生物化学核酸生物化学

核酸据此分类： 脱氧核糖——DNA；
核糖——RNA； 核酸中的戊糖均为
β-D-型
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核苷酸
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从两类核酸的水解产物可看到 它们组成的差别?
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（二）碱基
核酸中的碱基分两类： 1、嘧啶碱(pyrimidine)：是嘧啶的衍生物。
尿嘧啶
胸腺嘧啶
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胞嘧啶
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NH2 H
NH
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（四）核苷酸(nucleotide，nt)
核苷中戊糖的羟基被磷酸酯化，即为核苷酸。
1、种类：
1）按酯化位点：可 在核糖的2’- , 3’-, 5’-；
2）按核糖类型： 核苷酸、 脱氧核苷酸
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2、结构：
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3、表示：
与一个磷酸结合—— MP：(d)AMP、 (d)GMP、(d)CMP、 (d)TMP、UMP
1869年 F.Miescher首先从伤员绷带的脓细胞 中分离得到称为“核素”的核酸
1944年 O.N.Avery通过转化实验证实DNA是 主要的遗传物质
1953年 J. D.Watson和F.H.C.Crick提出DNA双 螺旋结构模型
1958年 Crick提出遗传信息传递的中心法则
1970年,建立DNA重组技术
结构
单链，部分碱基互补，局 部双螺旋，三叶草形等
A,G,C
T Pi(磷酸二酯键)
双链，碱基互补，双螺 旋形
分布
细胞核(核仁)， 细胞质(线 细胞核(染色质) 粒体、核蛋白体、胞液) 细胞质(线粒体)
遗传信息表达，反转录， 遗传的物质基础，负责
生物功能 直接参与蛋白质的生物合 遗传信息贮存，发布，
成
教学ppt 转录
HO
H N
H
胞嘧啶 Cytosine
（C）
H
4
N 5H
3
H2 1 6 H N 嘧啶
OH
HN H
H
H
ON
H
尿嘧啶 uracil
（U）
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OH
HN
HCH3
H
H
ON
H
胸腺嘧啶 thymine
（T）
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2、嘌呤碱(purine)：由嘌呤衍生而来。
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H
6
N1
5
H2 3 4 N
N
7
8H
9
N
➢ 结果说明？
著名的肺炎球菌实验
结果说明：加热杀死的S型肺炎球菌中一定有某种 特殊的生物分子或遗传物质，可以使无害的R型肺 炎球菌转化为有害的S型肺炎球菌
这种生物分子或遗传物质是什么呢？ ➢纽约洛克非勒研究所 Avery ➢从加热杀死的S型肺炎球菌将蛋白质、核酸、
多糖、脂类分离出来，分别加入到无害的R型 肺炎球菌中，
第二章
核酸的化学
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1
本章主要内容
核苷酸 DNA RNA 核酸的性质
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2
学习要求
认识核酸在生命科学上的重要性 弄清碱基、核苷、核苷酸和核酸分子结
构上的关系 掌握核酸的化学本质及DNA和RNA在组分、
结构和功能上的差异 认识核酸的结构与其性质与功能之间的
关系。
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3
核酸化学的发展过程
糖苷键：
二者的连接是C-N 键，称N-糖苷键。
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H N
N H
N
Hቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9
N
H
腺嘌呤
HOH2C5′ O OH
4′
1′
3′ 2′
OH OH 核腺糖苷
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22
O
HN
H
O
1H N
H
尿嘧啶
O
HN1
NH
H5 CO
HOH2C5′ O OH
4′
1′
3′ 2′
OH OH 核尿苷糖
HOH2C5′ O OH
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核苷酸衍生物
5’- IMP 5’- 肌苷酸 (5’- 次黄嘌呤核苷酸)
5’- GMP
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（五）核苷酸的连接方式
1、 3’-, 5’磷酸二酯 键将核苷酸连接成核 酸大分子。
➢结果发现，惟独只有核酸可以使无害的R型肺 炎球菌转化为有害的S型肺炎球菌。
➢1944年 结论：DNA是生命的遗传物质
噬菌体侵染实验
噬菌体
蛋白质外壳
侵染 大肠杆菌
DNA
DNA注射 进细胞
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9
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分布：
DNA：主要在细胞核中，是染色体的主 要成分。此外在线粒体、叶绿体.
RNA：主要在细胞质中，此外在线粒体、细 胞核——核仁；
与二个磷酸结合—— DP：如：ADP
与三个磷酸结合——TP： 如：ATP
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核苷酸
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4、特殊核苷酸：
环核苷酸： 核糖3’-, 5’- 成环。 cAMP、 cGMP 功能：
第二信使，激素、 一些药物、神经递 质通过其发挥生理 作用。
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核苷酸
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核苷酸衍生物
环化磷酸化
cAMP
cGMP
4′
1′
3′ 2′
OH OH 假核尿苷糖（ψ）
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核苷的表示：
核苷：A、G、 C 、U 脱氧核苷：dA,dG,dC,dT 修饰核苷： 如5-甲基脱氧胞嘧啶：
m5dC。
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脱氧核糖核酸和核糖核酸异同的对比
戊糖
RNA 核糖
DNA 脱氧核糖
碱基 组成
A,G,C U
磷酸
Pi(磷酸二酯键)
H
NHH2 N
N
H
H N
N
H
嘌呤
腺嘌呤 adenine （A）
O H
N
N
H
H H2N N
N H
鸟嘌呤
（G）
gu教a学nppitne
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3、稀有碱基：
一些修饰碱基，因含量甚少而称之。
大多为甲基化碱基，多在tRNA中。
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（三）核苷： (nucleoside)
核苷：戊糖与碱基 缩合而成，并以糖 苷键相连接。
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二、核酸的组成成分
核酸是一种线形多聚核苷酸(polynucleotide), 其 基本结构单位是核苷酸(nucleotide)。
核酸
磷酸
核苷酸
核苷
戊糖 碱基
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核 苷 酸 的 基 本 结 构
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（一）核酸中的戊糖
D-核糖（D-ribose） D-脱氧核糖
（D-deoxyribose）
1944年，Avery等人的肺炎双球菌转化实验 证实核酸是生命遗传的基础物质。
1952年，Hershey和Chase的T2噬菌体侵 染实验彻底证明遗传物质是核酸，而不是蛋 白质。
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6
著名的肺炎球菌实验
➢ 1928年，英国 ➢ S型肺炎球菌：有
荚膜，菌落表面 光滑 ➢ R型肺炎球菌：没 有荚膜，菌落表 面粗糙
1980年后,分子生物学、分子遗传学等学科突飞 猛进发展，提出并完成HGP.
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4
一、概述 概念
核酸(nucleic acid)是由碱基（嘌 呤和嘧啶）、戊糖和磷酸组成的 高分子物质，是生物体的基本组 成。
种类：
DNA （脱氧核糖核酸）
RNA（核糖核酸）
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“四核苷酸假说”：核酸由四种核苷酸组成 的单体构成的，缺乏结构方面的多样性,不大 可能有重要的生理功能。