第13章核酸的结构ppt课件

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1、主要元素组成：主要元素组成：C、H、O、N、P(911%)与蛋白质比较，核酸普通不含与蛋白质比较，核酸普通不含S，而，而P的含量较为稳定，占的含量较为稳定，占9-11%。二、根本构成单位：核苷酸二、根本构成单位：核苷酸(nucleotide)核苷酸由戊糖、磷酸和含氮碱三部分构成核苷酸由戊糖、磷酸和含氮碱三部分构成第第1313章章 核酸的构造核酸的构造一、核苷酸一、核苷酸(一一)碱基碱基1嘧啶碱嘧啶碱pyrimidine,Py2嘌呤碱嘌呤碱purine,Pu其它嘌呤核酸的代谢产物：其它嘌呤核酸的代谢产物：黄嘌呤、次黄嘌呤、尿酸等黄嘌呤、次黄嘌呤、尿酸等稀有碱基稀有碱基 大多出如今大多出如今tRN

2、AtRNA中中 次黄嘌呤次黄嘌呤(I)(I)二氢尿嘧啶二氢尿嘧啶(D)(D)假尿嘧啶假尿嘧啶()()5-5-甲基胞嘧啶甲基胞嘧啶(m5C)(m5C)1-1-甲基腺嘌呤甲基腺嘌呤(m1A)(m1A)N6-N6 N6-N6甲基腺嘌呤甲基腺嘌呤(m26A)(m26A)胺胺式式亚亚胺胺式式互互变变异异构构酮酮式式烯烯醇醇式式互互变变异异构构l嘌呤碱和嘧啶碱嘌呤碱和嘧啶碱分子中都含有共分子中都含有共轭双键体系，在轭双键体系，在紫 外 区 有 吸 收紫 外 区 有 吸 收260 nm260 nm左右。左右。组成核酸的戊糖有两种：组成核酸的戊糖有两种：OHHOHHOHOHHHOCH2HOCH2OHHOHHH

3、OHHD-核糖D-2-脱氧核糖1122334545(二二)核苷核苷 nucleosidenucleoside糖与碱基之间以糖与碱基之间以 C-N C-N键，称为键，称为 N-N-糖苷糖苷键键 嘌呤核苷：糖嘌呤核苷：糖C1C1-N9 -N9 碱，嘧啶核苷：碱，嘧啶核苷：糖糖C1C1-N1-N1碱碱碱基和核糖脱氧核糖经过糖苷键衔碱基和核糖脱氧核糖经过糖苷键衔接构成核苷脱氧核苷接构成核苷脱氧核苷次黄苷次黄苷核糖核苷核糖核苷胞嘧啶核苷尿嘧啶核苷鸟嘌呤核苷腺嘌呤核苷NNOHHONNNH2HONNOHH2NNNNNNNNH2OHHOHHOHHHOCH2HOCH2OHHOHHOHHOHHOHHOHHHOCH

4、2OHHOHHOHHHOCH2 A G C U99111111脱氧核糖核苷脱氧核糖核苷2 2修饰核苷修饰核苷modified nucleosidemodified nucleoside：也称稀有核苷也称稀有核苷minor nucleosideminor nucleoside 修饰核苷包括三种情况修饰核苷包括三种情况:1 1由修饰碱基和糖组成的核苷由修饰碱基和糖组成的核苷2 2由非修饰碱基和由非修饰碱基和2-O-2-O-甲基核糖组成的核苷甲基核糖组成的核苷3 3由碱基与糖衔接方式特殊的核苷由碱基与糖衔接方式特殊的核苷NNNNNHCH3dRN6-Methyl-dA1HNNHO5,6-dihydro

5、uridineORHHH(D or hU)2OCH2HHOHHOCH3HHO2-O-甲基腺苷Ade(Am)NNCH3NH25-Methyl-dCOdRl核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。稀有碱基的种类很多，大部分是上述碱稀有碱基的种类很多，大部分是上述碱基的甲基化产物。基的甲基化产物。“稀有核苷是由稀有核苷是由“稀有碱基所生成的核稀有碱基所生成的核苷苷假尿苷假尿苷 1 1,C5-,C5-糖苷键糖苷键 NNNNORW(Y)核苷NRH3CCH3(Wyosine)HNNNCORQ 核苷(Queuosine)RH2N 还有一些核苷，它们的碱基不是嘌呤环，但可还有一些核

