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暨南大学生物化学讲义-第三章 核酸的结构与功能(5)

暨南大学 /2011-11-25

    四种脱氧核苷酸或核苷酸按照一定的排列顺序以磷酸二酯键相连形成的多聚核苷酸键分别称为DNA和RNA,每条链的两个末端分别称为5’末端和3’末端。核酸的一级结构即指DNA和RNA的核苷酸的排列顺序,也称为碱基序列。

DNA是一反向平行的双链结构,两条链的碱基之间以氢键相连,具有严格的互补配对关系,腺嘌呤始终与胸腺嘧啶配对存在,鸟嘌呤始终与胞嘧啶配对存在。DNA是一右手螺旋结构,每旋转一周包含了10对碱基,每个碱基的旋转角度为36。DNA双螺旋结构的稳定横向靠两条链间互补碱基的氢键维系,纵向则靠碱基平面间的疏水性堆积力维系。DNA双螺旋结构模型的双链碱基互补特点揭示了DNA的半保留复制的机制。

    DNA在双螺旋式结构基础上在细胞内还将进一步折叠为超级螺旋结构,并在蛋白质的参与下构成核小体,并进一步折叠将DNA紧密压缩于染色体中。

    DNA的基本功能是作为生物遗传信息复制的模板和基因转录的模板,它是生命遗传繁殖的物质基础,也是个体生命活动的基础。

RNA是生物体内一类重要的核酸。它的戊糖成分不是脱氧核糖,而是核糖;不含有胸腺喀牌而代之以尿陵牌;W的结构以单链为主,而非双螺旋结构。主要的RNA分子包括①mRNA,成熟的mRNA的结构特点是含有5’一端帽子结构和3’一末端的多聚A尾,其功能是把核内DNA的碱基顺序,按照碱基互补的原则,抄录并转送至胞质,在蛋白质合成中用以指导蛋白质中的氨基酸排序。②tRNA,以含有较多的稀有碱基为特点,具有三叶草型二级结构和倒L型的三级结构。tRNA的功能是运载氨基酸。③rRNA,与蛋白质共同组成蛋白质合成的场所——核蛋白体。④小核RNA、小核仁RNA、小胞质RNA等,分别参与hnRNA和rf{NA的转运和加工。⑤具有催化作用的RNA被称为核酶。

    DNA最重要的理化特性之一是它的变性与复性现象。变性是指DNA分子中的两条链分开形成单链的过程,而复性则是指分开的单链分子按照碱基互补原则重新形成双链的过程。DNA解链过程中A260增加,与解链程度有一定的比例关系,这种关系称为DNA的增色效应。DNA在热变性过程中紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA的解链温度,又称融解温度(Tm),在Tm时,核酸分子内50%的双链结构被解开。一种DNA分子的Tm值与它的大小和所含碱基中的G+C比例相关,G+C比例越高,Tm值越高。

核酸酶是水解核酸的酶,可以分为DNA酶和RNA酶。按照作用部位的不同,分为核酸外切酶和核酸内切酶,具有严格的序列信赖性的核酸内切酶被称为限制性核酸内切酶。核酸酶尤其是限制性核酸内切酶在DNA重组技术中是不可缺少的工具。

                                                                 (药立波)
 

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