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第一章基因与基因工程----（一）核酸的分类、分布与功能（二）核酸的分子组成（三）核酸的分子结构（四）核酸的理化特性一、核酸的结构和功能（一）核酸的分类、分布与功能核糖核酸（RNA）：脱氧核糖核酸（DNA）：•mRNA•tRNA•rRNA（信使RNA）（转运RNA）（核蛋白体RNA）细胞质，参与蛋白质的生物合成5%，Pr合成的直接模板15%，活化与转运AA80%，充当装配机，提供场所核内染色质，遗传的物质基础•基因——DNA分子中的功能片段（决定遗传特性）（特定的碱基序列）首页主菜单（二）核酸的分子组成1、核酸的元素组成C、H、O、N、P2、组成核酸的基本单位——核苷酸多核苷酸核苷酸磷酸核苷A、GU、C、T戊糖碱基嘌呤碱嘧啶碱核酸A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）U（尿嘧啶）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）两类核酸在分子组成上的异同点首页主菜单[命名]两类核酸在分子组成上的异同点RNADNA组分磷酸磷酸戊糖核糖脱氧核糖碱基嘌呤嘧啶AGUCT首页主菜单（三）核酸的分子结构1、DNA的分子大小和结构（1）分子大小与组分•DNA是目前分子量最大的生物大分子•A、G、T、C和脱氧核糖及磷酸（2）一级结构•概念——DNA链中A、T、C、G的序列•脱氧核糖核苷酸之间以磷酸二酯键相连首页主菜单（3）空间结构（二级结构）——双螺旋结构①、结构要点：•逆向平行双螺旋•两链之间有特定的碱基互补规律（碱基配对）A—TG—C（通过两个氢键相连）（通过三个氢键相连）•双螺旋结构的稳定依靠碱基对间的氢键②、生物学意义：•提出了遗传信息的贮存方式、DNA的复制机理•是DNA复制、转录和翻译的分子基础首页主菜单2、RNA的分子组成和结构（1）分子组成与一级结构A、G、U、C及核糖、磷酸RNA链中A、G、U、C的序列②、一级结构：①、组成：（以tRNA的二级结构为例）（2）二级结构•3-末端：CCA-OH•反密码环顶端：反密码子（携带AA的部位）（识别mRNA上特定的密码子）三叶草形tRNA的二级结构——首页主菜单（四）核酸的理化特性1、变性核酸（DNA）通过加热，双链结构解开形成两条单链的的过程2、复性因变性而解开的两条单链，在温度缓慢下降时重又聚合成双链结构的过程•复性在实验技术中又称“退火”3、分子杂交分子杂交是以核酸的变性和复性为基础•不同来源的两条核酸单链，若有大致相同的碱基互补顺序，经退火处理，可形成杂交双链。•分子杂交可发生在DNA-DNA、DAN-RNA和RNA-RNA首页主菜单加温缓慢降温加温缓慢降温返回主菜单（变性）（复性）（分子杂交）示意图ATGC返回主菜单示意图腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）主菜单返回示意图5’-末端反密码环3’-末端氨基酸臂返回主菜单两类核酸在分子组成上的异同点RNADNA组分磷酸核糖脱氧核糖磷酸戊糖碱基嘌呤嘧啶AGUCTRNA核糖DNA脱氧核糖UT返回主菜单AP碱基——腺嘌呤戊糖——核糖磷酸[点击观察结构变化]返回主菜单OA腺苷碱基戊糖核苷腺嘌呤核苷P一磷酸一磷酸（AMP）P～腺苷二磷酸（ADP）P～腺苷三磷酸（ATP）O磷酸核苷酸主菜单返回NDPNTPNMPdNDPdNTPdNMPRNAAUCGUUUDPCTPAMPDNAATCGTTdADPdTTPdGMP（TTP）（dUTP）核苷酸的命名及其符号返回主菜单二、DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装（一）DNA的超螺旋结构超螺旋结构(superhelix或supercoil)DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。正超螺旋(positivesupercoil)盘绕方向与DNA双螺旋方同相同负超螺旋(negativesupercoil)盘绕方向与DNA双螺旋方向相反意义DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键作用。（二）原核生物DNA的高级结构（三）DNA在真核生物细胞核内的组装真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是核小体(nucleosome)。核小体的组成DNA：约200bp组蛋白：H1H2A，H2BH3H4（四）DNA的功能DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。基因从结构上定义，是指DNA分子中的特定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。三、RNA的结构与功能StructureandFunctionofRNARNA的种类、分布、功能核蛋白体RNA信使RNA转运RNA核内不均一RNA核内小RNA胞浆小RNA细胞核和胞液线粒体功能rRNAmRNAmtrRNAtRNAmtmRNAmttRNAHnRNASnRNASnoRNAscRNA/7SL-RNA核蛋白体组分蛋白质合成模板转运氨基酸成熟mRNA的前体参与hnRNA的剪接、转运rRNA的加工、修饰蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组分核仁小RNA核蛋白体RNA信使RNA转运RNA核内不均一RNA核内小RNA胞浆小RNA细胞核和胞液线粒体功能rRNAmRNAmtrRNAtRNAmtmRNAmttRNAHnRNASnRNASnoRNAscRNA/7SL-RNA核蛋白体组分蛋白质合成模板转运氨基酸成熟mRNA的前体参与hnRNA的剪接、转运rRNA的加工、修饰蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组分核仁小RNA信使RNA的结构与功能hnRNA内含子(intron)mRNA*mRNA成熟过程外显子(exon)*mRNA结构特点1.大多数真核mRNA的5´末端均在转录后加上一个7-甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的C´2也是甲基化，形成帽子结构：m7GpppNm-。2.大多数真核mRNA的3´末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构，称为多聚A尾。帽子结构