nucleic acid 核酸的结构与功能
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第八章核酸结构、功能与核苷酸代谢
第八章 核酸结构、功能与核苷酸代谢
核酸(nucleic acid)根据所含戊糖差别,分为脱氧核糖核酸(DNA)导言:本章开始介绍,遗传物质的储存、和核糖核酸(RNA)。DNA主要存在于细胞核,线粒体内也存在有DNA;传递和表达RNA存在于细胞质和细胞核内。 的有关内容。
画图讲解
强调:T与U
的区别。
由学生自己
总结。
第一节 核酸的化学组成 核酸基本组成单位:核酸的基本组成单位是核苷酸;核苷酸完全水解 一、碱基 碱基是含氮杂环化合物,有两类:嘌呤与嘧定。其中嘌呤分为腺嘌呤 提问:DNA与RNA碱基的异同点。 二、戊糖 DNA中含β-D-2-脱氧核糖;RNA中含β-D-脱氧核糖。 三、核苷 戊糖的第1位碳原子分别与嘌呤碱的第9位N原子和嘧啶碱的第1位N原子通过糖苷键相连接形成核苷。戊糖若为脱氧核糖,称为脱氧核苷。 提问:几种核苷的命名。 四、核苷酸 核苷与磷酸通过磷酸酯键连接,即为核苷酸。含脱氧核糖者称为脱氧核糖核苷酸(脱氧核苷酸)。生物体内多数生成5′-核苷酸。 DNA和RNA基本单位: 组成RNA的核糖核苷酸主要有AMP、GMP、CMP及UMP 4种; 组成DNA的脱氧核苷酸主要有 dAMP、
dGMP、dCMP及 dTMP 4种。 游离的核苷酸: 在体内还存在有重要生理功能的游离核苷酸。如3′、5′-环状腺苷酸(cAMP);3′、5′-环状鸟
cGMP和激素的作用有非常密切关系,人们把cAMP称为苷酸等,cAMP、
激素的“第二信使”。ATP是体内能量的直接来源 和利用形式。细菌DNA中含有众多的非甲基化的CpG模体,此模体对哺乳动物的免疫细胞具有刺激作用。研究人员正试图利用它进行疫苗的制备、肿瘤治疗与阻止免疫变态的反应的发生。
第二节 DNA的结构与功能 3′-5′磷酸
二酯键是每
一、DNA的一级结构
定义:DNA分子中核苷酸的排列顺序及其连接方式。也可用碱基顺序来表示核酸的一级结构。以3′-5′磷酸二酯键相连接。
第三章 核酸的结构和功能
核酸(nucleic acid)是重要的生物大分子,它的构件分子是核苷酸(nucleotide),天然存在的核酸可分为脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)和核糖核酸(ribonucleic acid,RNA)两类。DNA贮存细胞所有的遗传信息,是物种保持进化和世代繁衍的物质基础。RNA中参与蛋白质合成的有三类:转移RNA(transfer RNA,tRNA),核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)和信使RNA(messenger RNA,mRNA)。20世纪末,发现许多新的具有特殊功能的RNA,几乎涉及细胞功能的各个方面。
第一节 核苷酸
核苷酸可分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两类,核糖核苷酸是RNA的构件分子,而脱氧核糖核苷酸是DNA构件分子。细胞内还有各种游离的核苷酸和核苷酸衍生物,它们具有重要的生理功能。核苷酸由核苷(nucleoside)和磷酸组成。而核苷则由碱基(base)和戊糖构成(图3-1)。
一、 碱基
构成核苷酸中的碱基是含氮杂环化合物,有嘧啶(pyrimidine)和嘌呤(purine)两类。核酸中嘌呤碱主要是腺嘌呤和鸟嘌呤,嘧啶碱主要是胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶。DNA和RNA中均含有腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶,而尿嘧啶主要存在于RNA中,胸腺嘧啶主要存在于DNA中。在某些tRNA分子中也有胸腺嘧啶,少数几种噬菌体的DNA含尿嘧啶而不是胸腺嘧啶。这五种碱基受介质pH的影响出现酮式、烯醇式互变异构体。
在DNA和RNA中,尤其是tRNA中还有一些含量甚少的碱基,称为稀有碱基(rare bases)稀有碱基种类很多,大多数是甲基化碱基。tRNA中含稀有碱基高达10%。
二、 戊糖
核酸中有两种戊糖DNA中为D-2-脱氧核糖(D-2-deoxyribose),RNA中则为D-核糖(D-ribose)(图3-5)。在核苷酸中,为了与碱基中的碳原子编号相区别核糖或脱氧核糖中碳原子标以C-1’,C-2’等。脱氧核糖与核糖两者的差别只在于脱氧核糖中与2’位碳原子连结的不是羟基而是氢,这一差别使DNA在化学上比RNA稳定得多。
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第三章 核酸的结构与功能
核酸(nucleic acid)是重要的生物大分子,是生物化学与分子生物学研究的重要对象和领域。由于核酸的结构和功能比较复杂,分子很不稳定,在细胞中的含量又比较小,在四类生物大分子中,它的研究开始最晚。现代生物化学建立于18世纪下半叶。“蛋白质”一词最早于1838年,由J.J.Berzelius提出,“核酸”这个词出现要晚半个世纪。1868年瑞士外科医师米歇(Friedrich Miescher)由脓细胞中分离提取出一种含磷量很高的酸性物质,称为核素(nuclein),继任者发展了制备不含蛋白质的核酸的方法,1889年R.Altmann最早提出“核酸”(nucleic acid)一词。核酸的研究改变了整个生命科学的面貌,并由此诞生了分子生物学这一当今发展最迅速、最有活力的学科。
核酸分为两大类:脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)和核糖核酸(ribonucleic
acid,RNA)。RNA根据其结构和功能的不同主要分为三类:信使RNA(messenger
RNA,mRNA)、转运RNA(transfer RNA,tRNA)和核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)。DNA是遗传信息的贮存和携带者,RNA主要是转录、传递DNA上的遗传信息,直接参与细胞蛋白质的的生物合成。在真核细胞中,DNA绝大部分(约98%)存在于细胞核染色质中,其余分布于细胞器(如线粒体、叶绿体)中;RNA绝大部分(约90%)分布在细胞质中,其余分布在细胞核内。
第一节 核酸的分子组成
核酸是一种多聚核苷酸,它的基本结构是核苷酸(nucleotide)。采用不同的降解法,可以将核酸降解成核苷酸,核苷酸还可以进一步降解为核苷和磷酸。核苷再进一步分解生成含氮碱基(base)和戊糖。碱基分两大类:嘌呤碱和嘧啶碱。所以,核酸由核苷酸组成,而核苷酸又由碱基、戊糖与磷酸组成。
Big Bang Theory
Nucleic Acids 核酸
Most matter exists as compounds(化合物)---combinations of atoms
or
oppositely charges ions(相反电荷的离子) of two or more different
elements
held together in fixed proportions(平衡)by chemical bonds.
Compounds are classified as organic(有机的) or inorganic(无机的). Organic compounds contain atoms of
the
element carbon(碳), usually combined with itself and with
atoms of one or more other elements such as
hydrogen,
oxygen, nitrogen, sulfur(硫), phosphorus(磷), and chlorine(氯). Many materials important to us---food, vitamins,
blood, skin, cotton, wool, paper, oil, plastics---are organic
compounds.
Lager and more complex organic compounds,
called
polymers(聚合物),consist of a number of basic structural
units link together by chemical bonds. Important organic
polymers starches(淀粉)in rice and potato plants,