核酸化学思维导图

U329019910

2023-04-01

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核酸

化学

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思维导图大纲

核酸的化学组成

核酸种类，分布及元素组成

核酸的元素组成

基本元素：C,H,O,N,P,不含S

元素组成特点

1.一般不含S

2.P含量较多，并且恒定（9%-10%）

实验室中用定磷法进行核酸的定量分析

核酸的结构单元----核苷酸

核酸的结构：核苷酸（核苷中戊糖的羟基被磷酸酯化，即为核苷酸）

核苷

戊糖

核糖

脱氧核糖

嘌呤核苷，C1-N9核苷键

嘧啶核苷，C1-N1糖苷键

碱基

嘌呤

A(腺嘌呤），G（鸟嘌呤）

嘧啶

U（尿嘧啶），T（胞腺嘧啶），C（胞嘧啶）

DNA的碱基组成：A,G,C,T RNA的碱基组成：A,G,C,U

磷酸

核酸是由核苷酸通过3‘，5’-磷酸二脂键组成的线性长链（核酸方向为5‘----3’）

核酸衍生物

1.多磷酸核苷酸（ATP）

三磷酸腺苷酸

A,G,C,U

NMP

NDP

NTP

A,G,C,T

dNMP

dNDP

dNTP

第二信使，5‘磷酸与3’羟基

2.环化磷酸化（AMP）

AMP-ADP-ATP

核酸的生物学功能

1.核酸是遗传的物质基础，是遗传信息的载体

2.催化功能

3.DNA和RNA的生物学功能有所不同（少数具有催化活性的RNA称之为核酶）

脱氧核糖核酸（DNA）

功能：遗传信息的载体，负责遗传信息的贮存和发布

核糖核酸（RNA）

功能：参与遗传信息的表达

核酸的分子结构（DNA脱氧核糖核酸/RNA核糖核酸)

DNA的分子结构

DNA的一级结构

从左到右为5‘-3’（方向性）

DNA分子上核苷酸的排列顺序称作DNA的一级结构，也称为DNA序列

DNA的二级结构（双螺旋结构）

DNA的碱基组成分析

1.所有DNA分子中A=T,G=C

2.同一种生物的所有体细胞DNA的碱基组成相同

3.亲缘越近的生物，其DNA的碱基组成越近

结构特征

(1）反向平行的双链沿中心轴盘绕成右手螺旋，螺旋表面有大沟和小沟两个功能区。

(3）双螺旋直径为2nm，每对脱氧核糖核苷酸残基沿纵轴旋转36°，上升0.34nm。所以每10个碱对形成一个螺旋，螺距3.4nm。

（4）双螺旋内部的碱基按规则配对：A与T配对，形成2个氢键;G与c配对，形成3个氢键，称为碱基互补配对，双螺旋的两条链也呈互补关系。

意义

最有价值的是确认了碱基配对原则，这是DNA复制、转录和反转录的分子基础，亦是遗传信息传递和表达的分子基础。

维系DNA双螺旋结构作用力

碱基堆积力

主要

氢键

离子键

DNA的三级结构（超螺旋结构）

负超螺旋（右手螺旋），正超螺旋（左手螺旋）

核小体：在真核生物染色质中，DNA双螺旋分子盘绕在组蛋白上形成核小体

RNA的分子结构

tRNA的结构

15%，70-90个核苷酸组成

tRNA具有三级结构一级结构：茎环结构(单链结构）二级结构：三叶草型结构三级结构：倒型结构9

三叶草结构特点：

1.四臂四环结构

2. 3‘端都为CCA-OH，用以接受氨基酸，叫氨基酸臂；5'端多为pG(多聚鸟苷酸）

3.下臂为反密码子环，反密码环含有三个核苷酸组成的反密码子。左臂连接二氢尿嘧啶环（D环）。右臂连接TC环，可变环（额外环），3-18个核苷酸。

4.碱基组成中含较多稀有碱基。

倒L型结构特点：

mRNA的结构

组成特征

1.一级结构也会形成茎环结构

2.原核生物mRNA无特殊结构，真核生物mRNA结构具有5’端-甲基化鸟苷酸"帽子结构〞，3‘端-多聚腺苷酸PolyA尾巴结构。

原核生物

（多顺反子）mRNA

真核生物

(单顺反子）mRNA

rRNA的结构

原核生物（70S）

小亚基（30S）

16S

大亚基（50S）

23S,5S

真核生物（80S）

小亚基（40S）

18S

大亚基（60S)

28S,5S,5.8S

RNA一级结构特征

1.碱基组成A,G,C,U(A=U/G=C)稀有碱基较多，稳定性较差，易水解。

2.多为单链结构，形成双螺旋区。突环

3.分子较小，一般含几十至几千个核苷酸。

核酸的理化性质

一般理化性质

物理性质

1.溶解性，不溶于有机溶剂

2.两性解离：两性离子（核酸pl较低）

3.紫外线吸收性：核酸在260nm处有最大吸收峰

4.DNA在溶液中粘度大，RNA粘度小。

5.DNA为白色纤维状固体;RNA为白色粉末状固体。

化学性质

显色反应

核酸的变性及复性

变性：

特征：

1.空间结构改变，一级结构不变，分子量不变

2.增色效应（定义）：

变性的核酸溶液在260nm的紫外吸收显著增大的现象。

3.黏度下降，浮力上升

4.紫外吸收增加

定义

核酸分子中的氢键断裂，空间结构破坏，变成单链结构的过程称为核酸变性。

熔解温度

定义

将紫外吸收的增加量达最大量一半时（50%的DNA变性）的温度称熔解温度，用Tm表示。

G和C含量越高，Tm值高

复性：

DNA复性后，在260nm处的紫外吸收显著降低的现象，称为减色效应。

变性核酸的互补链在适当的条件下，重新缔合成为双螺旋结构的过程称为核酸复性。

分子杂交（来源不同）

(2）碱基则伸向螺旋内部，与中轴垂直；由核糖-磷酸相互间隔连接构成的主链处于螺旋外侧；糖环平面与中轴平行。思维导图模板大纲

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