊糖，N-C糖苷键4 单核苷酸由和组成，单核苷酸是的酯。
答案: 核苷，磷酸，核苷，磷酸5 组成核酸的基本单位是。
答案: 核苷酸6 组成核酸的戊糖有和两种，根据所含戊糖的不同可将核酸分为和两大类。
答案: 核糖，脱氧核糖，核糖核酸（RNA），脱氧核糖核酸（DNA）7 DNA主要存在于并与结合而集中在染色体。
答案: 细胞核（基因组），蛋白质8 RNA主要存在于，根据其功能又可分为、和三种。
答案: 细胞质，r RNA，m RNA，t RNA9 DNA的二级结构是结构。
答案: 双螺旋10 核酸分子中单核苷酸之间靠键相连接，而互补的碱基之间靠键相配对。
答案: 磷酸二酯键，氢键11 在DNA中碱基互补的规律是和。
答案: A=T，G≡C12 在RNA局部双螺旋中碱基互补的规律是和。
答案: A=U，G≡C13 在ATP中有个高能磷酸键。
答案: 214 t RNA的二级结构为形，其柄部称为臂，顶部的环称为，环的中间含有。
生物化学第三章核酸
第三节 RNA的结构与功能
Structure and Function of RNA
• DNA和RNA的区别
不同点 戊糖 碱基 二级结构 碱基互补配对 种类 RNA 核糖 G C A U 单链 忠实性较低 多 （mRNA，rRNA， tRNA 等） DNA 脱氧核糖 G C A T 双链 忠实性高 少
碱基互补配对: 腺嘌呤/胸腺嘧啶(A-T)
4.双螺旋表面存在大沟和小沟
小沟
大沟
（二） DNA二级结构的多样性
• 三种DNA构型的比较
螺距 旋向 (nm) 每圈碱 基数 螺旋直径 （nm） 骨架 走行
存在条件
A型 右手 B型 右手
2.3 3.54
11 10.5
2.5 2.4
平滑 平滑
体外脱水 生理条件
（二）碱基
碱基(base)是含氮的杂环化合物。
腺嘌呤
嘌呤 碱基 嘧啶 鸟嘌呤 存在于DNA和RNA中
胞嘧啶
尿嘧啶 胸腺嘧啶 仅存在于RNA中 仅存在于DNA中
NH2
嘌呤(purine，Pu)
N 7 8 9 NH
N
N
NH
5 4
6 3 N
1N 2
腺嘌呤(adenine, A)
O N
N
NH
NH
鸟嘌呤(guanine, G)
(二) 原核生物DNA的环状超螺旋结构
原核生物DNA多为环状，以负超螺旋的形 式存在，平均每200碱基就有一个超螺旋形成。
DNA超螺旋结构的电镜图象
(三) DNA在真核生物细胞核内的组装
真核生物染色体由DNA和蛋白质构成
基本单位是核小体
DNA染色质呈现出的串珠样结构。 染色质的基本单位是核小体(nucleosome)。
核酸化学ppt课件
取代基
取代位置 核苷
m22 N
取代基的数目
取代基用下列小写英文字母表示 :
甲基m 甲硫基ms 异戊烯基i
乙酰基ac 羟基o或h
羧基c
氨基n 硫基s
注意：
含修饰核糖的核苷即2’-O-甲基核苷的表示方法，在 核苷符号的右下方注上一个小写m。
例: 2’-O-甲基腺苷 Am
（二）核苷酸（nucleotide, Nt）
第二节 核酸的组成
一 碱基（base）：又称含氮碱
（1）嘧啶碱（pyrimidine, Py）
（2）嘌呤碱（purine, Pu）
其它嘌呤（核酸的代谢产物）： 黄嘌呤、次黄嘌呤、尿酸等
（3）修饰碱基（modified base）： 也称稀有碱基（minor base）
二、核苷、核苷酸
（一）核苷（nucleoside）
3．螺距为3.4 nm，含10个碱基 对（bp），相邻碱基对平面间 的距离为0.34 nm。螺旋直径为 2 nm。 氢键维持双螺旋的横向稳定。
碱基对平面几乎垂直螺旋轴，
碱基对平面间的疏水堆积力维 持螺旋的纵向稳定。
4．碱基在一条链 上的排列顺序不 受限制。遗传信 息由碱基序所携 带。 5．DNA构象有 多态性。
反向的两条多核苷酸链，右手螺旋。
与B-DNA不同点 :
（1）螺体宽而短，直径2.55nm；11个核苷酸一圈，螺距2.46nm。
（2）碱基的倾角大一些：倾角19º。
A-DNA：RNA分子中的双螺旋区；DNA-RNA杂交分子。 A-DNA和B-DNA之间可以相互转换，推测在转录时，DNA
分子发生B→A的转变。
1．DNA分子中核苷酸的连接方式
RNA
简写方法：线条式、文字式
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一、名词解释：
1.anticodon
2.DNA primary structure
3.annealing
4.hyperchromic effect
5.Tm
6.DNA denaturation
选择题
1.几乎只存在于RNA中的碱基是
A.腺嘌呤
B.鸟嘌呤
C.胸腺嘧啶
D.尿嘧啶
E.胞嘧啶
2.RNA和DNA彻底水解后的产物
A.核糖相同，部分碱基不同
B.碱基相同，核糖不同
C.碱基不同，核糖不同
D.碱基不同，核糖相同
E.部分碱基不同，核糖不同
