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最新高中生物竞赛辅导—生物化学二_图文

第二章 核酸的结构和功能 Structure and Function of Nucleic Acid 目录 核 酸(nucleic acid) 是以核苷酸为基本组成单位的生物大 分子,携带和传递遗传信息。 目录 一、核酸的发现和研究工作进展 ? 1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” ? 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质 ? 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 ? 1968年 Nirenberg发现遗传密码 ? 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 ? 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 ? 1985年 Mullis发明PCR 技术 ? 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) ? 1994年 中国人类基因组计划启动 ? 2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架 目录 二、核酸的分类及分布 脱氧核糖核酸 (deoxyribonucleic acid, DNA) 90%以上分布于细胞核,其余分布于 核外如线粒体,叶绿体,质粒等。 携带遗传信息,决定细胞和个 体的基因型(genotype)。 核糖核酸 分布于胞核、胞液。 参与细胞内DNA遗传信息的表 达。某些病毒RNA也可作为遗 传信息的载体。 目录 (ribonucleic acid, RNA) 第一节 核酸的化学组成及其一级结构 The Chemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid 目录 核酸的化学组成 1. 元素组成 C、H、O、N、P(9~10%) 2. 分子组成 —— 碱基(base):嘌呤碱,嘧啶碱 —— 戊糖(ribose):核糖,脱氧核糖 —— 磷酸(phosphate) 目录 碱 基 N NH2 N 嘌呤(purine) N 7 8 9 NH NH N 5 4 6 3 N 1N 2 腺嘌呤(adenine, A) O N NH NH 鸟嘌呤(guanine, G) N NH2 目录 嘧啶(pyrimidine) 5 4 3 2 N O NH 6 1 NH NH2 NH O 尿嘧啶(uracil, U) O H3C N NH NH NH O O 目录 胞嘧啶(cytosine, C) 胸腺嘧啶(thymine, T) 戊 糖 HO CH2 5? O OH HO CH2 O OH 4? 3? OH 1? 2? OH OH 核糖(ribose) (构成RNA) 脱氧核糖(deoxyribose) (构成DNA) 目录 一、核苷酸的结构 1. 核苷(ribonucleoside)的形成 碱基和核糖(脱氧核糖)通过糖 苷键连接形成核苷(脱氧核苷)。 HO CH 2 NH2 N 1 O N O 核苷:AR, GR, UR, CR 脱氧核苷:dAR, dGR, dTR, dCR 1? OH OH 目录 2. 核苷酸(ribonucleotide)的结构与命名 核苷(脱氧核苷)和磷酸以磷酸酯键 连接形成核苷酸(脱氧核苷酸)。 O HO O CH CH2 P HO 2 OH OH OH OH 目录 NH2 N O O N 核苷酸: 脱氧核苷酸: O AMP, GMP, UMP, CMP dAMP, dGMP, dTMP, dCMP 体内重要的游离核苷酸及其衍生物 ? ? ? 多磷酸核苷酸:NMP,NDP,NTP 环化核苷酸: cAMP,cGMP 含核苷酸的生物活性物质: NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP NH NH 2 NH 2 2 N NN NH2 N N N O O N NN HO N CH HO P O PP PP O OO CH CH 2 HO OO P NN 2 2O O O OH OH OH OH OH OH cAMP O OO O N NN O CH2 N O ADP AMP ATP NAD+ O OH OH OH OH OH OH P O OH OH NADP+ 5?端 C 3. 核苷酸的连接 核苷酸之间以 磷酸二酯键连接形 A 成多核苷酸链,即 核酸。 G 3?端 目录 5′端 二、核酸的一级结构 定义 核酸中核苷酸的排 列顺序。 由于核苷酸间的差 异主要是碱基不同,所 以也称为碱基序列。 C A G 3′端 目录 书写方法 A G T G C T 5? P P P P P P OH 3? 5? pApCpTpGpCpT-OH 3? 5? A C T G C T 3? 目录 第二节 DNA的空间结构与功能 Dimensional Structure and Function of DNA 目录 ? DNA的二级结构-双螺旋结构 – DNA双螺旋结构的研究背景和历史意义 – DNA双螺旋结构模型要点 ? DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装 – DNA的超螺旋结构 – 原核生物DNA的高级结构 – DNA在真核生物细胞核内的组装 ? DNA的功能 目录 一、 DNA的二级结构 ——双螺旋结构 目录 (一)DNA双螺旋结构的研究背景 碱基组成分析 Chargaff 规则:[A] = [T] [G] ? [C] 碱基的理化数据分析 A-T、G-C以氢键配对较合理 DNA纤维的X-线衍射图谱分析 目录 (二) DNA双螺旋结构模型要点 (Watson, Crick, 1953) ? DNA分子由两条相互平行但 走向相反的脱氧多核苷酸链 组成,两链以 - 脱氧核糖 - 磷 酸 - 为骨架,以右手螺旋方 式绕同一公共轴盘。螺旋直 径为 2nm ,形成大沟 (major gro

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