最新2核酸的结构与功能汇总103页PPT
合集下载
核酸的结构与功能.pptx
Z-DNA
DNA双螺旋构象的类型
2019-10-7
感谢你的欣赏
28
中心区域 回文序列
十字形结构
发夹式结构
2019-10-7 DNA回文序列感谢及你的几欣赏种结构形式
29
D
N
A
二
级
结
Holliday结构
构
富于AT
的
多
样
性
富于AT
2019-10-7
DNA分子中十感谢字你形的欣结赏 构的形成
30
限制性酶切割
3´
A Ala
C C 5´
氨基酸臂
2019-10-7
DHU环
TψC环 可变环
2019-10-7
感谢你的欣赏
25
DNA双螺旋的不同构象
2019-10-7
感谢你的欣赏
26
Z-DNA B-DNA A-DNA
2019-10-7
三种DNA双螺旋构象比较
A
外型
粗短
螺旋方向 螺旋直径
右手 2.55nm
碱基直升 碱基夹角
0.23nm 32.70
每圈碱基数
轴心与碱 基对关系
11 2.46nm
B 适中 右手 2.37nm 0.34nm 34.60 10.4 3.32nm
Z 细长 左手 1.84nm 0.38nm 60.00 12 4.56nm
碱基倾角
190
10
90
糖苷键构象 反式
大沟
很窄很深
小沟
感谢很你宽的欣、赏浅
反式 C、T反式，G顺式
很宽较深
平坦
窄、深
较窄很2深7
A-DNA
B-DNA
《核酸的结构与功能》PPT课件
1
2
位的bp数
每圈bp数
～11
～10
12
碱基夹角
32.7°
34.6°
60°/2
螺距
2.46nm
3.32nm
4.56nm
碱基对倾角
＋19°
1.2°±4.1°
－9°
螺旋轴位置
大沟
穿过碱基对
小沟
大沟
极度窄、很深 很宽，深度中等 平坦
小沟
很宽、浅
窄，深度中等
极度窄、很深
糖苷键构象
反式
反式
C为反式，G为顺
式
糖环折叠 存在
C3′内式
C2′内式
嘧啶C2′内式，嘌呤
C3′内式
双 链 RNA ， 双链DNA（高湿度，嘧啶和嘌呤交替存
RNA/DNA 杂 交 92％）
在 的 双 链 DNA 或
双链，低湿度
DNA链上嘧啶和嘌
DNA（75％）
呤交替存在的区域
Z-DNA
由Alex Rich发现 存在于DNA富含G:C的区域 G为顺式构象 C 保持反式，但整个胞苷酸（碱基和脱氧核糖）翻转180度 结果是 G:C 氢键在Z-DNA中得以保持!
核酸的一级结构
什么是一级结构？ 如何表示一级结构？ 如何确定一级结构?
构成DNA和RNA核苷酸的结构和连接方式
DNA & RNA 的差别?
为什么DNA含有T?
C自发脱氨基变成U 修复酶能够识别这些突变，以用C取代这 些U。 如何区分正常的U和突变而来的U? 使用T就很容易解决以上问题。
DNA & RNA 的差别?
1.09 0.99
1.05
粘质沙雷菌 0.95 0.86
生物化学-第3章-核酸的结构与功能PPT课件
射图谱和分子模型，
提出了著名的DNA双
螺旋结构模型，并
对模型的生物学意
义作出了科学的解
释和预测。
.
19:46
17
DNA双螺旋模型要点
（1）两条长度相等的核苷 酸链反向平行，右手螺 旋结构。
（2）碱基在内碱基平面垂 直于螺旋轴戊糖、磷酸 在外，双螺旋每转一周 为10碱基对螺距3.4nm.
（3）碱基对（A＝T， G≡C）
一、一般性质
1．线性大分子
2．两性电解质
3. 紫外吸收性 质
.
24
二、核酸的变性与复性
1. 变性
❖ 稳定核酸双螺旋次级键断裂， 空间结构破坏，变成单链结构 的过程。
❖ 核酸变性后，由于DNA分子双 链打开暴露了更多碱基的共轭 双键，使其在波长260nm处的 光吸收增强，这一现象称为高 色效应（hyperchromic effect）。
❖ 核苷酸 → 核苷+磷酸 （戊糖+碱基+磷酸）
HH
.
10
19:46
两类核苷酸的比较
RNA： AMP GMP CMP UMP
DNA: dAMP dGMP dCMP dTMP
.
