new 第12章 核酸通论
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第十二章核酸通论提要1868年Miescher发现DNA。
Altmann继续Miescher的研究,于1889年建立从动物组织和酵母细胞制备不含蛋白质的核酸的方法。
RNA的研究开始于19世纪末,Hammars于1894年证明酵母核酸中的糖是戊糖。
核酸中的碱基大部分是由Kossel等所鉴定。
Levene对核酸的化学结构以及核酸中糖的鉴定作出了重要贡献,但是他的“四核苷酸假说”是错误的,在相当长的时间内阻碍了核酸的研究。
理论研究的重大发展往往首先从技术上的突破开始。
20世纪40年代新的核酸研究技术证明DNA 和RNA都是细胞重要组成成分,并且是特异的大分子。
其时,Chargaff等揭示了DNA的碱基配对规律。
最初是Astbury,随后Franklin和Wilkins用X射线衍射法研究DNA分子结构,得到清晰衍射图。
Watson和Crick在此基础上于1953年提出DNA双螺旋结构模型,说明了基因结构、信息和功能三者之间的关系,奠定了分子生物学基础。
DNA双螺旋结构模型得到广泛的实验支持。
Crick于1958年提出了“中心法则”。
DNA研究的成功带动了RNA研究出现一个新的高潮。
20世纪60年代Holley 测定了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸序列;Nirenberg等被破译了遗传密码;阐明了3类DNA参与蛋白质生物合成的过程。
在DNA重组技术带动下生物技术获得迅猛发展。
将DNA充足技术用于改造生物机体的性状特征、改造基因、改造物种,统称之为基因工程或遗传工程。
与此同时出现了各种生物工程。
技术革命改变了分子生物学的面貌,并推动了生物技术产业的兴起。
在此背景下,RNA研究出现了第二个高潮,发现了一系列新的功能RNA,冲击了传统的观点。
人类基因组计划是生物学有史以来最伟大的科学工程。
这一计划准备用15年时间(1990-2005年),投资30亿美元,完成人类单倍体基因组DNA3×109bp全部序列的测定。
《生物化学》考研大纲(食品学院)总体要求:要求主要掌握基础性和系统性的生物化学知识。
重点掌握(1)氨基酸和蛋白质(酶)、核苷酸和核酸、糖类、脂类等生物分子的种类、结构、物理和化学性质以及生物功能等内容;(2)生物分子的新陈代谢途径、调控、生物学意义及其相互关系;(3)分子生物学的基本内容,如复制和修复,生物合成和加工,蛋白质的生物合成等,了解细胞代谢与基因表达调控、基因工程及蛋白质工程。
第1章生物分子导论了解:生命物质的化学组成,生物分子的三维结构,生物结构中的非共价力第2章蛋白质的构件——氨基酸了解:基本氨基酸的结构、分类、蛋白质的水解掌握:α-氨基酸的一般结构、常见的蛋白质氨基酸、氨基酸的等电点、氨基酸的光谱性质、氨基酸的解离和氨基酸的重要化学性质第3章蛋白质的通性、纯化和表征了解:蛋白质的酸碱性质、沉淀原理、分离纯化的基本原则掌握:相对分子质量的测定方法和蛋白质的分离纯化方法第4章蛋白质的共价结构了解:蛋白质分类、化学组成、形状、功能掌握:蛋白质一级结构的测定、肽的物理和化学性质、肽和肽键的结构、蛋白质的氨基酸序列和生物学功能第5章蛋白质的三维结构了解:蛋白质的三维结构概念、特点掌握:维持蛋白质的三维结构的作用力类型、超二级结构和结构域第6章蛋白质的功能与进化了解:XX类蛋白结构与功能的关系第7章糖类和糖生物学了解:糖类的种类、结构、性质与功能掌握:糖类的生物学作用、命名与分类、糖肽连键的类型第8章脂质与生物膜了解:脂类种类、基本结构、性质与功能;生物膜的组成掌握:脂肪酸的种类、天然脂肪酸的结构特点、甘油磷脂的结构、胆固醇、脂蛋白;生物膜的流动镶嵌模型;生物膜物质运输的基本类型、运输方式的特点第9章酶引论了解:酶催化作用的特点、酶的命名和分类、酶分子工程掌握:酶的化学本质、酶的专一性、酶的活力测定, 核酶第10章酶动力学了解:化学动力学基础掌握:影响酶促反应速度的因素及其特征第11章酶作用机制和酶活性调节了解:影响酶促化效率的有关因素、同工酶的概念掌握:酶的活性部位、酶催化反应机制第12章维生素与辅酶了解:维生素的分类、维生素参与XX的XX种辅因子、作为辅酶的金属离子掌握:常见XX种辅因子的作用机制第13章核酸通论了解:核酸的种类、分布和功能掌握:核酸的生物学功能第14章核酸的结构了解:核苷酸的结构掌握:核酸的共价结构、高级结构基本特点第15章核酸的物理化学性质和研究方法了解:核酸的水解,核酸的凝胶电泳与蛋白质电泳的区别、核酸的核苷酸序列测定和化学合成,核酸微阵技术掌握:核酸的酸碱性质、核酸的紫外吸收、核酸的变性、复性和杂交;核酸的分离、提纯和定量测定的基本方法第16章激素不要求第17章新陈代谢总论了解:新陈代谢的基本轮廓。
第十二章核酸通论7-1 核酸通论:上册P470蛋白质的合成取决于核酸,生物功能由蛋白质来实现。
核酸保证了生命精确复制自己,生命信息是通过核酸来储存、传递和表达的。
(一)核酸的发现和研究简史:(1)核酸的发现1868年从外科绷带上脓细胞发现含DNA的脱氧核糖核蛋白。
(2)DNA双螺旋结构模型的建立1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型,为分子生物学发展奠定了基础,为20世纪自然科学中最伟大的成就之一。
(3)生物技术的兴起1.DNA重组技术:将外源DNA片断插入质粒DNA或病毒DNA分子内,获体外重组体,并克隆。
2.基因工程:将DNA重组技术用于改变生物机体的性状特征,改造基因以至改造物种统称为基因工程。
3.核酶(ribozyme):RNA在自我拼接切除过程中具催化功能。
4.反义RNA:是与mRNA互补的RNA分子与mRNA结合后,可阻断mRNA的翻译,是在翻译水平调控基因表达的一种方式。
5.同源异形体蛋白质:一个基因转录产物通过选择性拼接可形成多种同源异形体蛋白质,不是一个基因一条多肽链。
6.基因芯片:将大量与人类疾病等相关的基因高密度排在只有指甲盖大小的玻璃片或纤维膜上。
用血液或其他体液滴在芯片上,进行检测和诊断。
可进行疾病诊断、药物筛选、基因功能研究、生物制剂检测、检疫、司法鉴定等。
7.克隆:将编有密码的目标蛋白质基因导入宿主细胞进行转录和翻译,制造蛋白或产生新个体。
转基因后再克隆,已导致一个新的生物技术产业群的兴起。
克隆羊等克隆动物的诞生:将体细胞在细胞分化过程中被关闭的基因启动,向干细胞过渡,通过电脉冲等方法融合到去核的卵细胞中,再在动物子宫中发育成个体。
(4)人类基因组计划(HGP)1990年正式开始,2000年6月完成“工作框架图”,人类有32亿(3.2×109)个碱基对,3万多个结构基因。
生命科学进入后基因组时代:研究从揭示基因组DNA序列转移到在整体水平上对基因组功能的研究,产生功能基因组学新学科。