《生物化学》核酸的结构与功能
生物化学核酸的结构与功能
生物化学核酸的结构与功能核酸是由多个核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键相连的多聚物，分为rna和dna。
核酸的一级结构是指构成核酸的多聚核苷酸链上的所有核苷酸或硷基的排列顺序。
每一条线形多聚核苷酸链都具有极性，有5’-端和3’-端。
书写核酸一级结构的惯例是，从左到右先写5’- 端，再写3’- 端。
核酸一级结构的意义是储存生物体的遗传资讯。
dna的二级结构主要是各种形式的螺旋，特别是b型双螺旋，此外还有a型双螺旋、z型双螺旋、三链螺旋和四链螺旋等。
其中最主要的形式为watson和crick于1953年提出的b型双螺旋，其核心内容是：dna由两条呈反平行的多聚核苷酸链组成，它们相互缠绕形成右手双螺旋；两条链通过at硷基和gc硷基对互补结合在一起；硷基对位于双螺旋的内部，并垂直于暴露在外的脱氧核糖磷酸骨架。
硷基对之间的疏水键和範德华力对双螺旋的稳定起一定的作用；双螺旋的表面含有大沟和小沟；相邻硷基对距离为，相差约36°。
螺旋直径为2nm，每一转完整的螺旋含有10个bp，其高度为3.4nm。
一定的条件下，双链dna可以从b型转变成其他螺旋构象，但在正常的细胞环境中能够存在的只有a、b、z。
引起dna双链构象改变因素有硷基组成和序列、盐的种类、盐浓度和相对溼度。
低溼度下，dna可形成a 型双螺旋。
dna与rna形成的杂交双链为a型双螺旋；嘌呤嘧啶相间排列的dna在高的盐浓度下可形成左旋的z-dna。
而体内m5c 上的甲基化被认为有利于b型向z 型的转变。
体内z-dna的形成可能与基因表达调控有关。
dna双螺旋结构的证据有x射线衍射资料、chargaff 规则和硷基的互变异构性质。
双螺旋稳定的因素有氢键、硷基堆积力和阳离子或带正电荷的化合物对磷酸基团的中和，其中起决定性作用的是硷基的堆积力。
三链螺旋结构即h-dna，它是dna的非标準二级结构，其形成需要至少dna 的一条链全部由嘌呤核苷酸组成。
在细胞内，h-dna经常出现在dna複製、转录和重组的起始位点或调节位点。
Chapter 2 核酸的结构与功能教学教材
核酸的结构与功能
Structures and Functions of Nucleic Acids
内容
2.1 核酸的种类与分布 2.2 核苷酸 2.3 DNA的分子结构 2.4 核酸与蛋白质的复合体 2.5 RNA的分子结构 2.6 核酸的理化性质
2
2.1 核酸（Nucleic acid） 的种类与分布
48
（四）DNA双螺旋结构的多样性
49
双螺旋DNA的类型及相关参数
类型 螺旋方向
存在条件
螺距 碱基数/螺旋 碱基倾角
A-DNA 右手
相对湿度75% 2.53 nm
11
19°
B-DNA 右手
相对湿度92% 3.54 nm
10.4
1°
Z-DNA 左手 嘌呤－嘧啶二核 4.56 nm
12
苷酸为重复单位
N=A/U/G/C
同样，dNDP、dNTP， N=A/T/G/C
腺嘌呤 腺苷
16
核苷多磷酸的生物学功能:
§NTP和dNTP分别是RNA和DNA的直接前体。 §ATP分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。水
解时, ATP可以释放出大量自由能，推动生物体内 各种需能的生化反应。 §UDP、ADP、GDP在多糖合成中，可作为携带葡 萄糖基的载体；CDP在磷脂合成中可作为携带胆 碱的载体。 §GTP、CTP、UTP在某些生化反应中也具有传递能 量的作用。
11
稀 有 碱 基
大多甲基化碱基，tRNA含量丰富 (高达10％) 12
2.2.3 戊糖
β-D-核糖
β-D-脱氧核糖
13
2.2.4 核苷
碱基和核糖（或脱氧核糖）通过C-N 糖苷 键连接形成核苷（或脱氧核苷）。
大学药学-生物化学-核酸的结构与功能-试题与答案(附详解)
