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第一篇　生物大分子结构与功能——第一章　蛋...

第01讲　20种氨基酸概述

第一篇　生物大分子结构与功能——第二章　核...

第01讲　核酸

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第一节　核酸概述

　　一、核酸定义
　　①以核苷酸为基本组成单位
　　②具有严密空间构象和重要生理功能（携带和传递遗传信息）

　　
　　二、核苷酸组成
　　1.元素组成、C、H、O、N、P（9～11%）
　　
　　2.分子组成

　　1-戊糖
　　
　　①一种是脱氧核糖，一种是核糖
　　②核糖→RNA；脱氧核糖→DNA

　　2-碱基
　　碱基、含氮的杂环化合物

　　3-磷酸

　　
　　三、核苷酸连接键
　　1.糖苷键
　　嘌呤N-9或嘧啶N-1与核糖C-1，
　　通过β-N-糖苷键（共价键）相连形成核苷

　　2.酯键
　　核苷或脱氧核苷与磷酸
　　通过酯键（共价键）结合构成核苷酸或脱氧核苷酸

　　
第二节　结构与功能

　　一、一级结构
　　1.定义：核苷酸和脱氧核苷酸从5' -端至3'-端的排列顺序
　　核苷酸之间差异仅在于碱基不同
　　核酸一级结构也就是它的碱基序列
　　2.3‘5’-磷酸二酯键：多个核苷酸连接成核酸

　　
　　二、DNA二级结构
　　1.实验基础
　　Chargaff 规则、
　　① 不同生物个体DNA碱基组成不同
　　② 同一个体不同器官或不同组织的DNA 具有相同的碱基组成
　　③ 一个特定组织DNA，碱基组分不随其年龄、营养状态和环境而变化
　　④碱基配对规则、[ A ] = [ T ]；[ G ] ≡ [ C ]

　　2.双螺旋要点
　　1.反向平行
　　①每一个螺旋有10.5个碱基对，
　　②碱基对平面之间的垂直距离为0.34nm
　　
　　2-内侧+外侧
　　①外侧：脱氧核糖与磷酸
　　②内侧：疏水碱基

　　3-碱基互补
　　碱基对平面与双螺旋结构螺旋轴垂直
　　①胸腺嘧啶（T）＝腺嘌呤（A）
　　②胞嘧啶（C）≡ 鸟嘌呤（G）
　　
　　4-双螺旋维持力
　　①横向、碱基对疏水作用力
　　②纵向、氢键
　　由此产生了疏水性的碱基堆积力

　　3.多样性
　　1.B型-DNA Watson和Crick提出的双螺旋结构
　　溶液的离子强度或相对湿度变化，
　　DNA 双螺旋结构沟槽、螺距、旋转角度、碱基对倾角等发生变化
　　2.A 型-DNA、
　　环境相对湿度降低，
　　DNA 仍然保存右手双螺旋结构
　　空间结构参数不同于B 型-DNA
　　3.Z型-DNA
　　①右手双螺旋不是DNA唯一存在方式
　　②左手双螺旋在天然DNA 分子中同样存在，并称为Z型-DNA
　　③不同的DNA双螺旋结构、与基因表达调节和控制相适应
　　①B-DNA：右手螺旋
　　②A-DNA：参数不同的右旋
　　③Z-DNA：左手螺旋

　　
　　三、RNA结构与功能
　　1.mRNA
　　①定义：信使RNA（mRNA）是合成蛋白质的模板
　　②来源：在核内以DNA为模板合成得到的，然后转移至细胞质内
　　
　　在生物体内，mRNA的丰度最小
　　仅占细胞RNA总重量的2% ～5%。
　　但是mRNA的种类最多，约有10⁵个之多，
　　而且它们的大小也各不相同
　　mRNA是各种RNA分子中半衰期最长一类

　　2.hnRNA
　　在细胞核内合成后
　　经过一系列的转录后修饰剪接成为成熟mRNA
　　最后被转运到细胞质中
　　
　　①hnRNA含有：内含子和外显子
　　②外显子：氨基酸编码序列
　　③内含子：是氨基酸非编码序列
　　④hnRNA经过剪切后成为成熟的mRNA

　　3.头和尾
　　成熟真核生物mRNA
　　
　　①从AUG 开始，每三个核苷酸为一组编码了一个氨基酸，称为三联体密码。
　　②成熟的mRNA由氨基酸编码区和非编码区构成。
　　③5‘-末端的帽子（cap）结构和3’-末端的多聚A尾（poly-A tail）结构。
　　1-5'末端帽子结构
　　大部分真核细胞mRNA的5'末端都以7-甲基鸟嘌呤-三磷酸核苷为起始结构帽子结构、m⁷Gppp
　　
　　mRNA的帽结构可以与帽结合蛋白（CBP）结合。
　　3'末端有多聚腺苷酸结构
　　真核生物的mRNA 的3'-末端转录后，
　　加上约80～250个核苷酸的poly（A）一段长短不一的多聚腺苷酸

　　2.tRNA
　　①tRNA：蛋白质合成，作为氨基酸载体, 将氨基酸转呈给mRNA
　　②占细胞总RNA的15%左右，具有很好的稳定性。
　　
　　2.特点
　　稀有碱基：是指除A 、G 、C 、U 外的一些碱基
　　包括
　　①双氢尿嘧啶（DHU）
　　②假尿嘧啶核苷
　　③甲基化的嘌呤（m7G, m7A）
　　①tRNA中的稀有碱基占所有碱基的10%～20%
　　②tRNA分子中的稀有碱基均是转录后修饰而成的