6、苷，它们的碱基不是嘌呤环，但可把它们看作是鸟苷的衍生物，如把它们看作是鸟苷的衍生物，如Y Y核苷、核苷、Q Q核苷。核苷。取代基用以下小写英文字母表示取代基用以下小写英文字母表示 :甲基甲基m 乙酰基乙酰基ac 氨基氨基n 甲硫基甲硫基ms 羟基羟基o或或h 硫基硫基s 异戊烯基异戊烯基i 羧基羧基c HNNORSs4 UHNNOROCH2OHom5 U或hm5 UPOOOHOHOCH2OHOHNNNH2OOHOCH2OHOHNNNH2O核苷酸：核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP 三三 核苷酸核苷酸(ribonucleotide

7、)核苷脱氧核苷和磷酸以磷酸酯键衔接构核苷脱氧核苷和磷酸以磷酸酯键衔接构成核苷酸脱氧核苷酸。成核苷酸脱氧核苷酸。核苷酸核苷酸2 2，3 3，5 5一核糖核苷酸一核糖核苷酸(2-AMP)(3-AMP)(5-AMP)3 3，5 5一脱氧核糖核苷酸一脱氧核糖核苷酸Deoxyadenosine 3Deoxyadenosine 3-monphosphate (3monphosphate (3-dAMP)-dAMP)Deoxyadenosine 5Deoxyadenosine 5-monphosphate(5monphosphate(5-dAMP)-dAMP)脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸deoxyribon

8、ucleotidedeoxyribonucleotide：体内重要的游离核苷酸及其衍生物体内重要的游离核苷酸及其衍生物 含核苷酸的生物活性物质：含核苷酸的生物活性物质：NAD+NAD+、NADP+NADP+、CoA-SHCoA-SH、FAD FAD 等都含有等都含有 AMP AMPl 多磷酸核苷酸：多磷酸核苷酸：NMPNMP，NDPNDP，NTPNTPl 环化核苷酸环化核苷酸:cAMP:cAMP，cGMPcGMPNOCH2OOHOHNNNNH2POOHOHNOCH2OOHONNNNH2POOH作为第二信作为第二信使参与细胞使参与细胞信号传送。信号传送。第二节核酸的共价构造第二节核酸的共价构造一

9、、核酸中核苷酸的衔接方式一、核酸中核苷酸的衔接方式 核酸中核苷酸的陈列顺序。核酸中核苷酸的陈列顺序。由于核苷酸间的差别主由于核苷酸间的差别主要是碱基不同，所以也称要是碱基不同，所以也称为碱基序列。为碱基序列。核苷酸的衔接核苷酸的衔接 核苷酸之间以核苷酸之间以磷酸二酯键衔接构磷酸二酯键衔接构成多核苷酸链，即成多核苷酸链，即核酸。核酸。55端端3端端CGA核酸中核苷酸的衔接方式：经过核酸中核苷酸的衔接方式：经过 3 3，5 5 磷酸二酯键磷酸二酯键衔接。衔接。3 33 33 33 33 35 55 55 55 55 5蛇毒磷酸蛇毒磷酸二酯酶二酯酶牛脾磷酸牛脾磷酸二酯酶二酯酶碱基序列从左到右表示碱基

10、序列从左到右表示5 5 3 3a a位位b b位位 5PAPCPGPCPTPGPTPA 3 或 5 ACGCTGTA 3一级构造表一级构造表示方法示方法竖线式竖线式文字式文字式(一一)DNA)DNA的一级构造的一级构造v指脱氧核糖核苷酸序列指脱氧核糖核苷酸序列.直线形或环形无分支多聚体。直线形或环形无分支多聚体。v生物的遗传特征：生物的遗传特征：v基因：指基因：指DNADNA分子中最小的功能单位。分子中最小的功能单位。v基因组：某生物体所含全部基因。基因组：某生物体所含全部基因。v大小表示：如大小表示：如108 bp 108 bp v真核生物真核生物DNADNA存在有三类核苷酸序列：高度反复、

