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第一部份、核酸的基本知识;第二部份、常用核酸制备方法;第一部份、核酸的基本知识1868年瑞士科学家米歇尔(F.Miescher)发現细胞核內含高量磷的酸性物质,命名为核素(后改名为核酸)早期的研究仅将核酸看成是细胞中的一般化学成分,没有人注意到它在生物体内有什么功能;核酸作为遗传物质的发現过程一核酸的概念和重要性(一)概念由核苷酸或脱氧核苷酸通过3′,5′-磷酸二酯键连接而成的一类生物大分子,具有非常重要的生物功能,主要是贮存遗传信息和传递遗传信息。包括核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两类。(二)重要性1.与生命活动关系密切,是重要的生命物质。生命的起源、生长、发育、衰老、死亡与之有关。2.核酸研究是现代生物医学研究的核心。二、核酸的类别、分布和组成(一)、类别:核酸(nucleicacid)分为:脱氧核糖核酸(DNA,deoxyribonucleicacid)与核糖核酸(RNA,ribonucleicacid)。核糖核酸(RNA)分成以下几类:1、信使RNA(mRNA)2、转移RNA(tRNA)3、核糖体RNA(rRNA)4、其他的非编码RNA(snRNA,microRNA)(二)、核酸的分布:1、DNA的分布:真核生物细胞核,线粒体亦含有DNA.原核生物集中于核区,核外的质粒病毒含有DNA或RNA.2、RNA的分布存在于细胞质和细胞核中。发现了许多新的具有特殊功能的RNA:如反义RNA,核酶等.病毒和亚病毒RNA有许多种:正链RNA、负链RNA病毒、类病毒、卫星病毒等.(三)核酸的组成RNA为D-核糖,DNA为D-2-脱氧核糖,二者都是β型。差别:2位羟基是否脱氧。(2)碱基:a、嘌呤碱:腺嘌呤(Ade)、鸟嘌呤(Gua)b、嘧啶碱:胞嘧啶(Cyt)、尿嘧啶(Ura)、胸腺嘧啶(Thy)碱基相连(核苷)一切生物的遗传物质——核酸一、核酸的一级结构(一)核酸中核苷酸的连接方式DNA、RNA中的脱氧核苷酸、核苷酸是通过3‘,5‘–磷酸二酯键连接的。表示方法:书写顺序5‘——3’。核酸的一级结构是指核酸分子中各核苷酸残基以磷酸二酯键连接、沿多核苷酸链排列的顺序。核苷酸的组成与连接DNA的一级结构图示(二)一级结构的表示方法2、一级结构特点DNA的相对分子量非常大,能编码的信息量十分巨大。细菌的基因是连续的,无内含子功能相关基因组成操纵子,有共同的调控序列,较少重复序列。真核生物的基因是断裂的,有内含子功能相关基因不组成操纵子,调控序列占比重大,有较大重复序列,又分为高度重复、中度重复、单一序列。此外还有回文结构.越是高等的真核生物其调控序列和重复序列的比例越大。二、DNA的二级结构(1)、模型建立的依据:Chargaff等科学家用纸层析及紫外分光光度技术分析了各种生物的DNA的碱基组成。结果显示:摩尔数A=T;G=C;A+C=G+T;A+G=C+T腺嘌呤双螺旋平面图ThedoublehelixmaintainsaconstantwidthbecausepurinesalwaysfacepyrimidinesinthecomplementaryA-TandG-Cbasepairs.ThesequenceinthefigureisT-A,C-G,A-T,G-C.(2)DNA双螺旋的特点:A、两条反平行多核苷酸链绕中心轴缠绕,右手螺旋;B、骨架:内侧碱基垂直于纵轴;外侧-磷酸与戊糖、彼此通过3’、5’磷酸二酯键,糖环平面与纵轴平行。大沟宽1.2nm,深0.85nm;小沟宽0.6nm,深0.75nm;C、直径:2nm,二相邻碱基高度0.34nm,二核苷酸夹角36度,旋转一周10个核苷酸,一周高度3.4nm;三、DNA的三级、四级结构:细长的分子以一种高度压缩状态存在于细胞中,双螺旋的进一步扭曲就构成了三级结构。超螺旋,三级结构中的一种。DNA压缩总原则:多级螺旋,4级压缩。基因A四、RNA分子的结构与功能(一)、RNA的类别1信使RNA(messengerRNA,mRNA);2转移RNA(transferRNA,tRNA);3核糖体RNA(ribosomalRNA,rRNA);(二)、RNA结构的特点1、mRNA5‘Cap的功能:tRNA有“接头”(adaptor)功能,具备双重特性;识别氨基酸——其3’末端的腺苷酸可与一氨基酸共价连接识别密码子——反密码子与mRNA中的密码子碱基配对。6、rRNArRNA占RNA总量的80%以上,核糖体由大小两个亚基组成,大小亚基分别几种rRNA和数十种蛋白质组成。rRNA与几十种蛋白质组成的细胞颗粒——核糖体是细胞内合成蛋白质的工厂。核糖体上催化肽键合成的是