第二章核酸2011

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1、第二章核酸的化學(xué)本章主要知識點核酸的發(fā)現(xiàn)核酸的種類、分布及化學(xué)組成核酸的結(jié)構(gòu)核酸的性質(zhì)核酸的生物學(xué)意義核酸序列測定1869年，瑞士科學(xué)家F.Miescher（米歇爾）從膿細胞核中分離出含磷很高的有機物，稱為核素（nuclein）1889年，R.Altman從酵母和動物組織中制備了不含蛋白質(zhì)的相似制品，因其具有酸性命名為核酸（nucleicacid）。19世紀(jì)后對核酸的組成進行了研究，Kossel和Levene等確定核酸組成，將核酸分為兩大類：脫氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）；一、核酸化學(xué)的發(fā)展簡史二、核酸的

2、種類、分布和組成（一）核酸的種類和分布根據(jù)所含戊糖不同：脫氧核糖核酸（DNA）DeoxyribonucleicAcid核糖核酸（RNA）RibonucleicAcid1.DNA的分布與功能1）分布①在真核細胞核中，與組蛋白結(jié)合，形成染色體。③在線粒體或葉綠體中也含有少量DNA②在原核細胞中，位于核區(qū)，與精胺或亞精胺結(jié)合。2）功能是遺傳信息的載體。親代DNA子代DNA1.RNA的分布與功能RNA在蛋白質(zhì)合成中起重要作用，根據(jù)RNA的位置和功能，各種細胞中的RNA都有三種類型。①核糖體RNA——rRNA約占細胞中RNA

3、總量的80%，是細胞器核糖體的組成成分。核糖體含大約40%的蛋白質(zhì)和60%RNA，由兩個大小不同的亞基組成，是蛋白質(zhì)合成的場所。原核生物真核生物核糖體rRNA核糖體rRNA70S（30S、50S）16S、5S、23S80S（40S、60S）18S、5S、5.8S、28S②轉(zhuǎn)移RNA——tRNA約占細胞中RNA總量的15%，其分子量較小，分子量23000～28000D，沉降系數(shù)約為4S。游離態(tài)的稱無負載tRNA，與氨基酸結(jié)合存在時稱有負載tRNA。它的主要功能是在蛋白質(zhì)合成時轉(zhuǎn)運AA。③信使RNA——mRNA是細胞中

4、含量最少的RNA，約占細胞中RNA總量的5%，它在細胞核中以DNA為模板合成。它的分子鏈不折疊，長短很不一致，沉降系數(shù)在8S～30S之間。主要功能是傳遞遺傳信息。（二）核酸的元素組成主要元素組成：C、H、O、N、P。核酸含P量特別高達9~10%，而且恒定。可用測磷法，核酸定量分析。DNA平均含磷量為9.9%，RNA平均含磷量為9.4%。（三）核酸的化學(xué)組成核酸nucleicacid核苷酸nucleotide核苷nucleoside磷酸phosphate嘌呤堿purinebase或嘧啶堿pyrimidinebase（

5、堿基base）核糖ribose或脫氧核糖deoxyribose（戊糖amylsugar）基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸RNADNA酸H3PO4H3PO4戊糖D-核糖D-脫氧核糖嘌呤堿A、GA、G嘧啶堿C、UC、T核酸的組成成分表1、戊糖DNA和RNA兩類核酸因所含的戊糖不同而分類。DNA含β-D-2-脫氧核糖；RNA含β-D-核糖。NNNNHHHHNNNNHHHH123456789嘌呤NH2腺嘌呤adenine（A）NNNNHHHHOH2N鳥嘌呤guanine（G）2、堿基（嘌呤堿和嘧啶堿）NNHHHH嘧啶123456NN

6、HHHHNH2OH胞嘧啶Cytosine（C）NNHHHHOOHH尿嘧啶uracil（U）NNHHHHOOHHCH3胸腺嘧啶thymine（T）（2）嘧啶堿（3）稀有堿基有些核酸中還存在一些稀有堿基，也稱為修飾堿基。稀有堿基的種類很多，大部分是上述堿基的甲基化產(chǎn)物。（四）核苷與脫氧核苷堿基與核糖形成核糖核苷堿基與脫氧核糖形成脫氧核苷成苷鍵時，總是嘌呤堿的第9N原子與戊糖的第1C原子形成C-N糖苷鍵；嘧啶堿的第1N原子與戊糖的第1C原子形成C-N糖苷鍵。OHOH2COHHOH1′2′3′4′5′核糖NNNNHHHH9

7、腺嘌呤脫氧腺苷-NH2OHOH2COHOHOH1′2′3′4′5′核糖OHOH2COHOH1′2′3′4′5′核糖NNOOHHH尿嘧啶H1尿苷NCOONHHH51OH假尿苷（ψ）表示法核苷用單字符號表示A、G、C、U脫氧核苷在單字符號前加一小寫的d表示dA、dG、dC、dU（五）核苷酸和脫氧核苷酸核苷（脫氧核苷）進一步與磷酸以酯鍵的形式結(jié)合形成。天然存在的主要是各種5′-核苷酸OHOH2COHOHOH1′2′3′4′5′核糖NNNNHHHH9腺嘌呤胸苷PO--OO‖胸苷-5′-磷酸AMPO-PO--O-O‖~ADP

8、ATPPO--O-O‖~-NH2各種核苷三磷酸和脫氧核苷三磷酸是體內(nèi)合成RNA和DNA合成的直接原料。在體內(nèi)能量代謝中的作用：ATP——能量“貨幣”UTP——參加糖的互相轉(zhuǎn)化與合成CTP——參加磷脂的合成GTP——參加蛋白質(zhì)和嘌呤的合成第二信使——cAMPATP的性質(zhì)ATP分子含有兩個高能磷酸鍵,可以釋放出大量自由能。ATP是生物體內(nèi)最重要的能量轉(zhuǎn)換中間體。