生物化学第十一章遗传物质组分的结构和性质认识核酸在生命科学上的重要性弄清碱基、核苷、核苷酸和核酸分子结构上的关系了解核酸的化学本质及DNA和RNA在组分、结构和功能上的差异认识核酸的结构与其性质与功能之间的关系。1868年F.Miescher首先从伤员绷带的脓细胞中分离得到称为“核素”的核酸1944年O.N.Avery通过转化实验证实DNA是主要的遗传物质1953年J.D.Watson和F.H.C.Crick提出DNA双螺旋结构模型1958Crick提出遗传信息传递的中心法则1970s建立DNA重组技术1980s后分子生物学、分子遗传学等学科突飞猛进发展，提出并完成HGP一.核酸的概念和重要性二.核酸的化学组成及其基本结构单位核苷酸三.核酸的一级结构及其测定四.DNA的高级结构五.RNA的高级结构六.核酸和核苷酸的理化性质七.核酸的分离提取和纯化一.核酸的概念和重要性核酸的概念脱氧核糖核酸和核糖核酸异同的对比DNA和RNADNA是遗传的物质基础，负责遗传信息的贮存和发布，遗传基因就是DNA链上的若干核苷酸所组成的片段。RNA负责遗传信息的表达，直接参与蛋白质生物合成，转录DNA所发布的遗传信息，并将之翻译给蛋白质，使生命机体的生长、发育、繁殖和遗传得以继续进行。核酸类物质RNA的重要功能二.核酸的化学组成及其基本结构单位核苷酸核酸的化学组成组成核酸的戊糖有两种。DNA所含的糖为β-D-2-脱氧核糖；RNA所含的糖则为β-D-核糖。(二)碱基(嘌呤和嘧啶）常见的嘌呤和嘧啶(三)核苷（nucleoside）（四）核苷酸（nucleotide）核苷酸核苷+磷酸戊糖+碱基+磷酸（四）核苷酸（nucleotide）脱氧核苷酸（四）核苷酸（nucleotide）核苷酸（五）核苷酸衍生物（五）核苷酸衍生物3.肌苷酸及鸟苷酸(特鲜味精)三.核酸的一级结构及其测定核酸的一级结构RNA，DNA一级结构示意图核酸的表示方式核酸分子的核苷酸序列分析是以纯品核酸为材料，经水解，测定核苷酸组成及比例。先以外切酶确定5’-或3’-末端核苷酸，再以内切酶将核酸链分为若干寡核苷酸段，分段测定核苷酸组成、比例和序列。最后将核苷酸序列的各寡核苷酸重叠，确定整个核酸分子的核苷酸序列。酶DNA酶法测序DNA酶法测序DNA酶法测序DNA酶法测序DNA酶法测序四.DNA的高级结构DNA的二级结构DNA的二级结构类型DNA双螺旋结构示意图DNA的分子节段及碱基配对示意图稳定DNA双螺旋结构的三种力量氢键：使四种碱基形成特异配对关系，G-C间可形成3对氢键，A-T之间有两对氢键。疏水相互作用：轴向平行相邻的碱基平面自发地相互靠近，从而使碱基缔合、层层堆积，形成了碱基堆积力，它是使DNA结构稳定的主要力量。离子键：磷酸残基上的负电荷与介质中的正离子，如Na+，K+，Ｍg＋等之间形成的离子键。DNA的三级结构主要有以下三种：回文结构与镜像结构回文结构中的单链可形成发夹结构双链回文结构可形成十字架结构五.RNA的高级结构RNA的二级结构（1）占总RNA的15％（2）一种氨基酸对应最少一种RNA（3）分子中含有较多修饰成分（4）3‘-末端都具有CCAOH结构（5）半数碱基可经过自身回折，形成局部双螺旋“茎”结构，其间是单链形成的“环”。绝大多数tRNA经过这样的折叠形成4个茎和4个环组成的特征性三叶草形二级结构。占总RNA的80％占总RNA的3％～5％占总RNA的3％～5％原核细胞mRNA的结构特点真核细胞mRNA的结构特点在tRNA二级结构中未配对的某些并不互补的碱基参与了三级结构中特殊的氢键作用，tRNA链中的核糖-磷酸骨架与某些碱基甚至其他的骨架之间也能产生作用。六.核酸和核苷酸的理化性质沉降特性高分子量高粘度紫外吸收酸碱性质变性复性溶液中的核酸在引力场中可以下沉，在超速离心机造成的极大的引力场下，核酸分子下沉的速率大大加快。应用超速离心技术，可以测定核酸的沉降常数、分子量和构象。测定DNA分子量时，由于它的粘度大，应采用其稀溶液。目前核酸的分子量用电子显微镜照相，放射自显影凝胶电泳等技术来测定。部分核酸分子量和核苷酸数：DNA的粘度比RNA的大得多。当核酸溶液因受热或在其他因素作用下发生螺旋向线性过渡时，粘度会降低。由于核酸组分嘌呤和嘧啶具有强烈的紫外吸收性能，所以核酸也有强烈的紫外吸收，最大吸收值在260nm处。这可作为核酸及其组份定性和定量测定的依据。酸碱性质在一定物化因素(热、酸、碱作用下)，DNA分子内的氢键断裂，双螺旋结构解开，发生变性。RNA仅局部呈双螺旋结构，其螺旋形结构向线团形结构转化不如DNA明显。核酸降解、变性时，其对紫外吸收增加，这种现象称为增色效