第7章营养和生命类有机化合物（课件）-《有机化学》第5节遗传的物质基础核酸同步教学（科学出版社第二版）

1869年由瑞士生物学家米歇尔（Miescher）首先从白血球的细胞核中分离得到核酸，当时被称为“核素”（nuclein）。 1889年后，更名为核酸。 核酸的发现为人类提供了解开生命之谜的金钥匙。 1944年，Oswald Avery经实验证实了DNA是遗传的物质基础。 1953年，沃森（Watson）和克里克（Crick）提出了DNA双螺旋结构。 核酸 一、核酸的分类 （一）核糖核酸（ribonucleic acid，RNA） 分布：细胞质中含RNA约占90%。细胞核内含RNA约占10%。 作用：它直接参与体内蛋白质的合成。 （二）脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA） 分布：DNA主要存在于细胞核和线粒体内。 作用：承担体内遗传信息的贮存和发布。 （原因： DNA是生物遗传的主要物质基础）。 根据分子中所含戊糖的类型不同核酸可分为： 根据蛋白质合成过程中所起的作用不同， RNA分为： 1. 核蛋白体RNA（ribosomal RNA，rRNA）(核糖体RNA) 作用：它是蛋白质合成时多肽链的“装配机”。 2. 信使RNA（messenger RNA，mRNA） 作用：它是合成蛋白质的模板。在蛋白质合成时，控制氨基酸的排列顺序 。 3. 转运RNA（transfer RNA，tRNA） 作用：在蛋白质的合成过程中，tRNA是搬运氨基酸的工具。 二、核酸的组成成分 核酸分子中的主要元素： 磷量为9％－10％。常用含磷量测定组织中核酸的含量 。 核酸的基本组成单位是核苷酸 ： 核酸 核苷酸 核苷 磷酸 戊糖：核糖或脱氧核糖 碱基：嘌呤碱或嘧啶碱 组成 类别 RNA DNA 无机酸 磷酸 磷酸 戊糖 核糖 2-脱氧核酸 碱 基 嘌呤碱 腺嘌呤A 鸟嘌呤G 腺嘌呤A 鸟嘌呤G 嘧啶碱 胞嘧啶C 尿嘧啶U 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T 核酸的组成成分 （一）戊糖 RNA中的 D-核糖 DNA中的 D-2-脱氧核糖 β-D-2-脱氧核糖 β-D-核糖 O O H O H H H H C H 2 H H O O H 1 2 3 4 5 O H O H H H H C H 2 H H O O H 1 2 3 4 5 CHO H H H OH OH OH CH2OH CHO H H H H OH OH CH2OH N N N H N N H 2 N N N H N O H H 2 N N N N H N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 嘌呤 （二）碱基 胞嘧啶(C) 尿嘧啶(U) 胸腺嘧啶(T) N N 1 2 3 4 5 6 NH N H O O NH N H O O H3C N N H NH2 O 嘧啶 三、核苷和核苷酸 （一）核苷 由核糖或脱氧核糖与嘌呤碱或嘧啶碱缩合而成的糖苷称为核苷。 核苷分子中的核糖或脱氧核糖的3´或5´位的羟基与一分子磷酸脱水缩合生成的酯称为核苷酸。 核苷酸是组成核酸的基本单位。 （二）核苷酸 3’ 5’-磷酸二酯键 四、核酸的结构 （一）核酸的一级结构 （一）核酸的一级结构 各种核苷酸的排列顺序和连接方式即为核酸的一级结构，又称为核苷酸序列。 在核酸分子中，连接相邻核苷酸的化学键是3´,5´-磷酸二酯键，一个核苷酸3´位的羟基与另一核苷酸5´位的磷酸残基脱水形成磷酯键。如此延续进行，就构成了由许多核苷酸组成的多核苷酸链。 （二）核酸的二级结构 1.DNA的双螺旋结构 DNA分子由两条核苷酸链组 成。它们沿着中心轴以反平行走向盘旋成双螺旋结构。 大沟 小沟 5’端 3’端 5’端 3’端 中心轴 在DNA双螺旋结构中，这种A-T或G-C配对并以氢键相连接的规律，称为碱基配对规则或碱基互补 规律。 2.RNA的空间结构 与DNA不同，大多数天然RNA一般由一条回折的多核苷酸链构成，它也是依靠嘌呤碱与嘧啶碱之间的氢键保持相对稳定的