11、中度存在有三类核苷酸序列：高度反复、中度反复和单一序列。反复和单一序列。碱基组成分析碱基组成分析Chargaff 规规那么：那么：A=T；G C 碱基的理化数据分析：碱基的理化数据分析：A-T、G-C以以氢键配对较合理氢键配对较合理 DNA纤维的纤维的X-线衍射图谱分析线衍射图谱分析 DNA双螺旋构造的研讨背景双螺旋构造的研讨背景DNA的高级构造的高级构造一一.DNA的二级构造双螺旋构造的二级构造双螺旋构造 二、二、DNA的空间构造的空间构造一一DNA的二级构造的二级构造secondary structure1、碱基组成规那么、碱基组成规那么(Chargaff规那么规那么)nA=T，G=C；n

12、 A+G=T+C(嘌呤与嘧啶的总数相等嘌呤与嘧啶的总数相等)n有种属特异性有种属特异性n无组织、器官特异性无组织、器官特异性n不受年龄、营养、性别及其他环境等影响不受年龄、营养、性别及其他环境等影响 DNADNA分子由两条分子由两条DNADNA单单链组成。链组成。DNADNA的双螺旋构造是的双螺旋构造是分子中两条分子中两条DNADNA单链单链之间基团相互识别和之间基团相互识别和作用的结果。作用的结果。双螺旋构造是双螺旋构造是DNADNA二二级构造的最根本方式。级构造的最根本方式。DNADNA双螺旋构造的特点双螺旋构造的特点double helix modelDNADNA双螺旋构造的要点双螺旋构

13、造的要点1 1DNADNA分子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链分子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链(简简称称DNADNA单链单链)组成。两条链沿着同一根轴平行环组成。两条链沿着同一根轴平行环绕，构成右手双螺旋构造。螺旋中的两条链方绕，构成右手双螺旋构造。螺旋中的两条链方向相反，即其中一条链的方向为向相反，即其中一条链的方向为55端端33端，端，而另一条链的方向为而另一条链的方向为33端端55端。端。2 2嘌呤和嘧嘌呤和嘧啶 碱 基 位 于啶 碱 基 位 于螺旋的内侧，螺旋的内侧，磷 酸 和 脱 氧磷 酸 和 脱 氧核 糖 基 位 于核 糖 基 位 于螺 旋 外 侧。螺 旋 外 侧。碱 基 环 平 面碱 基

14、 环 平 面与 螺 旋 轴 垂与 螺 旋 轴 垂直，糖 基 环直，糖 基 环平 面 与 碱 基平 面 与 碱 基环平面成环平面成9090角。角。3 3螺旋横截面的螺旋横截面的直径约为直径约为2nm2nm，每，每条链相邻两个碱条链相邻两个碱基平面之间的间基平面之间的间隔为隔为0.34 nm0.34 nm，每，每1010个核苷酸构成个核苷酸构成一个螺旋，其螺一个螺旋，其螺矩即螺旋旋转矩即螺旋旋转一圈的高度为一圈的高度为3.4 nm3.4 nm。4 4维持两条维持两条DNADNA链相链相互结合的力是链间碱基互结合的力是链间碱基对构成的氢键。碱基结对构成的氢键。碱基结合具有严厉的配对规合具有严厉的配对

15、规律律:A:A与与T T结合，结合，G G与与C C结结合，这种配对关系，称合，这种配对关系，称为碱基互补。为碱基互补。A A和和T T之间之间构成两个氢键，构成两个氢键，G G与与C C之之间构成三个氢键。间构成三个氢键。在在DNADNA分子中，嘌呤碱基分子中，嘌呤碱基的总数与嘧啶碱基的总的总数与嘧啶碱基的总数相等。数相等。5 5螺旋外表构成大螺旋外表构成大沟沟(major groove)(major groove)及及小沟小沟(minor groove)(minor groove)，彼此相间陈列。小沟彼此相间陈列。小沟较浅；大沟较深，是较浅；大沟较深，是蛋白质识别蛋白质识别DNADNA碱基

