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核酸化学思维导图

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核酸化学相关知识

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思维导图大纲

核酸化学思维导图模板大纲

核酸的化学组成

 核酸种类,分布及元素组成

核酸的元素组成

基本元素:C,H,O,N,P,不含S

元素组成特点

1.一般不含S

2.P含量较多,并且恒定(9%-10%)

实验室中用定磷法进行核酸的定量分析

核酸的结构单元----核苷酸

核酸的结构:核苷酸(核苷中戊糖的羟基被磷酸酯化,即为核苷酸)

核苷

戊糖

核糖

脱氧核糖

嘌呤核苷,C1-N9核苷键

嘧啶核苷,C1-N1糖苷键

碱基

嘌呤

A(腺嘌呤),G(鸟嘌呤)

嘧啶

U(尿嘧啶),T(胞腺嘧啶),C(胞嘧啶)

DNA的碱基组成:A,G,C,T RNA的碱基组成:A,G,C,U

磷酸

核酸是由核苷酸通过3‘,5’-磷酸二脂键组成的线性长链(核酸方向为5‘----3’)

核酸衍生物

1.多磷酸核苷酸(ATP)

三磷酸腺苷酸

A,G,C,U

NMP

NDP

NTP

A,G,C,T

dNMP

dNDP

dNTP

第二信使,5‘磷酸与3’羟基

2.环化磷酸化(AMP)

AMP-ADP-ATP

核酸的生物学功能

1.核酸是遗传的物质基础,是遗传信息的载体

2.催化功能

3.DNA和RNA的生物学功能有所不同(少数具有催化活性的RNA称之为核酶)

脱氧核糖核酸(DNA)

功能:遗传信息的载体,负责遗传信息的贮存和发布

核糖核酸(RNA)

功能:参与遗传信息的表达

核酸的分子结构(DNA脱氧核糖核酸/RNA核糖核酸)

DNA的分子结构

DNA的一级结构

从左到右为5‘-3’(方向性)

DNA分子上核苷酸的排列顺序称作DNA的 一级结构,也称为DNA序列

DNA的二级结构(双螺旋结构)

DNA的碱基组成分析

1.所有DNA分子中A=T,G=C

2.同一种生物的所有体细胞DNA的碱基组成相同

3.亲缘越近的生物,其DNA的碱基组成越近

结构特征

(1)反向平行的双链沿中心轴盘绕成右手螺旋,螺旋表面有大沟和小沟两个功能区。

(3)双螺旋直径为2nm,每对脱氧核糖核苷酸残基沿纵轴旋转36°,上升0.34nm。所以每10个碱对形成一个螺旋,螺距3.4nm。

(4)双螺旋内部的碱基按规则配对:A与T配对,形成2个氢键;G与c配对,形成3个氢键,称为碱基互补配对,双螺旋的两条链也呈互补关系。

意义

最有价值的是确认了碱基配对原则,这是DNA复制、转录和反转录的分子基础,亦是遗传信息传递和表达的分子基础。

维系DNA双螺旋结构作用力

碱基堆积力

主要

氢键

离子键

DNA的三级结构(超螺旋结构)

负超螺旋(右手螺旋),正超螺旋(左手螺旋)

核小体:在真核生物染色质中,DNA双螺旋分子盘绕在组蛋白上形成核小体

RNA的分子结构

tRNA的结构

15%,70-90个核苷酸组成

tRNA具有三级结构 一级结构:茎环结构(单链结构) 二级结构:三叶草型结构 三级结构:倒型结构9

三叶草结构特点:

1.四臂四环结构

2. 3‘端都为CCA-OH,用以接受氨基酸,叫氨基酸臂;5'端多为pG(多聚鸟苷酸)

3.下臂为反密码子环,反密码环含有三个核苷酸组成的反密码子。左臂连接二氢尿嘧啶环(D环)。右臂连接TC环,可变环(额外环),3-18个核苷酸。

4.碱基组成中含较多稀有碱基。

倒L型结构特点:

mRNA的结构

组成特征

1.一级结构也会形成茎环结构

2.原核生物mRNA无特殊结构,真核生物mRNA结构具有5’端-甲基化鸟苷酸"帽子结构〞,3‘端-多聚腺苷酸PolyA尾巴结构。

原核生物

(多顺反子)mRNA

真核生物

(单顺反子)mRNA

rRNA的结构

原核生物(70S)

小亚基(30S)

16S

大亚基(50S)

23S,5S

真核生物(80S)

小亚基(40S)

18S

大亚基(60S)

28S,5S,5.8S

RNA一级结构特征

1.碱基组成A,G,C,U(A=U/G=C)稀有碱基较多,稳定性较差,易水解。

2.多为单链结构,形成双螺旋区。 突环

3.分子较小,一般含几十至几千个核苷酸。

核酸的理化性质

一般理化性质

物理性质

1.溶解性,不溶于有机溶剂

2.两性解离:两性离子(核酸pl较低)

3.紫外线吸收性:核酸在260nm处有最大吸收峰

4.DNA在溶液中粘度大,RNA粘度小。

5.DNA为白色纤维状固体;RNA为白色粉末状固体。

化学性质

显色反应

核酸的变性及复性

变性:

特征:

1.空间结构改变,一级结构不变,分子量不变

2.增色效应(定义):

变性的核酸溶液在260nm的紫外吸收显著增大的现象。

3.黏度下降,浮力上升

4.紫外吸收增加

定义

核酸分子中的氢键断裂,空间结构破坏,变成单链结构的过 程称为核酸变性。

熔解温度

定义

将紫外吸收的增加量达最大量一半时(50%的DNA变性)的温度称熔解温度,用Tm表示。

G和C含量越高,Tm值高

复性:

DNA复性后,在260nm处的紫外吸收显著降低的现象,称为减色效应。

变性核酸的互补链在适当的条件下,重新缔合成为双螺旋结构的过程称为核酸复性。

分子杂交(来源不同)

(2)碱基则伸向螺旋内部,与中轴垂直;由核糖-磷酸相互间隔连接构成的主链处于螺旋外侧;糖环平面与中轴平行。思维导图模板大纲

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