生物化学第二节核酸的结构与功能一、A11、关于DNA的二级结构(双螺旋结构)描述正确的是A、碱基A和U配对B、碱基G和T配对C、两条同向的多核苷酸D、两条反向的多核苷酸E、碱基之间以共价键连接2、DNA双螺旋结构模型的描述，不正确的是A、腺嘌呤的摩尔数等于胸腺嘧啶的摩尔数B、同种生物体不同组织中的DNA碱基组成极为相似C、DNA双螺旋中碱基对位于外侧D、两股多核苷酸链通过A与T或C与G之间的氢键连接E、维持双螺旋稳定的主要因素是氢键和碱基堆积力3、核酸分子中储存、传递遗传信息的关键部分是A、戊糖构象B、碱基的旋转角C、碱基序列D、戊糖磷酸骨架E、磷酸二酯键4、DNA的主要功能是A、翻译的模板B、反转录的模板C、翻译和反转录的模板D、复制和基因转录的模板E、突变与进化5、对于tRNA 的叙述下列哪项是错误的A、tRNA 通常由70-80 个核苷酸组成B、细胞内有多种tRNAC、参与蛋白质的生物合成D、分子量一般比mRNA 小E、可作为各种氨基酸的转运载体6、下列关于RNA 的论述哪项是错误的A、主要有mRNA,tRNA ,rRNA 等种类B、原核生物共有5S、16S、23S三种rRNAC、tRNA 是最小的一种RNAD、tRNA主要的作用是在细胞核内转录DNA基因序列信息E、组成核糖体的RNA 是rRNA7、下列关于tRNA的叙述错误的是A、分子量最小B、是各种氨基酸的转运载体在蛋白质合成中转运氨基酸原料C、tRNA的二级结构为三叶草形D、tRNA的三级结构为倒“L”型的结构E、5’-末端具有特殊的帽子结构8、DNA中核苷酸之间的连接方式是A、氢键B、2’，3’-磷酸二酯键C、3’，5’-磷酸二酯键D、2’，5’-磷酸二酯键E、疏水键9、下列哪种碱基只见于RNA而不见于DNAA、AB、TC、GD、CE、U10、RNA和DNA彻底水解后的产物是A、戊糖相同，部分碱基不同B、碱基相同，戊糖不同C、碱基不同，戊糖不同D、碱基相同，戊糖相同E、碱基相同，部分戊糖不同11、组成核酸的基本单位是A、含氮碱基B、核苷酸C、多核苷酸D、核糖核苷E、脱氧核糖核苷12、核苷酸之间的连接方式是A、氢键B、酯键C、离子键D、糖苷键E、3’，5’-磷酸二酯键13、DNA的解链温度指的是A、A260nm达到最大值时的温度B、A260nm达到最大值的50%时的温度C、DNA开始解链时所需要的温度D、DNA完全解链时所需要的温度E、A280nm达到最大值的50%时的温度二、B1、A.α-螺旋B.β-折叠C.PolyA尾D.m7GpppNmE.双螺旋结构<1> 、DNA的二级结构特征A B C D E<2> 、真核生物mRNA3’-端特征A B C D E2、A.DNAB.mRNAC.rRNAD.tRNAE.hnRNA<1> 、储存遗传信息的关键核酸分子是A B C D E<2> 、蛋白质合成的直接模板是A B C D E答案部分一、A11、【正确答案】D【答案解析】DNA是一反向平行的双链结构，两条链的碱基之间以氢键相连接。
核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid-生物化学
人DNA 2.9 109bp 9.9 108nm
方向
RNA易降解
核酸链示意图（线条式）
核酸的文字表述方式
5’pApCpTpTpGpApApCpG3’ DNA 5’pApCpUpUpGpApApCpC3’ RNA
简化为：
5’pACTTGAACG3’ DNA
5’pACUUGAACG3’RNA
一级结构的基本特征
由四种脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连成不分枝的多
碱基不参于主链而是
向外伸出形成侧链， 主链单调重复，侧链千变万化。
一级结构中重要的是核苷酸的组成（数量）和排列顺序
（碱基序列）。不同的DNA有不同的碱基组成和排列 顺序，这是构成DNA作为遗传物质的关键因素。
核酸的结构和功能
Structure and function of nucleic acid
1. 2. 3.
