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生物化学之核酸的化学

送给大家一首经典的粤语歌,希望我们每一个人都无悔这一生!

The greater the struggle,the more glorious the triumph

挑战愈艰巨,胜利愈辉煌 

核酸的组成与结构

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1、核酸的生物功能


RNA:信使RNA、核糖RNA、转运RNA等

DNA:生物遗传变异的物质基础

遗传与变异是最重要、最本质的生命现象。

遗传是相对的,变异是绝对的。



2、核酸的分子组成与基本结构单位


基本化学组成 

RNA:A、U、G、C  

DNA:A、T、G、C


(一)核苷和核苷酸

碱基:嘧啶碱:胞嘧啶(DNA、RNA)、

         尿嘧啶(RNA)、胸腺嘧啶(DNA)

    嘌呤碱:腺嘌呤、鸟嘌呤

稀有碱基:主要在tRNA中


核糖和脱氧核糖

核苷:戊糖和碱基以C-N键连接,戊糖的第一位C与嘧啶碱的第一位N或嘌呤碱的第九位N连接,一般称为N-糖苷键。

核苷酸:核酸是由许多单核苷酸分子以3',5'-磷酸二酯键连接而成的多核苷酸。


(二)环化核苷酸

3',5'-环化腺苷酸或环磷腺苷(cAMP)、3',5'-环化鸟苷酸或环磷鸟苷(cGMP)二者是激素的第二信使,分别具有放大激素作用信号和缩小激素作用信号的功能。



3、核酸的分子结构


(一)DNA的一级结构:

单核苷酸间连接键性质及碱基排列顺序

真核细胞染色质与原核细胞染色质DNA一级结构的特点

(二)DNA的二级结构

DNA双螺旋结构模型要点

维持DNA结构双螺旋稳定性的作用力:

碱基堆积力>氢键、离子键

表 DNA的类型(B型重点掌握,与蛋白质双螺旋结构区分记忆)

(三)DNA的三级结构:超螺旋


4、RNA 的种类和分子结构


rRNA分子量最大,tRNA最小,mRNA含量很少。

干扰小RNA和微RNA简单记特点。


RNA的组成特征: 

基本组成单位是AMP、GMP、CMP、UMP含假尿嘧啶核苷酸、带有甲基化碱基的多种核苷酸等;

以3',5'-磷酸二酯键连接;

单链结构,局部卷曲为双螺旋,发卡结构;

易被碱水解


5、三类RNA的结构


(一)tRNA

一级结构:有较多稀有碱基核苷酸,3'末端为C-C-AOH

二级结构:三叶草式,分为氨基酸臂(末端CCA)、二氢尿嘧环\反密码环、额外环、TΦC环

三级结构:倒L型的三级结构


(二)mRNA

分子量大小不一

3'末端有多聚核苷酸(polyA)

5'末端有帽子结构

有编码区和非编码区

可与多个核糖体结合成串珠样的多核糖体


(三)原核细胞 mRNA特点




核酸的理化性质

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1.分子大小

2.溶解度与黏度:DNA和RNA均为极性化合物,微溶于水,RNA的黏度比DNA小。

3.酸碱性


4.紫外吸收:          

最大吸收值在260nm

DNA的增色效应:变性的DNA在260nm时紫外吸收值显著增加

减色效应:在一定条件下,变性核酸可以复性,紫外吸收又回复原来的水平


5.核酸变性、复性和杂交

变性:有些理化因素破坏氢键和碱基堆积力,核酸分子的空间结构发生改变,从而引起核酸理化性质和生物学功能改变。不涉及核苷酸间共价键的断裂。

影响因素:温度、PH、有机溶剂等

热变性:DNA加热引起的变性,粘度降低,颜色反应增强,260nm紫外吸收增强。(跃变)

熔点(熔解温度)Tm:DNA在热变性过程中紫外吸收达到最大值的1/2时的温度。

Tm影响因素:G+C比例、离子强度


复性:变性DNA在适当条件下,发生复性。物理化学性质改变,如黏度升高,紫外值降低。

但热变性DNA骤然冷却至低温时,DNA不可能复性,缓慢冷却可以复性。


核酸的杂交:最常用的是以硝酸纤维素膜作为载体。


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