11
二、某些重要的核苷酸
1．多磷酸核苷酸
NH2
N
N
O
O
O
O - P ～O - P ～ O - P
O-
O-
O-
N OCH2 O
稀有碱基较多，稳定性较差，易水解多为 单链结构，少数局部形成螺旋。
分类： mRNA 3% tRNA 15% rRNA 80%
.
21
种类多，分子 量大小不一
5’－端“帽” 式结构
第2章核酸的结构与功能ppt课件
1.1.1核酸的生物学功能
DNA作为遗传物质的载体，负责遗传 信息的储存、传递和发布；RNA负责 遗传信息的表达。
细胞 内DNA含量很稳定，不受营养条 件、年龄等因素的影响。DNA是染色 体的主要成分，而染色体与遗传直接 有关。可作用于DNA的一些物理、化 学因素都可以引起遗传特性的改变。
肺炎双球菌的转化实验
T 24.8
28 25.6 29.7 28.9 29.2 32.9
G 24.1 23.2 21.9 20.5 20.4 20.4 18.7
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ25.7 22.7 22.8 20.5 20.7 20.8 17.1
(A+G)/(C+T)
1.01 1.21 1.21
1.43
1.079
碱 基 组成 的 共同 规 律： 不 同来 源 的 DNA 中 [A]=[T]、[C]=[G]；A+G=T+C 。
1952年A.D.Hershey和M.Cha-se用35S和32P分 别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA部分，感 染大肠杆菌的实验进一步证明了DNA是遗 传物质。
1.1.2 核酸的种类和分布
核酸主要存在于细胞核中(原核分布在类核)， 由几千至几万个核苷酸(nucleotide)连接成的 无分支长链高分子化合物也称多聚核苷酸 (polynucleotide) 。
DNA分子由两条反向平行的多核苷酸链构成右 手双螺旋结构。螺旋表面有一条大沟和一条小 沟。大沟和小沟分别指双螺旋表面凹下去的较 大沟槽和较小沟槽。小沟位于双螺旋的互补链 之间，而大沟位于相毗邻的双股之间。
一条多核苷酸链上的嘌呤碱基与另一条 多核苷酸链上的嘧啶碱基以氢键相连， 配对原则是A=T，C G。
核酸的结构与功能级(共115张PPT)
3′端
目录
4.核苷酸链书写方法：
AGT GCT 5 P P P P P P OH 3
5 pApCpTpGpCpT-OH 3
5 A C T G C T 3
5.核酸分子大小的表示法：
➢ 单链DNA和RNA用碱基数目表示。 ➢ 双链DNA和RNA用碱基对数目表示〔bp或Kbp〕。
➢ 小的核酸片段(<50bp)常被称为寡核苷酸 (oligonucleotide)。
• 碱基和核糖〔脱氧核糖〕通过糖苷键连接形成核苷 〔脱氧核苷〕。连接方式：核糖或脱氧核糖C-1’与 嘌呤环N9或嘧啶环N1之间形成糖苷键。
NH2
N
N
9
N
N
CH
OH
2
O
HH
1'
H 2'
H
糖苷键
N
HOH2C
N
O
H
H
H OH
H H
NH2 N
N 糖苷键
OH
O
H
反式脱氧腺苷
目录
核苷酸(ribonucleotide)的形成
脱氧胸苷一磷酸(dTMP)
目录
多磷酸核苷酸
根据连接的磷酸基团数目不同，核苷酸可分为：核苷一 磷酸〔NMP〕、核苷二磷酸〔NDP〕、核苷三磷酸〔NTP 〕。
NH 2
5′-磷酯键
N
N
O
-O P O-
O
OP O-
O
OPO O-
N
N
CH 2
O
H
H OH
H
H H
脱氧腺嘌呤核苷
脱氧腺嘌呤一磷酸 (dAMP)
3.54nm
2.4nm
目录
碱基互补配对
目录
4.核苷酸链书写方法：
AGT GCT 5 P P P P P P OH 3
5 pApCpTpGpCpT-OH 3
5 A C T G C T 3
5.核酸分子大小的表示法：
➢ 单链DNA和RNA用碱基数目表示。 ➢ 双链DNA和RNA用碱基对数目表示〔bp或Kbp〕。