核酸的化学组成 核酸的分子结构 核酸的理化性质及应用
1 核酸的种类分布和化学组成
1.1 核酸的发现及其生物学功能 1.2 核酸的种类和分布
1.3 核酸的化学组成
1.1 核酸的发现及其生物学功能
结论：
在加热杀死的ⅢS型肺炎双球菌中有较耐高温的转化物质能够
进入ⅡR型
IIR型转变为ⅢS型
无毒转变为有毒。
1.1.2
A.D.Hershey
M.Chase （1952年）
1952年A.D.Hershey和
M.Chase用35S和32P分别标
记T2噬菌体的蛋白质和核酸，
感染大肠杆菌的实验进一步
证明了DNA是遗传物质
(A+T) /(G+C)
1.01 1.21 1.21 1.43 1.079
生物化学中的核酸结构与功能
生物化学中的核酸结构与功能生物化学是研究生物分子结构与生命活动相关的化学知识。
而核酸作为生物分子中的一个关键组分，其结构与功能自然也是生物化学领域的热点之一。
本文将探讨核酸结构与功能这一重要话题。
1.核酸的基本结构核酸是由核苷酸构成的生物分子，核苷酸由碱基、糖和磷酸三部分组成。
DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）是两种常见的核酸类型。
DNA是存储细胞遗传信息的主要分子，RNA则参与了细胞信息的传递和蛋白质合成过程。
DNA分子中的糖是脱氧核糖，在其上连接着碱基（A、C、G、T），磷酸基则连接在糖的横向羟基上。
因此，聚合成的核酸分子具有一个单一的方向（5’端到3’端）。
RNA分子的糖是核糖，在其上连接着A、C、G、U 四种碱基。
2.核酸组装与空间结构在细胞内，DNA分子往往呈现出复杂的空间结构，包括环状、线性等形式。
其中的空间结构对于DNA在遗传过程中的功能发挥起到了至关重要的作用。
RNA分子则不具备对应的二级结构、三级结构，更多的是通过与蛋白质相互作用形成复合物来发挥催化和调控物质运转的能力。
3.核酸的生物功能从功能角度来讲，核酸是生物体重要的储存和传递遗传信息的生物分子。
这种传递是通过DNA基因编码蛋白质，进而实现生命活动中各种生命过程的顺畅进行。
RNA则参与了直接的蛋白质合成过程，由于核酸含有碱基、糖和磷酸等多种有机分子，因此也有着其他许多重要的生物功能，如RNA的酶活性，可以为其他分子转化化学键，将RNA分子作为分子的催化反应剂，促进细胞内的化学反应。
4.核酸构建与生命细胞如此微小而又复杂，核酸的构成和运作在其中起着至关重要的作用。
作为生物分子的一个重要组成部分，核酸的构建和正常的细胞分裂及特定功能发挥密切相关。
细胞内分子之间相互依存，调控本身，核酸与其他生物分子的相互作用与协调作用，让细胞更加完善，在生命表现方面不断实现优化。
总之，核酸结构与功能是生物化学领域的重点话题之一，涉及信息传递、蛋白质合成等许多关键过程。
生物化学《生物化学》
第二章核酸的结构和功能一．名词解释变性和复性分子杂交增色效应和减色效应Tm cAMP Chargaff定律二．填空题1、tRNA的二级结构呈（）型。
2、DNA变性后，紫外吸收（）。
3、核苷由（）和（）组成。
4、维持DNA双螺旋稳定的作用力是（）。
5、碱基当量定律： A =（）、G =（）。
6、 DNA的一级结构是指DNA中各种脱氧核苷酸之间的（）和（）。
三．判断题1、核酸变性后其分子量也发生改变。
（）2、RNA主要分布于细胞核中。
（）3、稀有核苷酸主要存在于tRNA中。
（）4、DNA的三级结构呈倒 L 型。
（）5、原核生物的mRNA是单顺反子。
（）6、分子杂交只发生于不同分子的DNA之间。
（）7．B-DNA是反平行双链右手螺旋。
（）8、DNA链一级结构的读向是3′→ 5′（）四．1、有一DNA片段是pCTGGAC，另有两条片段互补，①条对还是②条对（）①pGACCTC ②pGTCCAG（因为DNA片段是5ˊ→3ˊ，互补就应该是从3ˊ→5ˊ，所以②对。
）2、如果Tm高，那么A+T的量是高还是低，Tm高说明G+C含量高，G+C三个H键熔解温度比A=T二个氢键的高。
3、DNA一个螺旋有几个碱基对？10个，若某DNA的分子量是3×107，每一对碱基的分子量是670，问这DNA的长度是多少？要计算长度先必须算碱基对一个碱基对上升高度是34A所以，3.4×44776=15.22×10-4cm,那么这一段有多少个螺旋?等于4478个螺旋.五．问答题1、某DNA样品含腺嘌呤15.1%（按摩尔碱基计），计算其余碱基的百分含量。
2、DNA双螺旋结构是什么时候，由谁提出来的？试述其结构模型。
3、tRNA的结构有何特点？有何功能？4、DNA和RNA的结构有何异同？5、嘧啶、核苷、核苷酸和核酸在分子结构上的关系6、 E.chargaff定则的内容是什么？第三章蛋白质化学一．名词解释等电点（pI）肽键和肽链肽平面及二面角一级结构二级结构三级结构四级结构超二级结构结构域蛋白质变性与复性分子病肽二．问答题和计算题1、为什麽说蛋白质是生命活动最重要的物质基础？2、试举例说明蛋白质结构与功能的关系（包括一级结构、高级结构与功能的关系）。
生物化学周爱儒第六版第二章核酸的结构与功能