　　3.结构
　　
　　三叶草
　　tRNA的局部具有茎环结构（三叶草形）或发卡结构
　　3'端有CCA结构，A上连接一个羟基，
　　羟基可以和氨基酸的羧基形成酯键称之为氨基酸臂
　　
　　①DHU环
　　②反密码子环
　　③附加叉
　　④TψC环
　　
　　倒“L”形

　　4、功能
　　3'端可连接氨基酸
　　氨基酸通过酯键连接在腺嘌呤核苷酸的3'羟基上，生成氨基酰-tRNA
　　tRNA 成为了氨基酸的载体，
　　而连接在tRNA的氨基酸则称为是被活化的氨基酸

　　2.反密码子识别密码子
　　tRNA反密码子环上的反密码子
　　依照碱基互补的原则识别mRNA上的密码子。
　　次黄嘌呤核苷酸（I）常出现于反密码子中。
　　3.rRNA
　　核糖体RNA（rRNA）、细胞内含量最多的RNA，约占RNA总量的80%以上，
　　核糖体、核糖体rRNA与核糖体蛋白共同构成
　　它为蛋白质生物合成所需要的mRNA 、tRNA 以及多种蛋白因子提供了相互结合和相互作用的空间环境。

　　1.核糖体大小亚基
　　
　　1.先写357；468
　　2.316；418；5523
　　3.5S；5.8S；28S
　　助记
　　原核、3.5、7
　　真核、4、6、8
　　3和4除了代表原核和真核起始的小亚基之外还代表着
　　①原核有3种rRNA
　　②真核有4种rRNA

　　真核细胞和原核细胞均有的rRNA是
　　A.5SrRNA
　　B.18SrRNA
　　C.5.8SrRNA
　　D.23SrRNA
『正确答案』A

下列关于rRNA的叙述，正确的是　　A.原核生物的核蛋白体中有四种rRNA，即23S、16S、5S、5.8S 　　B.原核生物的核蛋白体中有三种rRNA，即23S、18S、5S 　　C.真核生物的核蛋白体中有三种rRNA，即28S、18S、5S 　　D.真核生物的核蛋白体中有四种rRNA，即28S、18S、5S、5.8S


	『正确答案』D

　　2.蛋白质形成复合体
　　蛋白质合成时形成的复合体
　　

　　3.其他非编码RNA
　　组成性非编码RNA
　　功能：参与了RNA的剪接和修饰、蛋白质的转运以及调控基因表达
　　4.调控性非编码RNA
　　功能：转录调控、RNA剪切和修饰、mRNA的翻译、蛋白质的稳定和转运、染色体的形成和结构稳定等

RNA种类	缩写	细胞内位置	功能
核糖体RNA	rRNA	细胞质	核糖体组成成分
信使RNA	mRNA	细胞质	蛋白质合成模板
转运RNA	tRNA	细胞质	转运氨基酸
微RNA	microR- NA	细胞质	翻译调控
胞质小RNA	scRNA/	细胞质	信号肽识别体的组成成分
	7SL-RNA
不均一核RNA	hnRNA	细胞核	成熟mRNA的前体
核小RNA	snRNA	细胞核	参与hnRNA的剪接、转运
核仁小RNA	snoRNA	核仁	rRNA的加工和修饰
线粒体核糖体RNA	mt rRNA	线粒体	核糖体组成成分
线粒体信使RNA	mt mRNA	线粒体	蛋白质合成模板
线粒体转运RNA	mt tRNA	线粒体	转运氨基酸

　　
第四节　核酸理化性质

　　1.紫外吸收
　　核酸碱基的共轭双键在波长 260nm 处有强烈的吸光特性，
　　这一特性常用作核酸的定性和定量分析。

　　2.DNA变性
　　某些极端的理化条件（温度、pH、离子强度等）
　　可以断裂DNA双链互补碱基对之间的氢键以及破坏碱基堆积力
　　使一条DNA双链解离成为两条单链
　　这种现象称为DNA变性。
　　
　　
　　一级结构是空间结构的基础，高级结构是功能的基础

　　①DNA变性的本质：双链间的断裂
　　②DNA变性破坏了DNA的空间结构
　　③但不会改变它的核苷酸序列（磷酸二酯键没有破坏）
　　④双链RNA也可以变性解离成为单链RNA

　　增色效应
　　①DNA解链时的紫外吸收变化
　　②增色效应、DNA变性时其溶液OD₂₆₀增高的现象
　　
　　解链温度
　　解链温度（Tm）、在解链曲线上，紫外吸光度的变化达到最大变化值的一半时所对应的温度。
　　
　　解链曲线的变化
　　
　　G+C 含量越高，解链温度就越高。

　　3.核酸复性
　　1.当变性条件缓慢地除去后，两条解离的互补链可重新配对，恢复原来的双螺旋结构，这一现象称为DNA复性。
　　2.热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火。
　　3.减色效应、DNA复性时，其溶液OD₂₆₀降低。
　　核酸分子杂交
　　①不同种类的DNA单链或RNA单链放在同一溶液中，在适宜的条件可以在不同的分子间形成杂化双链，这种现象称为核酸分子杂交。
　　②这种杂化双链可以在不同的DNA之间形成，也可以在DNA和RNA间或者RNA与RNA之间形成。
　　③如果将热变性的DNA迅速冷却至4℃时，两条解离的互补链则不能形成双链，所以DNA 不能发生复性。这一特性被用来保持DNA 的变性状态。
　　核酸分子杂交

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真核细胞和原核细胞均有的rRNA是　　A.5SrRNA 　　B.18SrRNA 　　C.5.8SrRNA 　　D.23SrRNA


	『正确答案』A

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