マインドマップギャラリー 第2章 核酸化学
これは、第 2 章の核酸化学に関するマインド マップです。主な内容には、ヌクレオチド、RNA、重要な物理的および化学的性質、リボソーム、DNA、および核酸が含まれます。
2024-02-08 16:05:38 に編集されましたExplore the intricate lineage of the Crown Royal Family Tree, showcasing the House of Windsor and its notable members. From Queen Elizabeth II and Prince Philip's legacy to their childrenKing Charles III, Princess Anne, Prince Andrew, and Prince Edwarddiscover the marriages and offspring that shape the modern monarchy. Notable branches include the heir apparent, Prince William, and his brother, Prince Harry, alongside their families. Delve into Prince Philip's roots in the House of Glücksburg, connecting British royalty to Denmark and Greece. Join us in tracing this remarkable royal heritage!
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第2章 核酸化学
核酸
DNA機能
主要な遺伝物質は遺伝情報の伝達者です
RNAの機能
タンパク質の生合成に参加する
生体触媒作用(リボザイム)
RNA ウイルスでは、RNA が遺伝物質です
RNA の転写後プロセシングと修飾
遺伝子発現と細胞機能の調節に関与
ヌクレオチド
ベース
グアニン(G)、アデニン(A)
シトシン(C)、ウラシル(U)、チミン(T)
希少ヌクレオチド:IMP(核酸代謝に重要な物質)など
五炭糖
DNA 中の五炭糖: β-D-2'-デオキシリボース
RNAの五炭糖:β-D-リボース
ヌクレオシドまたはデオキシヌクレオシド
DNA
一次構造
デオキシヌクレオチド間の結合様式と配列順序を指します。結合様式は 3',5'-ホスホジエステル結合です。
二次構造
二重らせん構造(ワトソンとクリックによって提案)
表面に主溝と副溝を持つ逆平行右巻き二重らせん
デオキシリボース - リン酸骨格は外側にあり、相補的な塩基対は内側にあります。
ヘリックスの直径は 2nm、隣接するベース面間の垂直距離は 0.34nm、各ターンは 10bp、ヘリックスのピッチは 3.4nm です。
二重らせん構造を安定化させる主な力:塩基スタッキング力と塩基対水素結合
DNA塩基組成の法則(シャルガフの法則)
塩基等価の法則: ほぼすべての生物の DNA では、A=T、G=C、A G=T C
DNA塩基組成は種特異的であり、非対称比(A T)/(G C)は種ごとに異なります。
三次構造
超螺旋構造
天然のDNAは主に負の超螺旋構造で存在します。
RNA
mRNA
mRNAはタンパク質合成の鋳型であり、主に一次構造(リボヌクレオチドの結合方法や並び順)を利用して遺伝情報を伝達します。
原核生物のmRNAの分子構造
リーダー領域、いくつかの翻訳領域 (シストロン) および末端配列で構成されます。
通常はポリシストロン性
5’末端リーダー領域にはプリン塩基が豊富な配列(SD配列)が存在します。
真核生物のmRNAの分子構造
5' 末端にはキャップ構造があり、その後に 5' 非翻訳領域、コード領域、3' 非翻訳領域が続きます。
モノシストロンです
3' 末端はポリ (A) テールです。
トラン
mRNA 上の遺伝暗号の配列に従って、活性化されたアミノ酸を運び、輸送し、mRNA 上のコドンを認識し、タンパク質合成のために特定のアミノ酸をリボソームに輸送します。
一次構造の特徴: よりまれなヌクレオシドが含まれており、3' 末端には CCA 配列があります。 4 および 5 ' 末端はほとんどが pG (一部は pC)
二次構造: 4 つのアームと 4 つのリングで構成されるクローバー型構造: ジヒドロロウラシル リング (D リング)、D アーム、アンチコドン リング、アンチコドン アーム (AC アーム)、追加リング、TψC リング、TψC アーム、アミノ酸アーム ( 3'-CCA 末端は活性化アミノ酸の結合部位です)
三次構造:逆L字型構造
rRNA
原核細胞には3種類のrRNA(5S、16S、23S rRNA)があります。 真核細胞には 4 種類の rRNA があります (5S、5.8S、18S、28S rRNA)。
機能: リボソームを構成し、ペプチド結合の形成を触媒するトランスフェラーゼ活性は 23S rRNA 上に存在し、tRNA と mRNA の結合に関与します。
リボソーム
ウイルス
核酸とタンパク質から構成される非細胞生物
染色体
染色体とクロマチンの基本構造単位はヌクレオソームであり、ヒストンに巻きついた DNA で構成されています。
重要な物理的および化学的特性
一般的なプロパティ: (1) 結晶形態:DNAは白い繊維状、RNAは白い粉末状 (2) 溶解性:水に可溶、有機溶剤に不溶 (3) 酸性およびアルカリ性: 明らかな酸性、等電点が 2.0 ~ 2.5 と低い、 (4) 粘度: DNA は粘度が高く、RNA は粘度が低い (5) 両性解離特性:アルカリ加水分解と酸加水分解
アルカリ加水分解と酸加水分解の特性: (1) 弱アルカリ性条件下:DNA のリン酸ジエステル結合は安定であり、RNA のリン酸ジエステル結合はすべて 2’ および 3’ 環状ヌクレオチドに分解されます。 (2) 希酸に長時間さらす(または温度や酸性度を上げる):プリンが分離し、少数のリン酸ジエステル結合が分解されます。 (3) 中強酸または濃酸処理:ピリミジンが分解し、さらにリン酸ジエステル結合が分解
紫外線吸収特性:260nm付近の最大吸光度
核酸の変性、再生および分子ハイブリダイゼーション
変性: 物理的および化学的要因の影響により、DNA 塩基対間の水素結合が切断され、二重らせんがほどかれます。これは更年期のプロセスであり、A260 の増加(高色素効果)と DNA 機能の喪失を伴います。
変性因子: 熱変性、酸塩基変性 (pH 4 未満または 11 以上)、 変性剤(尿素、塩酸グアニジン、ホルムアルデヒド等)
Tm: 熱変性中に A260 がその最大値の半分に達する温度は DNA の融解温度と呼ばれ、Tm で表されます。
再生: 特定の条件下で、変性した DNA 一本鎖間の塩基が再対合して二重らせん構造を復元します。 A260の減少(減色効果)を伴い、DNA機能が回復します。
再生に影響を与える主な要因
1. 温度: 熱変性した DNA はゆっくりと冷却すると復元できますが、急速に冷却すると復元できません。
2. DNA 濃度: 濃度が高いほど、再生が速くなります。
3. DNA 断片のサイズ: 断片が大きいほど、再生は遅くなります。
4. DNA 断片内の反復配列の数
5. 溶液のイオン強度
分子ハイブリダイゼーション: 異なるソースからの DNA 一本鎖間、または一本鎖 DNA と RNA の間に塩基対形成領域が存在する限り、再生中に局所二重らせん領域が形成されます。これを核酸分子ハイブリダイゼーションと呼びます。
応用: 1. 純度の確認(A280はタンパク質とフェノール性物質の最大吸光度) 純粋な DNA の A260/A280 は 1.8 (1.65-1.85) である必要があります。 純粋な RNA の A260/A280 は 2.0 である必要があります。 タンパク質またはフェノールが含まれている場合、A260/A280 比は大幅に低下します。 2. DNAが変性しているかどうかを確認する DNAの変性プロセス中に、モル吸光係数が増加します(クロム効果) DNA の再生プロセス中に、モル吸光係数が減少します (減算効果)
3 種類の RNA のうち、tRNA が最も多く、次に rRNA が続き、mRNA はごくわずかです。
重要な実験的根拠 ①肺炎球菌の形質転換実験 ②バクテリオファージ感染実験
【目標】 ヌクレオチドの組成、シャルガフの法則、DNA、tRNA、rRNA、mRNA の構造的特徴と機能、特に DNA 二重らせん構造モデルの要点と意義を修得する。 UV 吸収特性、核酸の変性と再生、分子ハイブリダイゼーションをマスターします。 【ポイント】 DNAの構造、tRNA、mRNA、rRNAの構造的特徴と機能、核酸の物理化学的性質。