• 变性核酸：OD260增高，粘度下降，浮力密度升高，失去其部分或全部 的 生物活性。
• 增色效应——核酸变性后，其在260 nm处的紫外吸收值将增加。 DNA约增加25－40%；RNA约增加1.1%。
• 核酸变性的因素：温度升高、酸碱度改变、甲醛和尿素等的存在均可引 起核酸的变性。
加温 （变性）
加温
缓慢 降温 （复性）
缓慢 降温
（分子杂交）
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
** DNA和RNA对遗传信息的携带和 传递，是依靠碱基排列顺序变化而 实现的。
第二节 DNA的空间结构与功能
Dimensional Structure and Function of DNA
一.DNA的二级结构
• 1953年，Watson和Crick根据DNA结晶的X-衍射 图谱和分子模型，提出了著名的DNA双螺旋结构模 型。
三. 核酸的水解
（1）酸或碱水解 DNA和RNA对酸或碱的耐受程度有很大差别。 如：在0.1 mol/L NaOH溶液中，RNA几乎可以完全
水解，DNA在同样条件下则不受影响。（这种水解性能上的差
别，与RNA核糖基上2′-OH的邻基参与作用有关。在RNA水解时，2′OH首先进攻磷酸基，在断开磷酯键的同时形成环状磷酸二酯，再在碱 的作用形成水解产物。）
• DNA复性后，一系列性质将得到恢复，但是生物活性 一般只能得到部分的恢复。
• DNA复性的程度、速率与复性过程的条件有关。 将热变性的DNA骤然冷却至低温时，DNA不可能复
核酸的结构和功能《生物化学》复习提要
核酸的结构和功能核酸（nucleic acid）是重要的生物大分子，它的构件分子是核苷酸（nucleotide），天然存在的核酸可分为脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）和核糖核酸（ribonucleic acid，RNA）两类。
DNA贮存细胞所有的遗传信息，是物种保持进化和世代繁衍的物质基础。
RNA 中参与蛋白质合成的有三类：转移RNA（transfer RNA，tRNA），核糖体RNA（ribosomal RNA，rRNA）和信使RNA（messenger RNA，mRNA）。
20世纪末，发现许多新的具有特殊功能的RNA，几乎涉及细胞功能的各个方面。
第一节核苷酸核苷酸可分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两类，核糖核苷酸是RNA的构件分子，而脱氧核糖核苷酸是DNA构件分子。
细胞内还有各种游离的核苷酸和核苷酸衍生物，它们具有重要的生理功能。
核苷酸由核苷（nucleoside）和磷酸组成。
而核苷则由碱基（base）和戊糖构成。
一、碱基构成核苷酸中的碱基是含氮杂环化合物，有嘧啶（pyrimidine）和嘌呤（purine）两类。
核酸中嘌呤碱主要是腺嘌呤和鸟嘌呤，嘧啶碱主要是胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶。
DNA 和RNA中均含有腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶，而尿嘧啶主要存在于RNA中，胸腺嘧啶主要存在于DNA中。
在某些tRNA分子中也有胸腺嘧啶，少数几种噬菌体的DNA含尿嘧啶而不是胸腺嘧啶。
这五种碱基受介质pH的影响出现酮式、烯醇式互变异构体。
在DNA和RNA中，尤其是tRNA中还有一些含量甚少的碱基，称为稀有碱基（rare bases）稀有碱基种类很多，大多数是甲基化碱基。
tRNA中含稀有碱基高达10%。
二、戊糖核酸中有两种戊糖DNA中为D-2-脱氧核糖（D-2-deoxyribose），RNA中则为D-核糖（D-ribose）（图3-5）。
在核苷酸中，为了与碱基中的碳原子编号相区别核糖或脱氧核糖中碳原子标以C-1’，C-2’等。
核酸的生物化学结构和功能解析
核酸的生物化学结构和功能解析核酸是构成生物体的重要分子之一，它在细胞内担负着存储和传递遗传信息的重要功能。
本文将深入探讨核酸的生物化学结构和功能，揭示核酸在生命活动中的重要作用。
一、核酸生物化学结构核酸是由核苷酸组成的大分子化合物。
核苷酸是由碱基、糖和磷酸基团组合而成。
碱基分为嘌呤和嘧啶两类，嘌呤包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），嘧啶则包括胸腺嘧啶（T）、尿嘧啶（U）和胞嘧啶（C）。
糖分为核糖（在RNA中）和脱氧核糖（在DNA中）。
磷酸基团连接在糖的3'位和5'位，形成磷酸二酯键，从而将核苷酸链接成链状结构。
核酸的主要类型包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
DNA是双链结构，由两条互补的核苷酸链缠绕而成，通过碱基配对形成稳定的螺旋结构。
RNA则是单链结构，可以形成类似DNA的二级结构，也可以形成各种不同的三维结构。
