《核酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)》PPT課件

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1、第八章核酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)生物化學(xué)概述核酸的化學(xué)組成DNA的結(jié)構(gòu)RNA的結(jié)構(gòu)與功能核酸的性質(zhì)教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)概述核酸是重要的遺傳物質(zhì)核酸的分類(lèi)及分布核酸的水解教學(xué)內(nèi)容核酸(nucleicacid)是生物特有的重要的大分子化合物，廣泛存在于各類(lèi)生物細(xì)胞中，“種瓜得瓜，種豆得豆”的遺傳現(xiàn)象即源于核酸上所攜帶的遺傳信息。一、核酸是重要的遺傳物質(zhì)早在1868年，瑞士的一位年輕科學(xué)家Miescher(米歇爾)從外科繃帶上膿細(xì)胞的細(xì)胞核中分離出了一種具有極強(qiáng)酸性的物質(zhì)，它的含磷量之高超過(guò)任何當(dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的有機(jī)化合物，由于來(lái)源于細(xì)胞核，被稱(chēng)為“核素”。1889年，Altmann(奧

2、特曼)將之純化，并其中不含蛋白質(zhì)成分稱(chēng)為“核酸”?，F(xiàn)在我們已有充分的事實(shí)證明，所有的生物無(wú)例外的都含有核酸，核酸是一切生物必定含有的正常成分。二、核酸的種類(lèi)、分布與功能分類(lèi)：核酸分為二大類(lèi)核糖核酸(RNA)，脫氧核糖核酸(DNA)。分布：多數(shù)細(xì)胞含有兩種核酸，DNA主要存在于細(xì)胞核中，少量存在細(xì)胞核外；RNA則主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，少量存于在細(xì)胞核中；病毒只含有一種核酸，多數(shù)細(xì)菌病毒(噬菌體)屬于DNA病毒，少數(shù)噬菌體屬RNA病毒；植物病毒絕大部分為RNA病毒，少數(shù)為DNA病毒；動(dòng)物病毒中，有的屬DNA病毒，有的屬RNA病毒；不含外殼蛋白類(lèi)病毒，僅由RNA組成。

3、功能：對(duì)絕大多數(shù)生物而言DNA是遺傳信息的貯存和攜帶者，在不含有DNA的RNA毒中，RNA是遺傳物質(zhì)；RNA的主要功能是參與遺傳信息的表達(dá)。三、核酸的水解核酸分子很大，但可在酸、堿和酶的催化下逐步降解，所以可以通過(guò)分離鑒定降解的中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物，來(lái)分析核酸的組成成分以及這些成分的相互關(guān)系。核酸核苷酸核苷磷酸堿基戊糖核酸逐步降解的過(guò)程：核酸是由核苷酸組成的，核苷酸是組成核酸的基本結(jié)構(gòu)單位。核酸是由幾百甚至幾千萬(wàn)個(gè)核苷酸聚合而成的生物大分子，稱(chēng)為多聚核苷酸。而堿基、戊糖和磷酸則是組成核酸的基本組分。部分水解產(chǎn)物完全水解產(chǎn)物第二節(jié)核酸的化學(xué)組成堿基、戊糖和磷酸核苷

4、核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸核酸分子中核苷酸的連接方式教學(xué)內(nèi)容從化學(xué)的角度看，核酸是核苷酸的多聚體。而核苷酸又是由更小的分子——堿基、戊糖和磷酸組成。一、核酸的基本組分——堿基、戊糖和磷酸DNA與RNA在組分上的差異基本組分DNARNA堿基嘌呤堿腺嘌呤(A)鳥(niǎo)嘌呤(G)腺嘌呤(A)鳥(niǎo)嘌呤(G)嘧啶堿胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)戊糖脫氧核糖核糖磷酸磷酸磷酸堿基：核酸中的堿基有兩類(lèi)：嘌呤堿和嘧啶堿。它們是含氮的雜環(huán)化合物，所以稱(chēng)為堿基，也稱(chēng)含氮堿。嘌呤堿嘧啶堿腺嘌呤(A)鳥(niǎo)嘌呤(G)胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(C)堿基的結(jié)構(gòu)特征：核酸中

5、的堿基都含N的雜環(huán)化合物，嘌呤環(huán)和嘧啶環(huán)均呈平面或接近于平面的結(jié)構(gòu)。由于存在共軛雙鍵，故在250-280nm處有紫外吸收光譜，最大吸收峰在260nm處。核酸中五種堿基中的酮基和氨基，均位于堿基環(huán)中氮原子的鄰位，可以發(fā)生酮式-烯醇式或氨基-亞氨基之間的結(jié)構(gòu)互變。這種互變異構(gòu)在基因的突變和生物的進(jìn)化中具有重要作用。核酸稀有堿基：除上述5種基本的堿基外，核酸中還有一些含量稀少的堿基，通常稱(chēng)為稀有堿基。這些堿基大多是在上述嘌呤或嘧啶堿的不同部位甲基化或進(jìn)行其它的化學(xué)修飾而形成的衍生物，因此也稱(chēng)之為修飾堿基。戊糖和磷酸：核酸中的戊糖有核糖和脫氧核糖兩種，分別存在于核糖核

6、苷酸和脫氧核糖核苷酸中。核酸中兩種戊糖都是以β-呋喃環(huán)形結(jié)構(gòu)存在，不具有直鏈醛型結(jié)構(gòu)。核酸是含磷的生物大分子，DNA和RNA分子中都含有一定量的磷酸，所以核酸呈酸性，可與Na+、多胺、組蛋白結(jié)合。核酸中的磷酸參與形成3',5'-磷酸二酯鍵，使核酸連成多核苷酸鏈。核苷由戊糖和堿基縮合而成，并以糖苷鍵連接。糖環(huán)上的C1’與嘧啶堿的N1或與嘌呤堿的N9相連接。所以糖與堿基之間的連鍵是NC鍵，稱(chēng)為N-糖苷鍵。糖環(huán)中C1’是不對(duì)稱(chēng)碳原子，所以有α-和β-兩種構(gòu)型。但核酸分子中的糖苷鍵均為β-糖苷鍵。應(yīng)用X-光衍射分析證明，核苷中的堿基與糖環(huán)平面互相垂直。二、核苷核苷的類(lèi)

7、別及名稱(chēng)：根據(jù)組成核苷的戊糖不同，分成核糖核苷與脫氧核糖核苷兩大類(lèi)。堿基核糖代表符號(hào)脫氧核糖代表符號(hào)腺嘌呤腺苷A脫氧腺苷d-A鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)苷G脫氧鳥(niǎo)苷d-G胞嘧啶胞苷C脫氧胞苷d-C尿嘧啶尿苷U——胸腺嘧啶——脫氧胸腺苷d-T常見(jiàn)核苷的名稱(chēng)及代表符號(hào)三、核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸核苷酸是核苷的磷酸酯，由嘌呤堿或嘧啶堿、核糖或脫氧核糖和磷酸所組成。含核糖的核苷酸稱(chēng)核糖核苷酸，含脫氧核糖的核苷酸稱(chēng)脫氧核糖核苷酸。堿基核糖代表符號(hào)脫氧核糖代表符號(hào)腺嘌呤腺苷酸AMP脫氧腺苷酸d-AMP鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)苷酸GMP脫氧鳥(niǎo)苷酸d-GMP胞嘧啶胞苷酸CMP脫氧胞苷酸d-CMP尿嘧啶尿苷

8、酸UMP——胸腺嘧啶——脫氧胸腺苷酸d