16、碱基序列的根底。序列的根底。6 6氢键维持双链横氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定力维持双链纵向稳定性。性。二二级构造：二二级构造：双螺旋构造模型双螺旋构造模型(double helix model)1、Watson-Crick双螺旋构造模型双螺旋构造模型(B-DNA)1反平行双链：脱氧核糖反平行双链：脱氧核糖-磷酸骨架位于外侧，磷酸骨架位于外侧，碱基对位于内侧碱基对位于内侧 2碱基互补配对：碱基互补配对：AT配对两个氢键，配对两个氢键，GC配对三个氢键；碱基对平面垂直纵轴配对三个氢键；碱基对平面垂直纵轴3右手双螺旋：螺距为右手双螺旋：螺距为3.4 nm，直径

17、为，直径为2.0 nm，10bp/圈圈4外表功能区：小沟较浅；大沟较深，是蛋外表功能区：小沟较浅；大沟较深，是蛋白质识别白质识别DNA碱基序列的根底碱基序列的根底 5维持构造稳定的力量：氢键维持双链横向维持构造稳定的力量：氢键维持双链横向稳定，碱基堆积力维持螺旋纵向稳定稳定，碱基堆积力维持螺旋纵向稳定3、其他螺旋方式、其他螺旋方式n Z-DNA左手双螺旋左手双螺旋n A-DNA 稳定双螺旋构造的作用力为氢键、碱基堆积力疏水作用稳定双螺旋构造的作用力为氢键、碱基堆积力疏水作用和环境中正离子的作用。和环境中正离子的作用。双螺旋分子中糖分子与纵轴平行，与碱基平面垂直。双螺旋分子中糖分子与纵轴平行，与

18、碱基平面垂直。碱基的配对使得双螺旋碱基的配对使得双螺旋DNADNA分子在复制时以半保管的方式进展分子在复制时以半保管的方式进展三三DNADNA双螺旋分子构造的不双螺旋分子构造的不同类型受环境影响而改动同类型受环境影响而改动 主要有三种，分别命名为主要有三种，分别命名为A A、B B 和和 C C型。其中型。其中 B B 型与型与Watson-CrickWatson-Crick提出的模型一致，提出的模型一致，A A和和 C C 型在低相型在低相对湿度的条件下构成，它们的螺对湿度的条件下构成，它们的螺距都比距都比B B型要短，型要短，A A型型DNADNA的构造的构造与与DNADNA和和RNARN

19、A的杂合链类似。的杂合链类似。Z Z型型 DNADNA新发现首先在富含新发现首先在富含GCGC的的DNADNA短片段中发现，后用抗短片段中发现，后用抗体证明天然体证明天然DNADNA中也有，它是一中也有，它是一种左手螺旋，在细胞中能够与基种左手螺旋，在细胞中能够与基因表达的调控有关。因表达的调控有关。二级构造因环境条件而改动几种二级构造因环境条件而改动几种DNADNA钠钠盐盐A-DNAA-DNA：相对湿度：相对湿度75%75%每周每周1111个核苷酸对，个核苷酸对，粗短粗短Z-DNAZ-DNA：左手螺旋：左手螺旋每周每周1212个核苷酸对，个核苷酸对，细长细长B-DNAB-DNA：相对湿度：相

20、对湿度92%92%每周每周10.410.4个核苷酸个核苷酸对对A.RichA.Rich在研讨在研讨d(CGCGCGCG)d(CGCGCGCG)寡聚体的构造时，发现它为左手寡聚体的构造时，发现它为左手螺旋，称为螺旋，称为Z ZDNADNA。天然。天然B BDNADNA和和Z ZDNADNA可相互转变。可相互转变。四四DNADNA分子的三螺旋构造分子的三螺旋构造 (H-DNA)(H-DNA)在在DNADNA分子中，镜像反复序列可以回折，构成三分子中，镜像反复序列可以回折，构成三螺旋构造。螺旋构造。三螺旋构造配对方式必需符合三螺旋构造配对方式必需符合HoogsteenHoogsteen配对模型：配对

