文档介绍：第四章 核苷酸和核酸
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核酸的发展和研究简史
1868 Friedrich Miescher 核素
1889 R. Altmann A
核苷酸参与构成的重要化合物
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稀 有 碱 基
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2’-核苷酸和3’-核苷酸的混合物
RNA在碱溶液中的水解
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核酸的共价结构
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文字式：pApCpGpTpA
pACGTA
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碱基的性质：
１．异构化
内酰胺
内酰亚胺
双内酰亚胺
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DNA双螺旋中的碱基对氢键形式
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２． 核酸的紫外吸收
增色效应， 减色效应
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DNA 的 双 螺 旋 结 构
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Rosalind Franklin
DNA 的X-射线衍射图
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20世纪40年代后期，Erwin Chargaff通过对各生物碱基组成分析，提出了重要的Chargaff定则：
(1) [A]=[T]
(2) [G]=[C]
(3) [A]+[G]=[T]+[C]
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DNA双链的方向
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双链DNA的俯视图
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通过对碱基组成特点及DNA结晶的X光衍射分析, 1953年，Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型。
特点：
(1) 两条链反平行相互缠绕的右手螺旋，螺旋上有大沟(major groove)和小沟(minor groove)。
(2) 碱基在内侧，磷酸和核糖在外侧。
(3) 螺旋直径2nm，，每圈10（）对碱基，（）nm。
(4) A与T配对，形成2个氢键；G与C配对，形成3个氢键。
(5) DNA双螺旋结构稳定的力主要是氢键（横向) 和碱基堆积力（纵向）。
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B-DNA
A-DNA
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Z-DNA
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三种双螺旋DNA类型的比较
A型
B型
Z型
螺旋手性
右手性
右手性
左手性
分子形态
较平滑双螺旋
平滑双螺旋
Z字形扭曲
螺旋直径（nm）
碱基对/螺旋
11
12
碱基对上升高度(nm)
碱基倾角
20o
6 o
1 o
糖苷键构象
反式
反式
嘌呤顺式
嘧啶反式
碱基排列方向
朝内
朝内
外露
凹槽
大沟（窄、深）
小沟（宽、浅）
大沟（宽、深）
小沟（窄、浅）
一种沟（小沟、窄、深）
稳定存在条件
较高离子强度，相对湿度≦75％ DNA－RNA杂交体
低离子强度，细胞中DNA的构象
嘌呤嘧啶相间排列
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特殊的DNA碱基顺序：回文顺序和镜像重复顺序
（回文顺序）
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具有回文顺序的DNA可以形成“发夹”或“十字”形结构
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具有镜像对称顺序的碱基易于形成三链DNA (H – DNA)
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Hoogsteen 配对
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RNA的结构
单链RNA（ rRNA）因为分子内部的碱基配对形成的二级结构，无配对的碱基形成“突起”或“环”。
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3 ‘ - end
5 ‘ - end
16s rRNA的二级结构
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tRNA的二级结构
和三级结构
tRNA的三叶草形二级结构
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tRNA的倒L-形三级结构
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mRNA的结构
单顺反子mRNA（monocistronic mRNA）与多顺反子mRNA（polycistronic mRNA）:原核生物的mRNA仅为一条肽链编码，称为单顺反子mRNA；为两条以上肽链编码则为多顺反子mRNA。
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hnRNA
内含子
(intron)
mRNA
真核生物mRNA成熟过程：
外显子
(exon)
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核酸的变性、复性及杂交
核酸的变性
在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程称为变性。
变性后理化性质变化：
OD260增高
粘度下降
浮力密度升高
生物活性丧失 等等
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RNA和DNA的熔解温度曲线
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DNA 的Tm值与G-C含量的关系
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(G+C)% =