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第三章 核酸化學 主要內容 目錄 核酸的基本組成單位：核苷酸 主要組成元素：C、H、O、N、P P平均含量：9%~10%，可確定核酸含量 核酸的分類 1944年，Avery的轉換轉化實驗 重組DNA的操作 核酸的基本結構單位—核苷酸 核苷酸的組成 戊糖 磷 酸 核苷（nucleoside） cAMP cGMP UDPG的結構 第三節(jié) DNA的分子結構 DNA酶法序列分析的原理 DNA的二級結構 Watson 和 Crick 于1953年提出了DNA 雙螺旋結構模型，說明了DNA 的二級結構。（即B型DNA） Chargaff定則 （1950s，E. Chargaff發(fā)現） DNA雙螺旋結構模型要點（1） DNA雙螺旋結構模型要點（2） DNA雙螺旋結構模型要點（3） DNA雙螺旋結構模型要點（4） 雙螺旋橫截面的直徑約為2 nm，相鄰兩個堿基平面之間的距離（軸距）為0.34 nm，每10個核苷酸形成一個螺旋，其螺距（即螺旋旋轉一圈）的高度）為3.4 nm。 DNA的雙螺旋結構穩(wěn)定因素 DNA的雙螺旋結構的意義 DNA分子間的三鏈結構 DNA的三級結構 DNA的三級結構---超螺旋 核小體盤繞及染色質示意圖 真核生物染色體DNA組裝不同層次的結構 DNA的存在形式--核小體 真核生物中DNA雙螺旋沿著組蛋白八聚體核心的短軸繞1.75圈，形成左手超螺旋，稱核小體。 染色質的基本結構單位是核小體。 串珠狀結構進一步卷曲形成螺線管，后者再進一步卷曲形成超螺旋管，形成染色單體。 噬菌體T2結構 動物病毒切面模式圖 第五節(jié) RNA的分子結構 RNA的一級結構 RNA的特點及分類 結構特點： 1. 堿基組成：A、G、C、U （A＝U/G≡C）； 2. 稀有堿基較多，穩(wěn)定性較差，易水解； 3. 多為單鏈結構，少數局部形成螺旋（發(fā)夾結構）； 4. 分子較小。 分類： 1. 信使RNA（ mRNA） 2. 轉運RNA （ tRNA） 3. 核糖體RNA （r RNA） 4. 其它RNA Messenger RNA 約占總RNA的3%-5%，含量最少，種類最多。 成熟mRNA不含內含子，hnRNA含有。 mRNA從DNA轉錄遺傳信息，并作為蛋白質合成的模板，決定蛋白質的氨基酸順序。 Ribosome RNA 約占全部RNA的80-85%，含量最多。 與多種蛋白質結合成核糖體，后者是合成蛋白質的場所。 Transfer RNA 約占總RNA的10-15%，分子最小。 它在蛋白質生物合成中起翻譯mRNA信息，并將相應的氨基酸轉運到核糖體，參與蛋白質體的合成。 已知每一個氨基酸至少有一個相應的tRNA。 tRNA 的結構 tRNA分子的結構特點 酵母tRNA Ala 的二級結構 tRNA的三級結構 rRNA的分子結構 rRNA的分子結構 mRNA的分子結構 原核細胞mRNA的結構特點 真核細胞mRNA的結構特點 第六節(jié) 核酸的性質及提取 一、一般物理性質 1. DNA白色纖維狀固體，RNA白色粉末狀固 體，都微溶于水，不溶于乙醇，因此常用乙醇來 沉淀DNA ； DNA溶液黏度大于RNA 。 2. DNA難溶于0.14mol/L的NaCl溶液，可溶于 1—2 mol/L的NaCl溶液，RNA則相反，可據此 分離二者。 3. 加熱條件下， D－核糖＋濃鹽酸＋苔黑酚 綠色 670nm D－2－脫氧核糖＋酸＋二苯胺 藍紫色 595nm 二、核酸的水解 核酸分子中的磷酸二酯鍵可在酸或堿性條件下水解切斷。 DNA和RNA對酸或堿的耐受程度有很大差別。室溫條件下，DNA在堿中變性，但不水解，RNA水解。 在細胞內核酸分子受DNA酶作用。 三、兩性解離 核酸含酸性的磷酸基團，又含弱堿性的堿基，為兩性電解質，可發(fā)生兩性解離； 核酸相當于多元酸，pH大于4時，呈陰離子狀態(tài)； 等電點 四、紫外吸收 在核酸分子中嘌呤堿和嘧啶堿都含有共軛雙鍵體系，在260 nm有吸收； 可以作為區(qū)別蛋白質和對核酸及其組份定性和定量測定的依據，進行核酸純度鑒定，也可作為核酸變性和復性的指標。 DNA的紫外吸收光譜 五、DNA的穩(wěn)定性 是在物理或化學因素作用下核酸雙螺旋區(qū)的多聚核苷酸鏈間的氫鍵斷裂，變成單鏈結構的過程。 DNA變性的特征 DNA解鏈溫度（熔點，Tm ） 溶解曲線與Tm。 增色效應與減色效應 DNA的復性圖示 2.DNA的復性條件 4.分子雜交 分子雜交 核酸的變性、復性和雜交 分子雜交的種類 Southern Blot：DNA-DNA雜交 Northern Blot：DNA-RNA雜交 Western Blot：抗原-抗體進行雜交 原位雜交：活體組織上進行雜交，顯出熒光 DNA芯片技術 DNA芯片技術簡介 沉降特性 蔗糖密度梯度超速離心是制備RNA的常用方法之一，利用物質在不同梯度溶液中的沉降速度差別進行分離，屬于區(qū)帶超速離心法。 氯化銫密度梯度離心是分別DNA常用的方法，它在離心場中可自行調節(jié)形成濃度梯度，并能保持穩(wěn)定。此法稱為等密度梯度離心。 沉降系數（S） 九、核酸提取 核酸提取原則：低溫、無菌 DNA提取主要步驟：取材 破碎 加入去污劑（SDS/CTAB） 苯酚和氯仿 調節(jié)鹽溶液濃度去RNA 乙醇沉淀 檢測(紫外，電泳) RNA提取：主要破壞和抑制RNA酶活性（焦碳酸二乙酯） 復習題 第六節(jié) DNA研究進展 人類基因組計劃簡介（Human Genome Project，HGP） HGP取得的成就 HGP面臨的挑戰(zhàn) DNA芯片技術簡介 人類將進入生物經濟時代2ZC紅軟基地

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