单元三　核酸化学（课件）-《生物化学》同步教学（北京出版社）

单元三　核酸化学 1 目 录 任务一　核酸的分子组成 任务二　核酸的分子结构 任务三　核酸的理化性质 01 核酸的分子组成 一、核酸的元素组成 核酸的分子中含有碳、氢、氧、氮和磷等元素。其中磷含量比较恒定，约占9%～10%。故可以根据样品中磷的含量来推算核酸的量。 二、核酸的基本组成单位 （二）核苷酸的连接方式 核酸分子中的核苷酸是通过 3'，5'- 磷酸二酯键连接的，即一个核苷酸 C-3' 上的羟基与另一核苷酸 C-5' 上的磷酸缩合脱水形成，这样的酯化反应继续下去即可产生一个没有分支的、具有方向性的线性大分子，也就是多核苷酸链，它们的两个末端分别称为5'-末端和 3'- 末端。 （一）核酸的基本组成单位——核苷酸 戊糖是构成核苷酸的基本组分。核酸分子中的戊糖有 β-D- 核糖和 β-D-2'- 脱氧核糖两种（图 3-2）。β-D- 核糖存在于 RNA 中，β-D-2'- 脱氧核糖存在于 DNA 中。 02 核酸的分子结构 一、DNA 的分子结构 （二）DNA 的二级结构 DNA 的二级结构是双螺旋结构，这是在 1953 年由 J. Watson 和 F. Crick 提出的，也称为 Watson-Crick 结构模型。 B （一）DNA 的一级结构 DNA 的一级结构是指构成 DNA 的多核苷酸链中脱氧核苷酸从 5'- 末端到 3'- 末端的排列顺序。 A （三）DNA 的高级结构 在细胞内，DNA 双螺旋结构进一步盘绕，并在蛋白质的参与下组装成致密结构——超螺旋结构。 C （四）DNA 的功能 DNA 是遗传的物质基础，DNA 的遗传信息是以基因的形式存在的。 D 二、RNA 的分子结构 （一）mRNA 在细胞核内合成的 mRNA 初级产物比成熟的 mRNA 大得多，称为核内不均一 RN（heterogeneous nuclear RNA，hnRNA）。 A （二）tRNA 100 多种已知一级结构的 tRNA 都是由 74 ～ 95 个核苷酸组成。 （三）rRNA rRNA 是细胞内含量最多的 RNA，约占细胞内 RNA 总量的 80% 以上。 B C 03 核酸的理化性质 一、核酸的一般性质 核酸是生物大分子，具有生物大分子的一般特性。核酸分子为多元酸，具有较强的酸性。核酸是线性高分子化合物，因此核酸溶液的黏度大。由于 DNA 分子远大于 RNA分子，故其溶液的黏度也比 RNA 溶液的黏度大。核酸溶液黏度降低或消失，即意味着核酸变性或降解。溶液中的核酸分子在引力场的作用下可以沉降。不同分子构象的核酸在超速离心机的引力场作用下沉降速率有很大差异，如环状、线状、开环等，可以利用此来纯化核酸，分离不同构象的核酸，或者测定核酸的沉降系数和相对分子质量。 二、核酸的变性与复性 （一）DNA 的变性 某些理化因素（温度、pH、离子强度等）可致 DNA 分子双链的互补碱基之间的氢键断裂，使 DNA 双螺旋结构松散成为单链，此现象称为 DNA 变性。 （二）DNA 的复性 在适当条件下，变性 DNA 的两条互补链可重新配对，恢复原来的双螺旋构象，这一现象称为复性。 （三）分子杂交 这种杂化双链可以在不同的 DNA 单链之间，或 RNA 单链分子之间，也可以在 DNA 和 RNA 单链之间形成，这种现象称为分子杂交。 $$