生物化学：第二章 核酸b

• tRNA的二级结构大都呈 “ 三叶草” 形状，在结 构上具有某些共同之处， 一般可将其分为四臂四环： 包括氨基酸接受臂、反密 码（环）臂、二氢尿嘧啶 （环）臂、TC（环）臂 和可变环。除了氨基酸接 受区外，其余每个区均含 有一个突环和一个臂。
(1)氨基酸接受区
包含有tRNA的3 -末端和
5-末端， 3-末端的最后3 个核苷酸残基都是CCA，A 为腺苷酸。氨基酸可与其成
• 在RNA的双螺旋结构中，碱基的配对情 况不象DNA中严格。G 除了可以和C 配 对外，也可以和U 配对。G-U 配对形成 的氢键较弱。不同类型的RNA, 其二级 结构有明显的差异。
• tRNA中除了常见的碱基外，还存在一些 稀有碱基，这类碱基大部分位于突环部 分.
tRNA的高级结 构
1、tRNA的二级结构
酯，该区在蛋白质合成中起 携带氨基酸的作用。
(2)反密码区 与氨基酸接受区相对，一般 环中含有7个核苷酸残基， 臂中含有5对碱基。其中环 正中的3个核苷酸残基称为
反密码子。
（3)二氢尿嘧啶区
该区含有二氢尿嘧啶。环由 8-12个核苷酸组成，臂由 3-4对碱基组成。
(4) TC区
该区与二氢尿嘧啶区相对， 假尿嘧啶核苷酸—胸腺嘧啶 核糖核苷酸环(TC)由7个 核苷酸组成，通过由5对碱 基组成的双Hale Waihona Puke Baidu旋区(TC臂) 与tRNA的其余部分相连。 除个别例外，几乎所有 tBNA在此环中都含有TC 。
有机溶剂。（用乙醇从溶液中沉淀核酸）
• DNA和RNA在细胞中常以核蛋白形式存在，两种核蛋白在盐溶 液中的溶解度不同。
DNA核蛋白 RNA核蛋白
0.14mol/LNaCl -
+
1-2mol/LNaCl +
-
▪ DNA溶液的粘度很大，而RNA溶液的粘度小得多。核酸发生变 性或降解后其粘度降低。
▪ 核酸受到强大离心力的作用时，可从溶液中沉降下来，其沉降速 度与核酸的大小和密度有关。
第二章 核 酸
引 言：核酸概述 第一节：核酸的种类、分布与功能 第二节：核酸的化学组成 第三节：核酸的分子结构 第四节：核蛋白体 第五节：核酸的重要理化性质与分析技术 第六节: 基因组学简介
第五节、核酸的重要理化性质与分析技术
一、核酸的一般物理性质
• DNA为白色纤维状固体，RNA为白色粉末状固体，都微溶于水， 其钠盐在水中的溶解度较大。但不溶于乙醇、乙醚和氯仿等一般
颈 圈 基 板
尖 钉
头 部
尾 部
尾 丝
噬菌体T2结构
2.细菌的拟核
细菌基因组为双链环状DNA，与碱性蛋白和 少量RNA结合，形成突环结构。其DNA分子的 长度大约是其菌体长度的1000倍。所以细菌 DNA在细胞内紧密缠绕形成致密的小体，称为 拟核（nucleoid）.
3.真核生物的染色体(核蛋白)
DNA双链以左手螺旋缠绕在组蛋白形成的八聚 体核心上即核小体 念珠状结构 核小体链 进一步盘绕、折叠形成染色质丝 组成突环 玫瑰花结 螺线圈 由螺线圈组装成染色单 体。
真核生物的染色质丝
组蛋白八聚体：H2A H2B H3 H4各2个分子
从DNA到染色质丝，DNA压 缩了近100倍，若从DNA到 最后凝缩成染色体，DNA压 缩了近万倍。
RNA的等电点比DNA低的原因，是RNA分子中核糖基 2′-OH通过氢键促进了磷酸基上质子的解离。DNA没有 这种作用。
三、核酸的水解
1.核酸的酸解
• 核酸分子中的磷酸二酯键可在酸或碱性条件下水 解切断（降解）。
二、核酸的两性性质及等电点
• 与蛋白质相似，核酸分子中既含有酸性基团（磷酸基） 也含有弱碱性基团碱基，因而核酸也具有两性性质。
• 由于核酸分子中的磷酸是一个中等强度的酸，而碱基呈 现弱碱性，所以核酸的等电点比较低。（当核酸分子内 的酸性解离和碱性解离相等，本身所带的正电荷与负电 荷相等时，此时核酸溶液的pH值即为核酸的等电点pI） 如DNA的等电点为4～4.5，RNA的等电点为2～2.5。 核酸在其等电点时溶解度最小。
(5)可变区
位于反密码区与TC区之间， 不同的tRNA该区变化较大， 一般有3-18个核苷酸组成。
假尿苷
胸腺嘧啶核糖核苷
稀有核苷（tRNA）
2、tRNA的三级结构
• 在三叶草型二级结构的基础上，突环上 未配对的碱基由于整个分子的扭曲而配 成对，目前已知的tRNA的三级结构均为 倒L形。
稳定因素：碱基堆积力和氢键
* rRNA的种类（根据沉降系数）
原核生物 5S rRNA
23S rRNA 16S rRNA
真核生物 5S rRNA
28S rRNA 5.8S rRNA 18S rRNA
rRNA的甲基化多发生在核糖上。
核蛋白体的组成
核糖体（S)
亚基（S)
50
原核生物 70
（以大肠杆菌为例）
30
60
真核生物 80
（以小鼠肝为例）
1.病毒：病毒颗粒主要由蛋白质和核酸及脂质、糖 类组成。动物病毒主要为DNA病毒，植物病毒 主要为RNA病毒。核酸是遗传物质，而蛋白质 与病毒宿主的专一性有关，同时可以保护核酸免 受损伤。
• 核酸位于病毒粒子 的中心,蛋白质包围 在核酸外面,形成衣 壳,并决定病毒粒子 的外形。
• 病毒的侵染性由核 酸引起,蛋白质无侵 染性,仅起保护作用 或识别宿主细胞表 面位点。
40
rRNA (S) 蛋白质
23
31种
5
16
21种
28
5.8
49种
5
18
33种
(二) RNA的高级结构特点
• RNA是单链分子，因此，在RNA分子中， 并不遵守碱基种类的数量比例关系，即分子 中的嘌呤碱基总数不一定等于嘧啶碱基的总 数。
• RNA分子中，部分区域也能形成双螺旋结构 （类似A-DNA双螺旋结构），不能形成双 螺旋的部分，则形成突环。这种结构可以形 象地称为“发夹型”结构或茎环结构。
第二章 核 酸
引 言：核酸概述 第一节：核酸的种类、分布与功能 第二节：核酸的化学组成 第三节：核酸的分子结构 第四节：核蛋白体 第五节：核酸的重要理化性质与分析技术 第六节: 基因组学简介
核酸与蛋白质复合物的结构
生物体内的核酸通常与蛋白质结合形成复合物， 以核蛋白的形式存在。
DNA分子十分巨大，将它组装在有限的空间内， 需要高度组织，用压缩比来表示。即：DNA分 子长度与组装后特定结构长度之比称为压缩比。