3.从小鼠的一种有荚膜的致病性肺炎球菌中提取出的DNA，可使另一种无荚膜、不具有致病性的肺炎球菌转变为荚膜并具致病性的肺炎球菌，而蛋白质、RNA无此作用，由此可以证明
A.DNA与蛋白质均是遗传物质
B.DNA是遗传信息的体现者，蛋白质是遗传物质
C.DNA是遗传物质，蛋白质是遗传信息的体现者
D.RNA是遗传物质，DNA和蛋白质是遗传信息的体现者
E.DNA和蛋白质是遗传物质，RNA是遗传信息的体现者
4.原核细胞和真核细胞均有的rRNA是
A.18SrRNA
B.5SrRNA
C.5.8SrRNA
D.16SrRNA
E.23SrRNA
5.用高聚脱氧胸苷酸纤维素（oligo-dT纤维素）分离纯化mRNA的层析方法称
A.离子交换层析
B.排阻层析
C.亲和层析
D.反相层析
E.高效液相层析
6.下列几种DNA分子的碱基组成比例各不相同，那一种DNA的解链温度（Tm）最低
A.DNA中A+T含量占15%
B.DNA中G+C含量占25%
C.DNA中G+C含量占40%
D.DNA中A+T含量占60%
E.DNA中G+C含量占70%
7.下列关于DNA双螺旋结构模型的叙述中，不正确的是
A.双股脱氧核苷酸呈反向平行
B.双股链间存在碱基配对关系
C.螺旋每周包含10对链基
D.螺旋的螺距3.4nm
E.DNA形成的均是左手螺旋结构
8.下列关于DNA双螺旋结构模型的叙述中，除了哪一项外其余都是正确的
A．两股核苷酸链呈反向平行 B.两股链间有严格的碱基配对关系
C.为右手螺旋，每个螺旋含10对碱基
D.极性磷酸二酯键位于双螺旋内侧
E.螺旋直径为2nm
9.通常不存在RNA中，也不存在DNA中的碱基是
A.腺嘌呤
B.黄嘌呤
C.鸟嘌呤
D.胸腺嘧啶
E.尿嘧啶
10.下列关于DNA双螺旋结构模型的叙述正确的是
A.由两条完全相同的多核苷酸链绕同一中心轴盘旋成双螺旋
B.一条链是左手螺旋，另一条链是右手螺旋
C.A+G与C+T的比值为1
D.A+T与G+C的比值为1
E.两条链的碱基间以共价链相连
11.下列关于B-DNA双螺旋结构模型的叙述中哪一项是错误的
A.两股链方向相反
B.两链通过碱基之间的氢键相连
C.为右手螺旋，每个螺旋为10个碱基对
D.碱基位于螺旋外侧
E.螺旋直径为2nm
12.双链DNA的Tm高是由下列哪组碱基含量高引起的
A.腺嘌呤(A)+鸟嘌呤(G)
B.胞嘧啶（C）+胸腺嘧啶（T）
C.腺嘌呤+胸腺嘧啶
D.胞嘧啶+鸟嘌呤
E.腺嘌呤+胞嘧啶
13细菌核糖体RNA中的大亚基由以下物质组成
A.5S rRNA、 18S rRNA、 5.8S rRNA和49种蛋白质
B.5S rRNA、 28S rRNA 、5.8S rRNA和49种蛋白质
C.5S rRNA 、23S rRNA和21种蛋白质
D.5S rRNA、 23S rRNA和31种蛋白质
E.5S rRNA 、16S rRNA和31种蛋白质
14.DNA受热变性时
A.在260nm处的吸光度下降
B.多核苷酸链断裂成寡核苷酸链
C.碱基对可形成氢键
D.加入互补RNA链，再冷却，可形成DNA/RNA杂交分子
E.溶液黏度增加
15.几乎只存在于DNA的碱基是
A.腺嘌呤
B.鸟嘌呤
C.胸腺嘧啶
D.胞嘧啶
E.尿嘧啶
16.核酶（ribozyme）的底物是
A．DNA B.RNA C.核糖体 D.细胞核膜 E核蛋白
17.在核酸中，核苷酸之间的连接方式是
A.2ˊ,3ˊ-磷酸二酯键
B.3ˊ,5ˊ-磷酸二酯键
C.2ˊ,5ˊ-磷酸二酯键
D.糖苷键
E.氢键
18.DNA的变性是指
A.DNA双螺旋结构的破坏
B.3ˊ，5ˊ-磷酸二酯键断裂
C.DNA双股链解离
D.DNA空间结构的破坏
E.DNA一级结构的破坏
19.典型的α-螺旋中每圈含氨基酸残基数为
A.4.6个
B.3.6个
C.2.6个
D.5.6个
E.10个
【B型题】
A．rRNA B.MRNA c.tRNA D.hnRNA E.snRNA
1. 含稀有碱基最多的RNA是
2.即含内含子又含外显子的RNA是
【X型题】
1.使变性DNA复性的条件是
A.温度要逐渐冷下来
B.DNA不均一时易复性
C.DNA浓度高时易复性
D.DNA溶液中盐浓度高时不易复性
2.下列关于tRNA三叶草结构的叙述，正确的是
A.5ˊ端第一个环是DHU环
B.有一个密码子环
C.有一个TΨ环
D.3ˊ端具有相同的CCA-OH结构
3.下列哪些辅酶含腺嘌呤
A.NAD+
B.FAD
C.辅酶A
D.FMN
4.一个tRNA上的反密码子为IAC,其可识别的密码子是
A.GUA
B.GUC
C.GUG
D.GUU
三、问答题
1.简述DNA双螺旋结构模式的要点。
2.叙述tRNA一、二级结构要点及其与当前已知的分子结构与功能的关系。
3.牛胰核糖核酸酶能否水解pGpGpApGpApA序列，若能在何处水解，产物为何物？若不能说明原因。
4.何谓核酶？其结构特点和应用前景是什么？
5.从以下几方面对蛋白质及DNA进行比较：①分子组成；②一、二级结构；③主要生理功能。