21、模型：A A或或T T与与A=TA=T配对中的配对中的A A配对；配对；G G或或C C与与G=CG=C碱基对中碱基对中的的G G配对配对,C,C必需质子化与必需质子化与G G的的N7N7构成两个氢键。构成两个氢键。三股螺旋：第三股来自分子间或分子内。三股螺旋：第三股来自分子间或分子内。H-DNAH-DNA：P490P490DNADNA双螺旋的稳定性双螺旋的稳定性DNADNA双螺旋构造在生理条件下很稳定。双螺旋构造在生理条件下很稳定。维持这种稳定性的要素包括：两条维持这种稳定性的要素包括：两条DNADNA链之间构链之间构成的氢键，碱基堆积力。成的氢键，碱基堆积力。双螺旋构造内部构成的疏水区，消

22、除了介质中双螺旋构造内部构成的疏水区，消除了介质中水分子对碱基之间氢键的影响；水分子对碱基之间氢键的影响；介质中的阳离子如介质中的阳离子如Na+Na+、K+K+和和Mg2+Mg2+中和了磷中和了磷酸基团的负电荷，降低了酸基团的负电荷，降低了DNADNA链之间的排斥力等。链之间的排斥力等。改动介质条件和环境温度，将影响双螺旋的稳改动介质条件和环境温度，将影响双螺旋的稳定性。定性。天然存在的天然存在的DNA分子最显著的特分子最显著的特点是很长，分子质量很大，普通在点是很长，分子质量很大，普通在1061010。大肠杆菌染色体由大肠杆菌染色体由400万碱基对万碱基对(basepair，bp)组成的双螺

23、旋组成的双螺旋DNA单单分子。其长度为分子。其长度为1.4106nm，相当于，相当于1.4mm，而直径为，而直径为20nm，相当原子，相当原子的大小。的大小。黑腹果蝇最大染色体由黑腹果蝇最大染色体由6.2107bp组组成，长成，长2.1cm多瘤病毒的多瘤病毒的DNA由由5100bp组成组成 ，长，长1.7mmH-DNA:H-DNA:三条链部分螺旋三条链部分螺旋2 2回文构造回文构造palindromic structurepalindromic structure (1)(1)回文构造回文构造 回文构造也称反向反复回文构造也称反向反复inverted inverted repeatsrepea

24、ts(2)(2)发夹形和十字形发夹形和十字形二二DNADNA的三级构造的三级构造双螺旋进一步扭曲双螺旋进一步扭曲,构成一种比双螺旋更高构成一种比双螺旋更高层次的空间构象。包括：线状层次的空间构象。包括：线状DNADNA构成的纽构成的纽结、超螺旋和多重螺旋、环状结、超螺旋和多重螺旋、环状DNADNA构成的结、构成的结、超螺旋和连环等超螺旋和连环等.三、三、DNADNA的三级构造的三级构造一正螺旋和负螺旋一正螺旋和负螺旋 负超螺旋负超螺旋-右旋；正超螺旋右旋；正超螺旋-左旋。左旋。大多数原核生物大多数原核生物：1共价封锁的环状共价封锁的环状双螺旋分子双螺旋分子2超螺旋构造：双超螺旋构造：双螺旋根底

25、上的螺旋化螺旋根底上的螺旋化正超螺旋正超螺旋(positive(positive supercoil):supercoil):环绕方向环绕方向与双螺旋方同一样与双螺旋方同一样负超螺旋负超螺旋(negative(negative supercoil):supercoil):环绕方向环绕方向与双螺旋方向相反与双螺旋方向相反 超螺旋构造超螺旋构造(superhelix(superhelix 或或supercoil)supercoil)DNA DNA双螺旋链再环绕即构成超螺旋构造。双螺旋链再环绕即构成超螺旋构造。正超螺旋正超螺旋(positive supercoil)(positive superco

26、il)左手超螺旋，是左手超螺旋，是B-DNAB-DNA加剧螺旋构成的超螺旋，加剧螺旋构成的超螺旋，非自然选择，不利于基因表达。非自然选择，不利于基因表达。负超螺旋负超螺旋(negative supercoil)(negative supercoil)右手超螺旋，是右手超螺旋，是B-DNAB-DNA减弱螺旋构成的超螺旋，减弱螺旋构成的超螺旋，自然选择，利于基因表达。自然选择，利于基因表达。意义意义DNA超螺旋构造整体或部分的拓扑学超螺旋构造整体或部分的拓扑学变化及其调控对于变化及其调控对于DNA复制和复制和RNA转转录过程具有关键作用。录过程具有关键作用。DNA DNA双螺旋为右手螺旋。细胞中的