➢ 小的核酸片段(<50bp)常被称为寡核苷酸 (oligonucleotide)。
• 碱基和核糖〔脱氧核糖〕通过糖苷键连接形成核苷 〔脱氧核苷〕。连接方式：核糖或脱氧核糖C-1’与 嘌呤环N9或嘧啶环N1之间形成糖苷键。
NH2
N
N
9
N
N
CH
OH
2
O
HH
1'
H 2'
H
糖苷键
N
HOH2C
N
O
H
H
H OH
H H
NH2 N
N 糖苷键
OH
O
H
反式脱氧腺苷
目录
核苷酸(ribonucleotide)的形成
脱氧胸苷一磷酸(dTMP)
目录
多磷酸核苷酸
根据连接的磷酸基团数目不同，核苷酸可分为：核苷一 磷酸〔NMP〕、核苷二磷酸〔NDP〕、核苷三磷酸〔NTP 〕。
NH 2
5′-磷酯键
N
N
O
-O P O-
O
OP O-
O
OPO O-
N
N
CH 2
O
H
H OH
H
H H
脱氧腺嘌呤核苷
脱氧腺嘌呤一磷酸 (dAMP)
3.54nm
2.4nm
目录
碱基互补配对
核酸的结构和功能教学课件
3
小结
脱氧核苷酸和核糖核苷酸的碱基各有 4 种 脱氧核苷酸和核糖核苷酸的种类各有 4 种
核苷酸的种类有 8 种
核酸的碱基的种类有 5 种
反馈练习
一切生物的遗传物质是
核酸 核苷酸
B、脱氧核糖核酸 D、核糖核酸
2、脱氧核糖核酸的基本单位是_脱__氧__核__苷__酸_，它 可分为___4____种。
9、SARS病毒中不可能含有的碱基是
尿嘧 啶
腺嘌 呤
鸟嘌 呤
胸腺 嘧啶
据图回答
AGCT
脱氧核糖
胸胞鸟腺腺嘧嘌嘌嘧啶呤呤啶脱脱脱脱氧氧氧氧核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸
据图回答
GCUA
核糖
腺鸟胞尿嘌嘧呤 啶核糖核苷酸
一一．由一份子磷酸、一分子含N碱基和一分子化合物a构 成了复杂化合物b，对a、b的叙述正确的是
添加标题
利用甲基绿和吡罗红混合染色剂对细胞染色，同时 显示DNA和RNA在细胞中分布
添加标题
在细胞核、细胞质内可以分别提取到DNA和RNA，由 此可以说明DNA和RNA的分布
2、DNA是主要的遗传物质，在绿色植物细胞内，它分 布在（ ）
35% 25% 20% 10%
打开率
单击此处添加小标题 A细胞核、细胞质基质中
结论
2、RNA大部 分存在细胞质 中
被吡罗红染成红色
被甲基绿染成绿色
观察DNA和RNA在细胞 中的分布
1、DNA主要 分布在细胞核 内
添加标题
观察DNA和RNA在细胞中的分布，能运用的原理是 （ ）。
添加标题
单独利用甲基绿对细胞染色可显示DNA在细胞中的分 布，从而推知RNA分布
添加标题
单独利用吡罗红对细胞染色可显示RNA在细胞中的分 布，从而推知DNA分布
小结
脱氧核苷酸和核糖核苷酸的碱基各有 4 种 脱氧核苷酸和核糖核苷酸的种类各有 4 种
核苷酸的种类有 8 种
核酸的碱基的种类有 5 种
反馈练习
一切生物的遗传物质是
核酸 核苷酸
B、脱氧核糖核酸 D、核糖核酸
2、脱氧核糖核酸的基本单位是_脱__氧__核__苷__酸_，它 可分为___4____种。
9、SARS病毒中不可能含有的碱基是
尿嘧 啶
腺嘌 呤
鸟嘌 呤
胸腺 嘧啶
据图回答
AGCT
脱氧核糖
胸胞鸟腺腺嘧嘌嘌嘧啶呤呤啶脱脱脱脱氧氧氧氧核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸
据图回答
GCUA
核糖
腺鸟胞尿嘌嘧呤 啶核糖核苷酸
一一．由一份子磷酸、一分子含N碱基和一分子化合物a构 成了复杂化合物b，对a、b的叙述正确的是
添加标题
利用甲基绿和吡罗红混合染色剂对细胞染色，同时 显示DNA和RNA在细胞中分布
添加标题
在细胞核、细胞质内可以分别提取到DNA和RNA，由 此可以说明DNA和RNA的分布
2、DNA是主要的遗传物质，在绿色植物细胞内，它分 布在（ ）
35% 25% 20% 10%
打开率
单击此处添加小标题 A细胞核、细胞质基质中
结论
