《生物化学》PPT课件.ppt
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1、第五章 核酸,(Nucleic Acid),核酸分子组成,嘌呤,嘧啶,5-磷酸核糖核苷,DNA和RNA的基本化学组成,嘌呤,腺嘌呤A,鸟嘌呤G,嘧啶,胞嘧啶C,胸腺嘧啶T,尿嘧啶U,核酸,脱氧核糖核酸DNA,核糖核酸RNA,脱氧核糖核苷酸,磷酸二酯键,核糖核苷酸,磷酸二酯键,腺嘌呤脱氧核糖核苷酸dAMP,鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸dGMP,胞嘧啶脱氧核糖核苷酸dCMP,胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸dTMP,腺嘌呤核糖核苷酸AMP,鸟嘌呤核糖核苷酸GMP,胞嘧啶核糖核苷酸CMP,脲嘧啶糖核苷酸UMP,核苷酸的重要衍生物,ATP和GTP cAMP和cGMP,1ATP和GTP,腺嘌呤核糖核苷三磷酸,ATP,AT
2、P水解时,释放出大量自由能 ATP水解释放出来的能量,作为推动生物体内各种需能反应的能量来源,ADP和磷酸在外界能量作用下,可以合成ATP 由太阳能提供能量合成ATP的过程,称为光合磷酸化 由食物分子氧化分解提供化学能合成ATP的过程,称为氧化磷酸化,ATP是生物体内最重要的能量转换中间体,光合磷酸化和氧化磷酸化是生物体将光能和化学能转变为生物能(ATP)最基本的反应形式,GTP 鸟嘌呤核糖核苷三磷酸,一种高能化合物 主要作为蛋白质合成中磷酰基供体 在细胞内,ATP和GTP可以相互转换,在生物体内,GTP可以通过GMP和ATP作用来合成,2. cAMP和cGMP,环状核苷酸,3,5-环鸟嘌呤核
3、苷一磷酸,3,5-环腺嘌呤核苷一磷酸,主要功能: 作为细胞之间传递信息的信使,CH2,CH2,RNA,3. 多聚核苷酸,5-ATGCA-3,3,5-磷酸二酯键,5-磷酸端(5-P),3-羟基端(3-OH),多聚核苷酸: 通过核苷酸的5-磷酸基与另一分子核苷酸的C3-OH形成磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。,DNA,RNA,多聚核苷酸的方向性 53或35,5.3.1 核酸的一级结构-碱基顺序 5.3.2 DNA的双螺旋结构及其生物学意义 5.3.3 DNA的三螺旋结构 5.3.4 RNA 的结构特点,5.3 核酸的结构,5.3.1 核酸的一级结构-碱基顺序,碱基顺序: 多聚核苷酸是由四种不同的核
4、苷酸单元按照特定的顺序组合而成的线形结构聚合物,因此,具有一定的核苷酸顺序,即碱基顺序。,5-ATGCA-3,DNA的碱基顺序是遗传信息存储的分子形式 mRNA的碱基顺序,直接为蛋白质的氨基酸编码,决定蛋白质的氨基酸顺序。,核酸的碱基顺序是核酸的一级结构。,5.3.2 DNA的双螺旋结构及其生物学意义,1953年,Watson J和Crick F根据DNA结晶的X衍射图谱和分子模型,提出了DNA双螺旋结构模型,DNA分子由两条DNA单链组成 双螺旋结构是DNA二级结构的最基本形式,DNA双螺旋结构的要点,1. DNA分子由两条DNA单链组成,两条链沿同一根轴平行盘绕,形成右手双螺旋结构.螺旋中
5、的两条链方向相反,其中一条链的方向为53,另一条链的方向为35. 2. 嘌呤碱基和嘧啶碱基位于螺旋的内测,磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外测.碱基环平面与螺旋轴垂直,糖基环平面与碱基环平面成90角.,3. 螺旋横截面的直径约为2nm,每条链相邻两个碱基平面之间的距离为0.34nm,每10个核苷酸形成1个螺旋,螺距高度为3.4nm,4. 两条DNA链相互结合及形成双螺旋的力是链间碱基对形成的氢键. 严格的配对规律: A与T结合,G与C结合 这种配对关系,叫做碱基互补,A与T、G与C之间有严格的配对关系,所以DNA分子中嘌呤碱基与嘧啶碱基总数相等,DNA双螺旋的稳定性,1. 两条DNA链之间的氢键 2.
6、 由于双螺旋结构内部形成的疏水区,消除了介质中水分子对碱基之间氢键的影响 3. 介质中阳离子( Na+、K+、Mg2+)中和了磷酸基团的负电荷,降低了DNA链之间的排斥力 4. 范德华力 改变介质条件和温度,将影响双螺旋的稳定性,维持DNA双螺旋的稳定性的因素:,5.3.3 DNA的三螺旋结构,1957年,Rich等用两条多聚尿嘧啶核苷酸链和一条多聚腺嘌呤核苷酸链合成出一种三链结构的物质,并提出DNA三螺旋结构的概念。,DNA三螺旋结构的特点: 1. 组成三螺旋的DNA单链,一般都是由单一的嘌呤碱基或单一的嘧啶碱基所组成。 2. DNA三螺旋的基本结构有两种: (1)由两条多聚嘧啶碱基核苷酸链
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