二、核酸的功能1. 存储遗传信息DNA是细胞中的遗传物质，它编码了细胞中合成蛋白质所需的遗传信息。
每个生物体细胞核内都包含一段完整的DNA，称为基因组。
基因组中的基因决定了生物的遗传特征，包括形态、功能和行为等。
2. 转录和翻译DNA通过转录过程生成RNA，而RNA通过翻译过程转化为蛋白质。
这一过程被称为中心法则。
在细胞内，DNA通过转录酶酶解，使其中的一条链作为模板，合成相应的RNA分子。
这一过程可以是一次性的（即合成的RNA直接用于蛋白质合成）或经过修饰后再转化为蛋白质。
通过这种机制，细胞可以根据需要合成特定的蛋白质，发挥不同的功能。
3. 调控基因表达RNA具有多种功能，其中包括调控基因表达。
在基因调控过程中，某些RNA分子可以与DNA的调控区结合，阻止或促进基因的转录。
这种调控方式可以调整细胞内基因的表达水平，对细胞功能的稳定和适应具有重要影响。
4. 催化反应核酸具有催化某些生物化学反应的能力。
在细胞中，一类特殊的RNA分子称为酶RNA（ribozyme），它能够催化化学反应，如自身剪切、肽键形成等。
生物化学习题与解析--核酸的结构与功能
核酸的结构与功能.一、选择题（一） A 型题1 ．核酸的基本组成单位是A ．磷酸和核糖B ．核苷和碱基C ．单核苷酸D ．含氮碱基E ．脱氧核苷和碱基2 ． DNA 的一级结构是A ．各核苷酸中核苷与磷酸的连接键性质B ．多核苷酸中脱氧核苷酸的排列顺序C ． DNA 的双螺旋结构D ．核糖与含氮碱基的连接键性质E ． C 、 A 、 U 、 G 4 种核苷酸通过3′ , 5′- 磷酸二酯键连接而成3 ．在核酸中，核苷酸之间的连接键是A ．糖苷键B ．氢键C ．3′ ,5′- 磷酸二酯键D ．1′ , 3′- 磷酸二酯键E ．2′ ,5′- 磷酸二酯键4 ．核酸中稀有碱基含量最多的是A ． rRNAB ． mRNAC ． tRNAD ． hnRNAE ． snmRNA5 ．核酸的最大紫外光吸收值一般在A ． 280nmB ． 260nmC ． 240nmD ． 200nmE ． 220nm6 ．有关核酸酶的叙述正确的是A ．由蛋白质和 RNA 构成B ．具有酶活性的核酸分子C ．由蛋白质和 DNA 构成的D ．专门水解核酸的核酸E ．专门水解核酸的酶7 ． DNA 与 RNA 彻底水解后的产物是A ．戊糖不同，碱基不同B ．戊糖相同，碱基不同C ．戊糖不同，碱基相同D ．戊糖不同，部分碱基不同E ．戊糖相同，碱基相同8 ．关于 DNA 的二级结构，叙述错误的是A ． A 和 T 之间形成三个氢键， G 和 C 之间形成两个氢键B ．碱基位于双螺旋结构内侧C ．碱基对之间存在堆积力D ．两条链的走向相反E ．双螺旋结构表面有大沟和小沟9 ．关于 mRNA 叙述正确的是A ．大多数真核生物的 mRNA 在5′ 末端是多聚腺苷酸结构B ．大多数真核生物的 mRNA 在5′ 末端是 m 7 GpppN-C ．只有原核生物的 mRNA 在3′ 末端有多聚腺苷酸结构D ．原核生物的 mRNA 在5′ 末端是 m 7 GpppN-E ．所有生物的 mRNA 分子中都含有稀有碱基10 ．关于 DNA 热变性的描述正确的是A ． A 260 下降B ．碱基对可形成共价键连接C ．加入互补 RNA 链，再缓慢冷却，可形成DNA ∶ RNA 杂交分子D ．多核苷酸链裂解成寡核苷酸链E ．可见减色效应11 ．核小体核心颗粒的蛋白质是A ．非组蛋白B ． H 2A 、 H2B 、 H3 、 H4 各一分子C ． H 2A 、 H2B 、 H3 、 H4 各二分子D ． H 2A 、 H2B 、 H3 、 H4 各四分子E ． H1 组蛋白与 140-145 碱基对 DNA12 ．如果双链 DNA 的胸腺嘧啶含量为碱基总含量的 20% ，则鸟嘌呤含量应为A ． 10%B ． 20%C ． 30%D ． 40% E.50%13 ． DNA 的核酸组成是A ． ATP 、 CTP 、 GTP 、 TTPB ． ATP 、 CTP 、 GTP 、 UTPC ． dAMP 、 dCMP 、 dGMP 、 dTMPD ． dATP 、 dCTP 、 dGTP 、 dUTPE ． dATP 、 dCTP 、 dGTP 、 dTTP14 ．正确解释核酸具有紫外吸收能力的是A ．嘌呤和嘧啶环中有共轭双键B ．嘌呤和嘧啶连接了核糖C ．嘌呤和嘧啶中含有氮原子D ．嘌呤和嘧啶连接了核糖和磷酸E ．嘌呤和嘧啶连接了磷酸基团15 ．如果 mRNA 中的一个密码为5′CAG3′ ，那么与其相对应的 tRNA 反密码子是A ． GUCB ． CUGC ． GTCD ． CTGE ．以上都不是16 ．自然界 DNA 以螺旋结构存在的主要方式A ． A-DNAB ． B-DNAC ． E-DNAD ． Z-DNA E. ．以上都不是17 ． DNA 的解链温度是A ． A 260 达到最大值时的温度B ． A 260 达到最大值 50% 时的温度C ． A 280 达到最大值 50% 时的温度D ． DNA 开始解链时所需的温度E ． DNA 完全解链时所需的温度18 ． DNA 的二级结构是A ．