核酸的结构和功能 (1)
- 格式:ppt
- 大小:1.17 MB
- 文档页数:29
核酸结构与功能解析核酸是构成生物体内遗传信息的主要分子之一,其中包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
这两种核酸都具有复杂的结构和多样的功能,对于生物体的正常运行至关重要。
本文将对核酸的结构和功能进行详细解析。
一、脱氧核糖核酸(DNA)的结构与功能DNA是一种由核苷酸单元组成的长链分子,每个核苷酸单元由磷酸、脱氧核糖和一种碱基组成。
DNA分子通常以双螺旋结构存在,其中两条链通过碱基间的氢键相互配对,形成阅读方向相反的互补链。
DNA的主要功能是存储和传递遗传信息。
在细胞分裂过程中,DNA复制可以确保每个新细胞都获得与母细胞相同的遗传信息。
此外,DNA还通过转录的过程将遗传信息转化为RNA,进一步参与蛋白质的合成。
二、核糖核酸(RNA)的结构与功能RNA同样由核苷酸单元组成,但与DNA不同的是,RNA中的脱氧核糖被核糖代替,而胸腺嘧啶(T)碱基则被尿嘧啶(U)取代。
RNA分子通常以单链或者部分螺旋结构存在。
RNA具有多种功能,其中最重要的是参与蛋白质合成。
在转录过程中,RNA通过与DNA互补配对的方式,将DNA中的遗传信息转录成RNA信使分子(mRNA)。
随后,mRNA将被转运到核糖体,通过翻译过程将遗传信息转化为特定的氨基酸序列,从而合成蛋白质。
除了参与蛋白质合成外,RNA还有多种其他功能。
例如,转运RNA(tRNA)能将氨基酸输送到核糖体,核糖体RNA(rRNA)在蛋白质合成中担任结构和催化剂的角色,小核仁RNA(snoRNA)参与修饰rRNA等。
三、核酸结构与功能的相互关系DNA和RNA在结构上的差异直接决定了它们具有不同的功能。
DNA具有较强的稳定性,适合长期存储遗传信息。
同时,DNA的双螺旋结构也使得它在复制过程中具有较高的准确性。
相比之下,RNA的结构相对不稳定,但具有较强的反应活性。
这使得RNA能够更加灵活地参与蛋白质合成和其他生物过程。
此外,由于RNA中的碱基尿嘧啶(U)的存在,RNA相较于DNA更容易发生突变。
第二章 核酸的结构和功能内容提要核酸是以核苷酸为基本组成单位的线性多聚生物信息分子。
分为DNA 和RNA 两大类。
其化学组成见下表:碱基与戊糖通过糖苷键相连,形成核苷。
核苷的磷酸酯为核苷酸。
根据核苷酸分子的戊糖种类不同,核苷酸分为核糖核苷酸与脱氧核糖核苷酸,前者是RNA 的基本组成单位,后者为DNA 的基本组成单位,核酸分子中核苷酸以3’,5’-磷酸二酯键相连,形成多核苷酸链,是核酸的基本结构。
多核苷酸链中碱基的排列顺序为核酸的一级结构。
多核苷酸链的两端分别称为3’-末端与5’-末端。
DNA 的二级结构即双螺旋结构的特点:⑴两条链走向相反,反向平行,为右手螺旋结构;⑵脱氧核糖和磷酸在双螺旋外侧,碱基在内侧;⑶两链通过氢键相连,必须A 与T 、G 与C 配对形成氢键,称为碱基互补规律。
⑷大(深)沟,小(浅)沟。
⑸螺旋一周包含10个bp ,碱基平面间的距离为0.34nm ,螺旋为3.4nm ,螺旋直径2nm ;⑹疏水作用。
氢键及碱基平面间的疏水性堆积力维持其稳定性。
DNA 的基本功能是作为遗传信息的载体,并作为基因复制转录的模板。
mRNA 分子中有密码,是蛋白质合成的直接模板。
真核生物的mRNA 一级结构特点:5’-末端“帽”,3’-末端“尾”。
tRNA 在蛋白质合成中作为转运氨基酸的载体,其一级结构特点:含有较多的稀有碱基;3’-CCA -OH ,二级结构为三叶草形结构。
rRNA 与蛋白质结合构成核蛋白体,作为蛋白质合成的“装配机”。
细胞的不同部位还存在着许多其他种类小分子RNA ,统称为非mRNA 小RNA (snmRNAs ),对细胞中snmRNA 种类、结构和功能的研究称为RNA 组学。
具有催化作用的某些小RNA 称为核酶。
碱基、核苷、核苷酸及核酸在260nm 处有最大吸收峰。
加热可使DNA 双链间氢键断裂,变为单链称为DNA 变性。
DNA 变性时,OD 260增高。
OD 260达到最大值的50%时的相应温度为DNA解链温度(Tm )。