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1、第二節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)(一)核酸的分類和組成NucleicAcid一核酸的分類核酸分為兩大類.脫氧核糖核酸(DNA)DeoxyribonucleicAcid核糖核酸(RNA)RibonucleicAcid。DNA分子含有生物物種的所有遺傳信息,分子量一般都很大。DNA為雙鏈分子,其中大多數(shù)是鏈狀結(jié)構(gòu)大分子,也有少部分呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)。脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)RNA主要是負責DNA遺傳信息的翻譯和表達,分子量要比DNA小得多。RNA為單鏈分子。RNA的類別根據(jù)RNA的功能,可以分為mRNA、tRNA和rRNA三種。mRNA(信使RNA)約占總RNA的5%。不同細胞的m
2、RNA的鏈長和分子量差異很大。它的功能是將DNA的遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)合成基地–核糖核蛋白體。MessengerRNAtRNA(轉(zhuǎn)移RNA)約占總RNA的10-15%。它在蛋白質(zhì)生物合成中起翻譯氨基酸信息,并將相應(yīng)的氨基酸轉(zhuǎn)運到核糖核蛋白體的作用。已知每一個氨基酸至少有一個相應(yīng)的tRNA。RNA分子的大小很相似,鏈長一般在73-78個核苷酸之間。TransferRNArRNA(核糖體RNA)約占全部RNA的80%,是核糖核蛋白體的主要組成部分。rRNA的功能與蛋白質(zhì)生物合成相關(guān)。RibosomeRNA二核酸的組成核酸(DNA和RNA)是一種線性多聚核苷酸,它的基本結(jié)構(gòu)單
3、元是核苷酸。核苷酸本身由核苷和磷酸組成,而核苷則由戊糖和堿基形成DNA與RNA結(jié)構(gòu)相似,但在組成成份上略有不同。第二節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)一、核酸的一級結(jié)構(gòu)多聚核苷酸是由四種不同的核苷酸單元按特定的順序組合而成的線性結(jié)構(gòu)聚合物,因此,它具有一定的核苷酸順序,即堿基順序。核酸的堿基順序是核酸的一級結(jié)構(gòu)。DNA的堿基順序本身就是遺傳信息存儲的分子形式。生物界物種的多樣性即寓于DNA分子中四種核苷酸千變?nèi)f化的不同排列組合之中。而mRNA(信息RNA)的堿基順序,則直接為蛋白質(zhì)的氨基酸編碼,并決定蛋白質(zhì)的氨基酸順序。RNA一級結(jié)構(gòu)的特點RNA一級結(jié)構(gòu)研究最多的是tRNA、rRNA以及一些
4、小分子的RNA。其中tRNA分子具有以下特點:分子量25000左右,大約由70-90個核苷酸組成,沉降系數(shù)為4S左右。分子中含有較多的修飾成分。3'-末端都具有CpCpAOH的結(jié)構(gòu)。mRNA一級結(jié)構(gòu)的特點真核細胞mRNA的3‘-末端有一段長達200個核苷酸左右的聚腺苷酸(polyA),稱為“尾結(jié)構(gòu)”,5’-末端有一個甲基化的鳥苷酸,稱為”帽結(jié)構(gòu)“。RNA的高級結(jié)構(gòu)特點RNA是單鏈分子,因此,在RNA分子中,并不遵守堿基種類的數(shù)量比例關(guān)系,即分子中的嘌呤堿基總數(shù)不一定等于嘧啶堿基的總數(shù)。RNA分子中,部分區(qū)域也能形成雙螺旋結(jié)構(gòu),不能形成雙螺旋的部分,則形成突環(huán)。這種結(jié)構(gòu)可
5、以形象地稱為“發(fā)夾型”結(jié)構(gòu)。在RNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)中,堿基的配對情況不象DNA中嚴格。G除了可以和C配對外,也可以和U配對。G-U配對形成的氫鍵較弱。不同類型的RNA,其二級結(jié)構(gòu)有明顯的差異。tRNA中除了常見的堿基外,還存在一些稀有堿基,這類堿基大部分位于突環(huán)部分tRNA的高級結(jié)構(gòu)1,tRNA的二級結(jié)構(gòu)tRNA的二級結(jié)構(gòu)都呈”三葉草”形狀,在結(jié)構(gòu)上具有某些共同之處,一般可將其分為五臂四環(huán):包括氨基酸接受區(qū)、反密碼區(qū)、二氫尿嘧啶區(qū)、T?C區(qū)和可變區(qū)。除了氨基酸接受區(qū)外,其余每個區(qū)均含有一個突環(huán)和一個臂。(1)氨基酸接受區(qū)包含有tRNA的3’-末端和5’-末端,3’-末端
6、的最后3個核苷酸殘基都是CCA,A為核苷。氨基酸可與其成酯,該區(qū)在蛋白質(zhì)合成中起攜帶氨基酸的作用。(2)反密碼區(qū)與氨基酸接受區(qū)相對的一般含有7個核苷酸殘基的區(qū)域,其中正中的3個核苷酸殘基稱為反密碼(3)二氫尿嘧啶區(qū)該區(qū)含有二氫尿嘧啶。(4)T?C區(qū)該區(qū)與二氫尿嘧啶區(qū)相對,各種tRNA在此區(qū)均含有T?C。(5)可變區(qū)位于反密碼區(qū)與T?C區(qū)之間,不同的tRNA該區(qū)變化較大。2,tRNA的三級結(jié)構(gòu)在三葉草型二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,突環(huán)上未配對的堿基由于整個分子的扭曲而配成對,目前已知的tRNA的三級結(jié)構(gòu)均為倒L型二、DNA的二級結(jié)構(gòu)1953年,J.Watson和F.Crick在
7、前人研究工作的基礎(chǔ)上,根據(jù)DNA結(jié)晶的X-衍射圖譜和分子模型,提出了著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,并對模型的生物學(xué)意義作出了科學(xué)的解釋和預(yù)測。1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點DNA分子由兩條DNA單鏈組成。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)是分子中兩條DNA單鏈之間基團相互識別和作用的結(jié)果。雙螺旋結(jié)構(gòu)是DNA二級結(jié)構(gòu)的最基本形式。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點(1)DNA分子由兩條多聚脫氧核糖核苷酸鏈(簡稱DNA單鏈)組成。兩條鏈沿著同一根軸平行盤繞,形成右手雙螺旋結(jié)構(gòu)。螺旋中的兩條鏈方向相反,即其中一條鏈的方向為5′→3′,而另一條鏈的方向為3′→5′。(2)嘌呤堿和