α- 螺旋B ．β- 折叠C ．β- 转角D ．双螺旋E ．无规卷曲19 ．决定 tRNA 携带氨基酸特异性的关键部位是 :A ． -CCA 3' 末端B ． TψC 环 C ． DHU 环D ．反密码环E ．额外环20 ．以 hnRNA 为前体的 RNA 是？A ． tRNAB ． rRNAC ． mRNAD ． snRNAE ． siRNA（二） B 型题A ．三叶草结构B ．倒 L 形C ．双螺旋结构D ．α- 螺旋E ． hnRNA1 ． tRNA 的三级结构是2 ． DNA 的二级结构是3 ． tRNA 的二级结构是4 ．成熟 mRNA 的前体A ． rRNAB ． mRNAC ． tRNAD ． hnRNAE ． snRNA5 ．参与转运氨基酸6 ．蛋白质合成的模板7 ．核糖体的组成成分8 ．参与 RNA 的剪接、转运A ．范德华力B ．磷酸二酯键C ．静电斥力D ．碱基共轭双键E ．氢键9 ．碱基对之间的堆积力是10 ．核酸分子吸收紫外光的键是11 ．破坏双螺旋稳定力的键是12 ．碱基对之间的键是A ． Tm 值低B ． Tm 值高C ． Tm 值范围广D ． Tm 范围狭窄E ．不影响13 ． DNA 样品均一时14 ． DNA 样品不均一时15 ． DNA 样品中 G-C 含量高时16 ． DNA 样品中 A-T 含量高时（三） X 型题1 ．维持 DNA 二级结构稳定的力是A ．盐键B ．氢键C ．疏水性堆积力D ．二硫键E ．肽键2 ．关于 RNA 与 DNA 的差别叙述正确的是A ．核苷酸中的戊糖成分不是脱氧核糖，而是核糖B ．核苷酸中的戊糖成分不是核糖，而是脱氧核糖C ．以单链为主，而非双螺旋结构D ．嘧啶成分为胞嘧啶和尿嘧啶，而不是胸腺嘧啶E ．嘧啶成为胸腺和尿嘧啶，而不是胞嘧啶3 ． DNA 完全水解后的产物有A ．碱基 ATCGB ．碱基 AUCGC ．磷酸D ．核糖E ．脱氧核糖4 ． . 关于 DNA 双螺旋结构模型的描述正确的有A ．腺嘌呤的分子数等于胸腺嘧啶的分子数B ． DNA 双螺旋中碱基对位于内侧C ．二股多核苷酸链通过 A 与 T 和 G 与 C 之间的氢键连接D ． DNA 双螺旋结构的稳定 , 横向依靠两条链互补碱基间的氢键维系E ． DNA 双螺旋结构的稳定纵向依靠碱基平面的疏水性堆积力维系5 ．直接参与蛋白质生物合成的 RNA 是A ． rRNAB ． mRNAC ． tRNAD ． hnRNAE ． snRNA6 ．真核生物核糖体中含有A ． 5.8S rRNAB ． 28S rRNAC ． 18S rRNAD ． 5S rRNAE ． 16SrRNA7 ． tRNA 的结构为A ．三级结构呈倒 L 形B ．二级结构呈三叶草形C ．含稀有碱基多D ． 3' 末端有 -CCA 结构E ．含有 DHU 环8 ．下列哪些元素可用于生物样品中核酸含量的测定A ．碱基B ．戊糖C ．氧D ．磷E ．氮9 ．关于 DNA 变性的描述，正确的是A ．加热是使 DNA 变性的常用方法B ． DNA 变性后产生增色效应C ． DNA 变性是不可逆的过程D ．在 Tm 时， DNA 分子有一半被解链E ．变性后 OD 260 减小10 ．关于 DNA 的碱基组成，正确的说法是A ．腺嘌呤与鸟嘌呤分子数相等，胞嘧啶与胸腺嘧啶分子数相等B ．不同种属 DNA 碱基组成比例不同C ．同一生物的不同器官 DNA 碱基组成不同D ．年龄增长但 DNA 碱基组成不变E ． DNA 中含有尿嘧啶11 ．与 DNA 对比， RNA 的特点包括A ．分子较小，仅含几十 - 几千碱基B ．是含局部双链结构的单链分子C ．种类、大小及分子结构多样D ．功能多样性，主要是参与蛋白质的生物合成E ．二级结构是双螺旋结构12 ．原核生物核糖体有三个重要的部位，他们分别是A ． A 位B ． B 位C ． P 位D ．E 位 E ． C 位二、是非题1 ． DNA 是生物遗传物质， RNA 则不是。
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碱基平面与纵轴垂直，糖环平面与纵轴平行
3. 双螺旋直径2nm，顺轴 方向每隔0.34nm有一个 核苷酸，每圈螺旋含10 个核苷酸，相邻两个核 苷酸间的夹角为36°,螺 距为3.4nm。
4. 两条链通过碱基间的氢 键相连，A对T有两个氢 键，C对G有三个氢键， 这种A-T、C-G配对的规 律，称为碱基互补规则。
一、碱基
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碱基
嘌呤 嘧啶
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G） DNA、RNA均 有
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T） 尿嘧啶（U）
DNA有（某些RNA
中有 少量存在）
RNA有