27、环状双螺旋为右手螺旋。细胞中的环状DNADNA普通呈负超普通呈负超螺旋，即右手螺旋缺乏导致部分碱基不能构成配对，分子经螺旋，即右手螺旋缺乏导致部分碱基不能构成配对，分子经过整体拓扑学上的右旋来补足右手螺旋的缺乏，在数学上呈过整体拓扑学上的右旋来补足右手螺旋的缺乏，在数学上呈1 1：1 1，即分子整体右旋一圈来补双螺旋上的一圈缺乏。，即分子整体右旋一圈来补双螺旋上的一圈缺乏。正超螺旋为双螺旋旋转过度，经过分子整体的左旋来解开正超螺旋为双螺旋旋转过度，经过分子整体的左旋来解开过度的螺旋。过度的螺旋。二二WhiteWhite方程：方程：L=T+WL=T+WL LLinking nnmberLinki

28、ng nnmber：链环数或称拓扑环绕数，指：链环数或称拓扑环绕数，指cccDNAcccDNA中中一条链绕另一条链的总次数。一条链绕另一条链的总次数。其特点是：其特点是：1 1L L是整数；是整数；2 2在在cccDNAcccDNA中任何拓扑学中任何拓扑学形状中其值坚持不变；形状中其值坚持不变；3 3右手螺旋的右手螺旋的L L取正值。取正值。WWWrithing numberWrithing number：扭曲数，即超螺旋数。：扭曲数，即超螺旋数。其特点是：其特点是：1 1可以是非整数；可以是非整数；2 2是变量；是变量；3 3右手右手螺旋时，螺旋时，WW取负值。取负值。T TTwisting

29、 numberTwisting number：缠绕数，即双螺旋的圈数。：缠绕数，即双螺旋的圈数。其特点是：其特点是：1 1可以是非整数；可以是非整数；2 2是变量；是变量；3 3右手右手螺旋时螺旋时T T为正值。为正值。超螺旋的量度可以用超螺旋密度超螺旋的量度可以用超螺旋密度 来表示：来表示：=L-TL-T/T/T 在天然在天然DNADNA中，中，约为约为-0.05-0.05，大约，大约2020个双螺个双螺旋有旋有1 1个超螺旋。个超螺旋。松驰环形松驰环形正超螺旋左旋正超螺旋左旋 解链环形解链环形负超螺旋右旋负超螺旋右旋 天然存在的天然存在的DNADNA多为负超螺旋易解链，便于复制、转录多为负

30、超螺旋易解链，便于复制、转录三三DNA在真核生物细胞核内的组装在真核生物细胞核内的组装核小体核小体(nucleosome)：由由DNA和组蛋白构成。和组蛋白构成。DNA：以负超螺旋缠：以负超螺旋缠绕在组蛋白上绕在组蛋白上组蛋白中心：组蛋白中心：H2B,H2A,H3,H4H2B,H2A,H3,H4H1H1组蛋白在核小体之间组蛋白在核小体之间DNA的存在方式核小体的电镜核小体的电镜照片照片a核小体的构造图，左图为沿核小体轴察看的图示；右图为沿核小体轴垂直方向察看的图示；b一半核小体的构造图。三三DNA的功能的功能DNA的根本功能是以基因的方式荷载遗的根本功能是以基因的方式荷载遗传信息，并作为基因复

31、制和转录的模板。它传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质根底，也是个体生命活动是生命遗传的物质根底，也是个体生命活动的信息根底。的信息根底。基因从构造上定义，是指基因从构造上定义，是指DNA分子中的分子中的特定区段，其中的核苷酸陈列顺序决议了基特定区段，其中的核苷酸陈列顺序决议了基因的功能。因的功能。三、三、RNA的分子构造的分子构造RNARNA的构造特点的构造特点 RNARNA是单链分子，因此在是单链分子，因此在RNARNA分子中，嘌呤的总分子中，嘌呤的总数不一定等于嘧啶的总数。数不一定等于嘧啶的总数。RNARNA分子中，部分区域也能构成双螺旋构造，分子中，部分区域也能构成双