2、RNA大部 分存在细胞质 中
被吡罗红染成红色
被甲基绿染成绿色
观察DNA和RNA在细胞 中的分布
1、DNA主要 分布在细胞核 内
添加标题
观察DNA和RNA在细胞中的分布，能运用的原理是 （ ）。
添加标题
单独利用甲基绿对细胞染色可显示DNA在细胞中的分 布，从而推知RNA分布
添加标题
单独利用吡罗红对细胞染色可显示RNA在细胞中的分 布，从而推知DNA分布
第二章 核酸的结构和功能优秀课件
●四股螺旋DNA ( tetraplex DNA, Tetrable Helix DNA )
1958. Poly(G) X-ray photograph 碱基形成环状氢键连接结构
◆ 3’,5’－磷酸二酯键：核酸是由众多核苷
酸聚合而成的多聚核苷酸，相邻二个核苷酸之 间的连接键即：3’，5’－磷酸二酯键。
1 核酸的化学组成与共价结构
◆ DNA分子的一级结构
5’
① 多聚核苷酸链
3’
主链是核糖和磷酸
侧链为碱基
5’
由3’,5’磷酸二酯键连接
②链的方向：同一个磷酸基
的3’酯键到5’酯键的方向
●回文序列形成的十字形结构
回文序列：又称反 向重复序列，指DNA片 段上的一段具有二重旋 转对称性的反向互补序 列。在双链DNA中，如 果两条互补链分开，每 条链上的互补序列都有 机会发生碱基配对而形 成一个发夹。两个相对 的发夹结构形成了一个 十字形结构，对应于4个 双螺旋区域的交叉点。 原来的双螺旋位于十字 形结构的两侧。
碱基堆积的棒状实体
●氢键 (Hydrogen bond 4~6 kc / mol)
弱键, 可加热解链 氢键堆积, 有序排列(线性,方向)
●碱基堆积力 (非特异性结合力)
磷酸骨架, 氨基, 酮基周围水分子间的有序排列 嘌呤环与嘧啶环作用半径 疏水作用力 (Hydrophobic interaction)
Chatgaff （查塔姆）对DNA碱 基组成的研究结果
2 双螺旋模型的特征
双螺旋DNA的结构特点：
右手反平行双螺旋 主链位于螺旋外侧，碱基位于内侧，核糖平面与旋转轴 接近平行 两条链间存在碱基互补 螺旋的每条链相邻两个碱基平面之间的距离为0.34 nm， 每10个核苷酸形成一个螺旋，螺距为3.4nm，直径为2nm 大沟（major groove，2.2nm）和小沟（minor groove，1.2nm）
第2章核酸的结构与功能ppt课件
Sanger测序原理
1.2.1.2 DNA的二级结构及其多态性
Watson和Crick在总结前人研究工作的基础上， 在1953年以立体化学上的最适构型建立了与 DNA X-射线衍射资料相符的分子模型—— DNA双螺旋结构模型。 它可在分子水平上 阐述遗传(基因复制)的基本特征。
⑴DNA双螺旋结构的主要依据
核酸根据核酸的化学组成和生物学功能，将核 酸分为：
核糖核酸（ribonucleic acid RNA）和
脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid DNA)
所有细胞都同时含有DNA和RNA两种核酸。病 毒只含一种核酸，DNA或RNA，故有DNA 病毒和RNA病毒之分。多数细菌病毒（噬菌 体）属DNA病毒，而植物和动物病毒多为 RNA病毒。
5’pApCpUpUpGpApApCpC3’ RNA
简化为： 5’pACTTGAACG3’ DNA
5’pACUUGAACG3’RNA
简写式的5`-末端均含有一个磷酸残基（与糖基 的C-5`位上的羟基相连），3`-末端含有一个 自由羟基（与糖基的C-3`位相连），若5`端 不写P，则表示5`-末端为自由羟基。
3.4nm 2.8nm 36° 33°
Z-DNA
Wang和Rich等在研究人工 合成的d（CGCGCG）单 晶的X-射线衍射图谱时， 发现这种六聚体的构象不 同于B-构象。
它是左手双螺旋，在主链 中各个磷酸根呈锯齿 （Zigzag）状排列，因此 称Z-构象。
B-DNA与Z-DNA的比较
比较内容
B-DNA
T 24.8