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嘌呤
腺嘌呤(6-氨基嘌呤) 鸟嘌呤（2-氨基-6-氧嘌呤）
胞 嘧 啶
2-氧-4-氨基嘧啶
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核酸的基本元素组成：
C、H、O、N、P(9-10%)
核酸的基本构成单位 —核苷酸(nucleotide)
➢ DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸； ➢ RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。
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核酸
核苷酸
核苷 磷酸
戊糖 碱基
核酸的酸性水解过程
Sanger双脱氧链终止法
• Sanger法：
– 在PCR时分别加入ddA,ddT,ddC,ddG（相 应于4种碱基）
– ddX的两个作用：
• 可以当作正常碱基参与复制 • 一旦链入DNA中，其后就不能再继续连接
– 电泳 – 谁终止，碱基就是谁 – 此方法获1974年的Nobel奖
氧脱 核氧 甘核 酸甘 结酸 构与 比双 较脱
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DNA的结构，发 表于《自然》 171卷 (1953)737-738 页上的插图
DNA的双螺旋结构
右手螺旋
• 右手性的定义示意图。大姆指指向轴向，其他 四指由掌根向指尖方向表示螺旋转动方向。
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（一）DNA双螺旋结构的实验依据
1. Chargaff 规则：
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DNA的分子结构可分为一级结构、二级结构和三级结
一构。、DNA的一级结构
➢ 一级结构是指核酸分子中核苷酸的排列顺序及连接方式。
1. 排列顺序：不同的DNA分子具有不同的核苷酸排列顺 序，因此携带不同的遗传信息。
2. 连接方式：以3 ,5 -磷酸二酯键连接形成多核苷酸链， 即核酸
• cAMP属于放大激素作用信号，cGMP属于缩小激素作用 信号。这两种环核苷酸在细胞代谢过程中其重要的调节作 用。
• 目前已知，许多激素（第一信使）是通过cAMP (第二信 使)而发挥其功能的。
• 另外，cAMP也参与大肠杆菌中DNA转录的调控。
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第三节
DNA的分子结构 Molecular Structure of DNA
3. 书写方法：结构式、线条式、文字式。 5ˊ端→3ˊ端(由 左至右)
结构式
线条式 文字式
DNA的一级结构测序
经典方法
✓ Maxam-Gilbert DNA化学降解 法(Maxam 和Gilbert,1977)
✓ Sanger双脱氧链终止法(Sanger 和Coulson1977)
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少一个 －OH
技术路线与要求
制备单链模板 ↓
将单链模板与一小段引物退火 ↓
加入DNA聚合酶（Klenow）+ 4种dNTP + 引物
分别加入少量4种ddNTP ↓
将4种反应产物分别在4条泳道电泳 ↓
根据4个碱基在4条泳道的终止位置读出基因序列
测双 序脱 基氧 本链 原末 理端 示终 意止 图法
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3. DNA的X-线衍射图谱分析
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已知的核酸化学数据
（二） DNA双螺旋结构模型要点
1. 两条链反向平行，围绕同 一中心轴构成右手双螺旋 (double helix)。表面有 大沟和小沟。
2. 磷酸-脱氧核糖形成DNA 的骨架，位于双螺旋外侧 与中轴平行，碱基垂直于 螺旋轴而伸入内侧。
N
N
9
NN
HOCH2 O
H
H 1′
H2N N N HOCH2 O
HH
H
H
H
H
OH OH
OH OH
腺嘌呤核苷 鸟嘌呤核苷
1
HO N
HO N
HOCH2 O
HOCH2 O
H
H 1′
HH
H
H
H
H
OH OH
OH OH
胞嘧啶核苷
尿嘧啶核苷
核糖核苷：AR, GR, CR, UR 脱氧核苷：dAR, dGR, dCR, dTR
碱基堆积力是维持DNA双螺旋结构稳定的主 要作用力。
互补碱基之间的氢键：
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• G-C间有3个氢键，A-T之间仅有2个氢键。 • 故前者较稳定。
离子键：
• 带负电荷磷酸之间的静电斥力——会造成不稳定， 但带负电荷磷酸可与阳离子结合有助于结构的稳定。