32、螺旋构造，不能构成双螺旋的部分，那么构成单链突环。不能构成双螺旋的部分，那么构成单链突环。这种构造称为这种构造称为“发夹型构造。发夹型构造。在在RNARNA的双螺旋构造中，碱基的配对情况不象的双螺旋构造中，碱基的配对情况不象DNADNA中严厉。中严厉。G G 除了可以和除了可以和C C 配对外，也可以配对外，也可以和和U U 配对。配对。G-U G-U 配对构成的氢键较弱。不同类配对构成的氢键较弱。不同类型的型的RNA,RNA,其二级构造有明显的差别。其二级构造有明显的差别。tRNAtRNA中除了常见的碱基外，还存在一些稀有碱中除了常见的碱基外，还存在一些稀有碱基，这类碱基大部分位于突环部分基

33、，这类碱基大部分位于突环部分.一信使一信使RNA的构造与功能的构造与功能*真核生物真核生物mRNAmRNA的构造特点的构造特点1.大多数真核大多数真核mRNA的的5末端均在转录后加上末端均在转录后加上一个一个7-甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的C2也也是甲基化，构成帽子构造：是甲基化，构成帽子构造：m7GpppNm-。2.大多数真核大多数真核mRNA的的3末端有一个多聚腺苷末端有一个多聚腺苷酸酸(polyA)构造，称为多聚构造，称为多聚A尾。尾。hnRNA 内含子内含子(intron)(intron)mRNA 外显子(exon)*真核生物真核生物mRNA成熟过程成熟过程

34、mRNAmRNA核内向胞质的转位核内向胞质的转位mRNAmRNA的稳定性维系的稳定性维系翻译起始的调控翻译起始的调控 帽子构造和多聚帽子构造和多聚A尾的功能尾的功能*mRNA的功能的功能 把把DNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对所携带的遗传信息，按碱基互补配对原那么，抄录并传送至核糖体，用以决议其原那么，抄录并传送至核糖体，用以决议其合成蛋白质的氨基酸陈列顺序。合成蛋白质的氨基酸陈列顺序。DNAmRNA蛋白蛋白转录转录翻译翻译原核细胞原核细胞 细胞质细胞质细胞核细胞核DNA内含子内含子外显子外显子转录转录转录后剪接转录后剪接转运转运mRNAhnRNA翻译翻译蛋白蛋白真核细胞真核细胞 二二tR

35、NA的构造与功能的构造与功能*tRNA的一级构造特点的一级构造特点 含含 1020%稀有碱基，如稀有碱基，如 DHU 3末端为末端为-CCA-OH 5末端大多数为末端大多数为G 具有具有 TC NHNHOOHHHH双氢尿嘧啶双氢尿嘧啶(DHU)假尿嘧啶假尿嘧啶()次黄嘌呤次黄嘌呤(I)*tRNA的二级构造的二级构造三叶草形三叶草形 氨基酸臂氨基酸臂 DHU环环 反密码环反密码环 额外环额外环 TC环环氨基酸臂氨基酸臂额外环额外环*tRNA的功能：活化、搬运氨基酸到核糖体，的功能：活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。参与蛋白质的翻译。1、分子较小，含较多的稀有碱基和非规范碱基配对、分子较

36、小，含较多的稀有碱基和非规范碱基配对2、5端普通为鸟嘌呤核苷酸，端普通为鸟嘌呤核苷酸，3端为端为CCA-OH3。3、二级构造为、二级构造为“三叶草型三叶草型cloverleaf pattern小结小结n反密码环：反密码环中部的三个碱基可以与反密码环：反密码环中部的三个碱基可以与mRNA的三联体密码构成碱基互补配对，解读遗的三联体密码构成碱基互补配对，解读遗传密码，称为反密码子传密码，称为反密码子anticodon。I常出现常出现于反密码子中于反密码子中ACCDHU环环T环环反密码环反密码环5额外环额外环n氨基酸臂：氨基酸臂：3末端的末端的CCA-OH3单链单链用于衔接该用于衔接该tRNA转运的