28 25.6 29.7 28.9 29.2 32.9
G 24.1 23.2 21.9 20.5 20.4 20.4 18.7
《核酸结构与功能》课件
《核酸结构与功能》课件一、核酸的概述1.1 核酸的定义核酸是一种生物大分子，包括DNA和RNA，是生物体内携带遗传信息的物质。
1.2 核酸的分类DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）1.3 核酸的作用核酸是生物体内遗传信息的载体，控制生物体的生长、发育和繁殖。
二、核酸的结构2.1 核酸的基本组成单位核苷酸，由磷酸、五碳糖（脱氧核糖或核糖）和含氮碱基组成。
2.2 DNA的结构DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构，外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对。
2.3 RNA的结构RNA通常为单链结构，也具有核苷酸的基本组成单位，由核糖、磷酸和含氮碱基组成。
三、核酸的功能3.1 DNA的功能DNA是遗传物质，储存和传递生物体的遗传信息，控制生物体的生长、发育和繁殖。
3.2 RNA的功能RNA在蛋白质合成过程中起到重要作用，包括mRNA（信使RNA）、tRNA（转运RNA）和rRNA（核糖体RNA）。
四、核酸的检测与分析4.1 DNA的检测与分析DNA可以通过PCR（聚合酶链式反应）、DNA测序等方法进行检测与分析。
4.2 RNA的检测与分析RNA可以通过RT-qPCR（反转录定量聚合酶链式反应）、RNA测序等方法进行检测与分析。
五、核酸的应用5.1 基因工程通过DNA重组技术，将不同的基因片段进行拼接，创造出具有新性状的生物体。
5.2 基因治疗利用核酸药物，对疾病相关的基因进行修复或调控，以达到治疗疾病的目的。
5.3 核酸检测技术核酸检测技术在医学、生物学等领域有广泛应用，如病原体检测、遗传疾病诊断等。
六、总结核酸是生物体内携带遗传信息的物质，其结构与功能密切相关。
通过对核酸的结构与功能的研究，我们可以深入了解生物体的遗传机制，为基因工程、基因治疗等领域的发展提供理论基础和实践指导。
科学性评价与解决方案：1. 科学性：本课件内容基于现有的生物学知识，对核酸的结构与功能进行了较为全面的描述。
《核酸的结构和功能》课件
THANKS
感谢观看
DNA复制的终止
DNA复制到达终止点后， 复制过程停止，新合成的 DNA链与原来的DNA链 形成双螺旋结构。
基因表达与转录
基因表达的概述
基因表达是指基因经过转录和翻 译两个过程，将遗传信息转化为
蛋白质的过程。
转录过程
在转录过程中，RNA聚合酶与 DNA上的启动子结合，启动转录 过程，将DNA上的遗传信息转录 成RNA。
RNA在基因表达调控中起到重要作用 ，某些RNA可以与DNA结合，影响 基因的表达水平。
RNA在蛋白质合成中起到模板作用， 按照mRNA上的密码子顺序，tRNA 将氨基酸带到核糖体上，合成多肽链 。
RNA还具有催化功能，某些RNA可 以作为酶，催化某些化学反应。
04
核酸的合成与复制
核酸的合成
01 02
疾病诊断与治疗是生物技术在医学领域的重要应用之一。通过生物技术 手段，可以对疾病进行早期诊断和治疗，提高治愈率和降低死亡率。
在疾病诊断方面，生物技术广泛应用于免疫诊断、分子诊断和组织工程 等领域。例如，利用免疫学方法可以检测人体内的抗原或抗体，以诊断
感染性疾病或自身免疫性疾病等。
在疾病治疗方面，生物技术也发挥了重要作用。例如，利用基因工程技 术可以生产出与患者匹配的细胞或蛋白质，用于治疗一些难治性疾病。 此外，免疫疗法和细胞疗法等新兴治疗方法也得到了广泛应用。
RNA的合成需要核糖核苷酸作为原料，通过RNA聚合酶的作用，按照
碱基互补配对原则，将一个个核糖核苷酸聚合形成RNA链。
DNA的复制
01
02
03
DNA复制的起始
DNA复制起始于特定的起 始点，需要DNA聚合酶和 多种蛋白质因子的参与。