• Na+、K+、Mg2+、Mn2+ 或是真核细胞内的组蛋白之 间形成的离子键，中和了负电荷，降低了DNA链本 身不同部位之间的斥力。
嘧啶
尿 嘧 啶
2，4-二氧嘧啶
胸腺嘧啶（5-甲基-2，4-二氧嘧啶）
稀 有 碱 基
二、戊糖
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三、核苷(nucleoside)
➢ 碱基和核糖（或脱氧核糖）通过C-N 糖苷键连接形成 核苷（或脱氧核苷）。
NH2
OH
NH2
OH
N
N
N
N
碱基互补配对
A
T
C
G
碱基对（base pair）：是一对相互匹配的碱基（即A：T， G： C，A：U相互作用）被氢键连接起来，简写作bp。然而，它 常被用来衡量DNA和RNA的长度（尽管RNA是单链）。
配对碱基的氢键
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（三）双螺旋结构的稳定的因素
• 1. 碱基堆积力 • 2. 配对碱基形成的氢键 • 3. 离子键
OH OH
腺苷酸
糖苷键
2.核苷多磷酸
➢ 5′核苷酸的磷酸基团可与另一磷酸分子缩合形成核苷二磷酸 （NDP），核苷二磷酸还可进一步与磷酸缩合形成核苷三磷 酸（NTP）。
N=A/U/G/C
腺嘌呤
腺苷
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核苷多磷酸的生物学功能
➢ ATP分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。水 解时, ATP可以释放出大量自由能，用于推动生物体 内各种需能的生化反应。
概述
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一、什么是核酸？
核酸(nucleic acid)是一种生物大分子； 是活细胞中最关键的组分，它携带着遗传信息， 是遗传的物质基础；它决定蛋白质和酶的结构， 它决定每一种生物体的代谢类型和形态。
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二、核酸的发现和研究工作进展
1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” 20年后 R.Altmann分离到不含蛋白质的核酸 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 1968年 Nirenberg发现遗传密码 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA测序方法 1985年 Mullis发明PCR技术 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) 1994年 中国人类基因组计划启动 2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架
Maxam-Gilbert DNA化学降解法
一个末端标记的DNA片段在4组互相独立的的化 学反应分别得到部分降解，其中每一组反应特异地 针对某于种或某一类碱基。因此生成4组放射性标记 的分子，从共同起点（放射性标记末端）延续到发 生化学降解的位点。每组混合物中均含有长短不一 的DNA分子，其长度取决于该组反应所针对的碱基 在原DNA全片段上的位置。此后，各组均通过聚丙 烯酰胺凝胶电泳进行分离，再通过放射自显影来检 测末端标记的分子。
几乎所有的生物体（包括细菌、病毒等）内都含有核酸。大多数生物 既含有DNA又含有RNA，在病毒分子中，只含有一种核酸（DNA或 RNA）。
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第二节 核苷酸 (nucleotide)
核酸的化学组成
The Chemical Component of Nucleic Acid
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如果人体有1014个细胞，每个体细胞的DNA量为 6.4×109对核苷酸。试计算人体DNA的总长度是多 少？这个长度与太阳-地球之间的距离（1.5×108 km）相比如何？ • ①每个体细胞内DNA的总长度： 6.4×109×0.34=2.176×109nm • ②人体DNA的总长度： 2.176×109×1014=2.176×1023nm=2.176×101 1 km • ③这个长度与太阳—地球之间的距离之比为 2.176×1011/1.5×108≈1451(倍)
➢ GTP、CTP、UTP在某些生化反应中也具有传递能 量的作用。
➢ UDP、ADP、GDP在多糖合成中，可作为携带葡 萄糖基的载体；CDP在磷脂合成中可作为携带胆碱的 载体。
➢ NTP和dNTP分别是RNA和DNA的直接前体。