37、氨基酸。转运的氨基酸。n二氢尿嘧啶环二氢尿嘧啶环DHU：识别：识别氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶nTC环：识别核蛋白体核环：识别核蛋白体核糖体糖体4、“倒倒L型三级构造型三级构造三三rRNA的构造与功能的构造与功能原核生物（以大肠杆菌为例）原核生物（以大肠杆菌为例）真核生物（以小鼠肝为例）真核生物（以小鼠肝为例）小亚基小亚基30S40SrRNA16S1542个核苷酸个核苷酸18S1874个核苷酸个核苷酸蛋白质蛋白质21种种占总重量的占总重量的40%33种种占总重量的占总重量的50%大亚基大亚基50S60SrRNA23S5S2940个核苷酸个核苷酸120个核苷酸个核苷酸28S5.85S5S471

38、8个核苷酸个核苷酸160个核苷酸个核苷酸120个核苷酸个核苷酸蛋白质蛋白质31种种占总重量的占总重量的30%49种种占总重量的占总重量的35%核蛋白体的组成核蛋白体的组成*rRNA的功能:组成核蛋白体，作为蛋白质合成的场所。四其他小分子四其他小分子RNA及及RNA组学组学除了上述三种除了上述三种RNA外，细胞的不同部位存在外，细胞的不同部位存在的许多其他种类的小分子的许多其他种类的小分子RNA，统称为非，统称为非mRNA小小RNA(small non-messenger RNAs,snmRNAs),或或非编码蛋白质的非编码蛋白质的RNA(non-coding RNA,ncRNA)。种类：核内小

39、种类：核内小RNA；核仁小；核仁小RNA；胞质小；胞质小RNA；催化性小催化性小RNA；小片段干涉；小片段干涉 RNA功能：参与功能：参与hnRNA和和rRNA的加工和转运。的加工和转运。ncRNA在在基因表达以及应激信号传导等方面起着重要的在在基因表达以及应激信号传导等方面起着重要的调理作用。因此，有人也将其称为调理调理作用。因此，有人也将其称为调理RNAregulatory RNA。小片段干扰小片段干扰RNA RNA siRNAsiRNA；又称；又称“引导引导RNAsRNAs，guide RNAsguide RNAs：一些小的双链：一些小的双链RNARNA可以高效、特异可以高效、特异的阻断

40、体内特定基因表达，促使的阻断体内特定基因表达，促使mRNAmRNA降解，诱使细降解，诱使细胞表现出特定基因缺失的表型，称为胞表现出特定基因缺失的表型，称为RNARNA干扰干扰RNA RNA interferenceinterference，RNAiRNAi，也译作，也译作RNARNA干涉或干涉。干涉或干涉。它是体内抵御外在感染的一种重要维护机制。它是体内抵御外在感染的一种重要维护机制。RNAiRNAi的作用机制：包括起始阶段和效应阶段。的作用机制：包括起始阶段和效应阶段。1 1在起始步骤，生物宿主将外源基因表达的在起始步骤，生物宿主将外源基因表达的双链双链RNARNA进展切割，产生具有特定长度

41、进展切割，产生具有特定长度19-19-21nt21nt和序列的小片段和序列的小片段RNARNA；2 2在在RNAiRNAi效应阶段，效应阶段，siRNAsiRNA双链结合一个核双链结合一个核酶复合物从而构成所谓酶复合物从而构成所谓RNARNA诱导沉默复合物诱导沉默复合物RISCRISC。激活。激活RISCRISC需求一个需求一个ATPATP依赖的将依赖的将siRNAsiRNA解双链的过程。激活的解双链的过程。激活的RISCRISC经过碱基配对经过碱基配对定位到同源定位到同源mRNAmRNA转录本上，并在间隔转录本上，并在间隔siRNA3siRNA3端端1212个碱基的位置切割个碱基的位置切割mRNAmRNA。RNARNA组学研讨细胞中组学研讨细胞中snmRNAssnmRNAs的种类、的种类、构造和功能。同终身物体内不同种类的细胞、构造和功能。同终身物体内不同种类的细胞、同一细胞在不同时间、不同形状下同一细胞在不同时间、不同形状下snmRNAssnmRNAs的表达具有时间和空间特异性。的表达具有时间和空间特异性。RNARNA组学组学: