心智圖資源庫 第二章核酸化學
這是一篇關於第二章核酸化學的心智圖,主要內容包括:核苷酸,RNA,重要理化性質,核蛋白體,DNA,核酸。
編輯於2024-02-08 16:05:38第二章 核酸化學
核酸
DNA功能
主要的遺傳物質,是遺傳訊息的載體
RNA功能
參與蛋白質的生物合成
生物催化作用(核酶)
RNA病毒中,RNA是遺傳物質
RNA轉錄後加工與修飾
參與基因表現與細胞功能的調控
核苷酸
鹼基
鳥嘌呤(G)、腺嘌呤(A)
胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)、胸腺嘧啶(T)
稀有核苷酸:如IMP(核酸代謝重要物質)
戊 糖
DNA中的戊糖:β-D-2′- 脫氧核糖
RNA的戊糖:β-D-核糖
核苷或脫氧核苷
DNA
一級結構
指脫氧核苷酸之間的連接方式與排列順序,連接方式為3 ′, 5 ′-磷酸二酯鍵
二級結構
雙螺旋結構(Watson和Crick提出)
反向平行右手雙螺旋,表面有大溝和小溝
脫氧核糖-磷酸骨架在外,鹼基互補配對在內
螺旋直徑2nm、相鄰鹼基平面的垂直距離0.34nm、每圈10bp、螺距3.4nm
雙螺旋結構穩定的主要作用力:鹼基堆積力和鹼基配對的氫鍵
DNA的鹼基組成規律 (Chargaff law)
鹼基當量定律:幾乎所有生物的DNA中,A=T、 G=C、 A G=T C
DNA鹼基組成有物種特異性,不對稱比率 (A T)/(G C) 因物種而異
三級結構
超螺旋結構
天然DNA主要以負超螺旋結構存在
RNA
mRNA
mRNA是蛋白質合成的模板,主要以一級結構(核糖核苷酸連接方式和排列順序)起傳遞遺傳訊息的作用
原核生物mRNA的分子結構
由先導區、幾個翻譯區(順反子)和末端序列組成
一般是多順反子
5’端先導區有一段富含嘌呤鹼基的序列,即SD序列
真核生物mRNA的分子結構
5’端有帽子(cap)結構,然後依序是5’非翻譯區、編碼區、3‘非翻譯區
為單順反子
3’端為多聚腺苷酸[poly(A)]尾巴。
tRAN
攜帶和轉運活化的胺基酸,辨識mRNA上的密碼子,依照mRNA上的遺傳密碼的順序將特定的胺基酸運載到核醣體進行蛋白質的合成
一級結構特徵:含有較多的稀有核苷;3 ´末端都具有CCA序列 4、5 ´端多為pG(也有的是pC)
二級結構:三葉草形結構,由四臂四環構成:二氫尿嘧啶環(D環)、D臂、反密碼子環、反密碼子臂(AC臂)、額外環、TψC環、TψC臂、胺基酸臂(3´-CCA末端是活化胺基酸的結合位點)
三級結構:倒L形結構
rRNA
原核細胞有3種rRNA (5S、16S、23S rRNA) 真核細胞有4種rRNA (5S、5.8S、18S、28S rRNA)
功能:組成核醣體、催化勝肽鍵形成的轉移酶活性存在於23S rRNA上『參與tRNA與mRNA的結合
核蛋白體
病毒
由核酸和蛋白質組成的非細胞生物
染色體
染色體和染色質的基本結構單位是由DNA纏繞組蛋白構成的核小體
重要理化性質
一般性質: (1)晶形:DNA白色纖維狀,RNA白色粉末狀 (2)溶解性:溶於水,不溶於有機溶劑 (3)酸鹼性:明顯的酸性,等電點低至2.0--2.5, (4)黏度:DNA黏度大,RNA黏度小 (5)兩性解離特性:鹼解與酸解
鹼解與酸解特性: (1)溫和鹼性條件下:DNA的磷酸二酯鍵穩定,RNA的磷酸二酯鍵全部分解,成2’、3’環核苷酸 (2)稀酸長時間(或提高溫度或酸度):嘌呤分離,磷酸二酯鍵少數分解。 (3)中強酸或濃酸處理: 嘧啶分解,磷酸二酯鍵較多分解
紫外線吸收特性:最大吸光度近260nm
核酸的變性、複性及分子雜交
變性:物理、化學因素影響下,DNA鹼基對間的氫鍵斷裂,雙螺旋解開。這是一個躍變過程,伴隨A260增加(增色效應),DNA功能喪失。
變性因素:熱變性、酸鹼變性(pH小於4或大於11)、 變性劑(尿素、鹽酸胍、甲醛等)
Tm:熱變性過程中A260達到最大值一半時的溫度稱為此DNA的熔解溫度,以Tm表示
複性:在一定條件下,變性DNA單鏈間鹼基重新配對恢復雙螺旋結構。伴隨A260減小(減色效應),DNA的功能恢復。
影響複性的主要因素
1.溫度:熱變性DNA在緩慢冷卻時可以複性,快速冷卻不能複性
2.DNA的濃度: 濃度越大,複性越快
3.DNA片段大小:片段越大,複性越慢
4.DNA片段內重複序列的多少
5.溶液的離子強度
分子雜交:不同來源的DNA單鏈間或單股DNA與RNA之間只要有鹼基配對的區域,在複性時可形成局部雙螺旋區,稱核酸分子雜交
應用: 1.鑑定純度(A280是蛋白質和酚類物質最大吸光度) 純DNA的A260/A280應為1.8(1.65-1.85) 純RNA的A260/A280應為2.0。 若含有蛋白或酚類,則A260/A280比值明顯降低。 2.判斷DNA是否變性 在DNA的變性過程中,摩爾吸光係數增加(增色效應) 在DNA的複性過程中,摩爾吸光係數會減少(減色效應)
3類RNA中,tRNA最多,rRNA次之, mRNA很少
重要實驗依據 ① 肺炎雙球菌轉化實驗 ② 噬菌體侵染細菌實驗
【目標】掌握核苷酸的組成,Chargaff 定律,DNA、tRNA、rRNA和mRNA的結構特徵和功能,特別是DNA雙螺旋結構模型要點和意義。掌握核酸的紫外線吸收特性、變性與復性、分子雜交。 【重點】DNA的結構,tRNA、mRNA、rRNA的結構特性與功能,核酸的理化性質。