6.核酸总结_6核酸总结

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核酸总结

核酸：重要核苷酸的结构和性质、核酸的结构特征、核酸的理化性质及常见研究方法和原理；

一． 结构和性质

验证DNA是遗传物质的实验有：细菌转化实验和噬菌体侵染实验。2.Chargaff规则

Chargaff等科学家用纸层析及紫外分光光度技术分析了各种生物的DNA碱基组成，结果显示A=T;G=C;A+C=G+T;A+G=C+T.结果说明，A与T，G与C配对。3.DNA的二级结构：

（1）Waston-Crick模型： DNA双螺旋的结构特征

①两条反平行多核苷酸链绕中心轴缠绕，右手螺旋

②骨架：内侧——碱基垂直于纵轴；外侧——戊糖、磷酸3`、5`磷酸二酯键连接平行于轴纵，大沟宽1.2nm深0.85nm;小沟宽0.6nm深0.75nm ③直径：2nm，二相邻碱基高度0.34nm二核苷酸夹角36有十个核苷酸一周高度3.4nm ④碱基互补配对:A T形成两个氢键;G C形成三个氢键

⑤碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制，但其中一条链确定后，配对的另一 条链也相应地确定。⑵ Dikerson修正模型

① 碱基间夹角28-420，每一周螺旋含10.4个碱基对，其参数与碱基序列有关。② 组成碱基对的两个碱基不在同一平面，而是沿长轴旋转一定角度，形成类似螺旋桨叶片状结构，成为螺旋桨状扭曲，提高碱基堆积力，稳定DNA结构。⑶ DNA二级结构的多态性

DNA分子的结构可受环境的影响而改变，类型多种，典型为： ① A型、B型和Z型DNA

A型DNA比较粗短，右手螺旋，碱基倾角大，大沟深度明显超过小沟；DNA钠盐在相对湿度92%状态。

B型比较适中，右手螺旋，相对湿度75%状态；

Z型细长，左手螺旋，大沟平坦，核苷酸顺式结构和反式结构相间，磷酸和糖骨架呈Z字形。

维持DNA双螺旋的作用力

氢键：碱基间和螺旋外部

碱基堆积力

阳离子或带正电荷化合物与磷酸基团的作用 4.DNA的三级结构

细长的分子以一种高度压缩状态存在于细胞中，双螺旋的进一步扭曲形成的超螺旋和折叠就构成了三级结构。超螺旋，三级结构中的一种。

形成的前提：闭合环或两端构象处于能量最低状态。5.RNA结构的特点

RNA与DNA结构十分相似，二者相比有几点不同：

第一，核糖：核糖、脱氧核糖

第二，碱基：A、T、C、G；A、U、C、G 第三，二者在三维结构上的区别——RNA不具有规则的氢键结构，单链形式存在，只是回折，局部配对，不配对形成突环。tRNA的高级结构

由70～90个核苷酸组成，转运氨基酸、蛋白质合成起始、反转 录、代谢及基因表达调控中起着重要的作用。⑴ 结构特点

① 碱基组成由较多的稀有碱基多为转录后加工而来，② 3`末端为氨基酸接受臂CpCpA-OH ③ 5`末端作为pG or pG ⑵二级结构—三叶草形

叶柄是双螺旋氨基酸臂；突环三大一小

① 氨基酸臂：接受活化氨基酸末端为CCA。

② 二氢尿嘧啶环：8～12核苷酸，两个二氢尿嘧啶三到四对螺旋区,识别氨酰tRNA酶

③ 反密码环：7个核苷酸，三个碱基密码子，识别密码子 ④ 额外环：变化大，分类指标，假尿苷 ⑤ TψC环： 7个核苷酸组成，识别核糖体 ⑶ 三级结构

二级结构，不同部位的碱基间配对，折叠而成倒L型，胺酰tRNA合成酶结合于倒L型的侧臂上。

二． 核酸的理化性质

⒈酸水解

磷酸酯键与糖苷键对酸的敏感程度不同。磷酸酯键比糖苷键稳定；嘌呤碱的糖苷键比嘧啶碱的糖苷键对酸敏感；嘌呤与脱氧核糖的糖苷键最不稳定。

⒉ 碱水解

RNA磷酸酯键易被碱水解；DNA磷酸酯键对碱稳定

原因：RNA核糖上2’-OH基，在碱性条件下形成磷酸三酯，磷酸三酯极不稳定，随即水解，产生2’，3’环磷酸酯，进而分解成2’，3’核苷酸

DNA核糖上无2‘-OH基，不能形成磷酸三酯中间物因此可以抵抗碱水解。3.酶水解：外切酶和内切酶

4.核酸的酸碱性质：依赖于碱基，核苷，核苷酸的解离。5.核酸的紫外吸收：碱基的共轭双键决定了核酸有紫外吸收

最大光吸收值260nm，是核酸定量以及定性的基础

用A260/A280的比值可以判断样品的纯度：纯DNA的A260/A280比值应大于1.8,纯RNA应达到2.0。6.核酸的变性、复性及杂交

⑴ 概念：双螺旋区氢键的断裂，变成单键，不涉及共价键，磷酸二酯键断裂降解。

⑵ 引起变性的因素 ① 温度的升高 ② 碱酸改变

③ 尿素、甲醛等变性剂 ⑶ 变性的特点

①结构变成无规则线团

②紫外吸收升高、粘度降低、沉降速率增高、比旋下降、滴定曲线改变、生物功能减少或丧失

③爆发式，变性发生在很窄的温度范围，有一个相变的过程。

溶解温度（Tm值）：双螺旋失去一半时的温度，82-95℃ ⑷ 影响DNA Tm的因素 ① DNA均一性

均质DNA溶解过程在一个较窄的温度范围内；异质DNA溶解过程在一个较宽的温度范围内。② G-C含量

G-C含量越高Tm值愈高 原因：G-C间形成三对氢键

测定Tm可以推算出DNA碱基的百分组成；经验公式：XG+C=（Tm-69.3)×2.44 ③介质离子强度

离子强度较低的介质中,Tm值较低, 溶解温度范围较宽 离子强度较高的介质中,Tm值较高, 溶解温度范围较窄 RNA的变性

螺旋区较少,变性Tm值较低

tRNA螺旋区较多,变性Tm值较高，双链RNA类似于DNA。

复性：两条分开的链重新闭合为双螺旋称复性，可恢复理化性质。核酸的杂交

⑴ 概念：不同来源的分子，经热变性后，在冷却复性过程中，异源核酸分子间通过碱基配对形成杂交分子，称核酸杂交确定基因拷贝数量关系、基因图、遗传与进化的关系。

⑵ Southern 杂交： DNA 与DNA。

三． 核酸的研究方法

1.核酸的分离、提纯和定量测定 DNA的分离

核蛋白DNP=染色体DNA+组蛋白

⑴ 破碎细胞-→浓盐溶液抽提--→0.14mol/L盐溶液使DNP沉淀 有机溶剂法：氯仿和酚是蛋白质变性剂，使蛋白质沉淀而与核酸分开； ① 苯酚抽提，去蛋白，用乙醚和乙醇沉淀得到纯DNA ② 用氯仿-辛醇（或异丙醇）抽提，方法同苯酚。

离心后分为两相：上层水相含DNA，中层为蛋白质，下层有机相含变性蛋白质。

⑵ 蛋白酶水解法：制备大分子DNA，比较温和，常用蛋白酶水解后苯酚提取 细胞悬液2倍体积SDS（1%）---→广谱蛋白酶降解蛋白质---→苯酚抽提去蛋白---→RNAase去除RNA RNA的分离

⑴ 为防止RNA的降解要注意

① 器皿要经过特殊处理如高温、焦碳酸二乙酯处理等。② 加入强变性剂和RNAase抑制剂 ⑵ 分离方法

① 酸性胍盐/苯酚/氯仿抽提 ② 胍盐氯化铯密度梯度离心

③ 分离poly(A)+mRNA常用寡聚胸腺嘧啶核苷酸(oligo(dT)n)亲和层析法。测定方法：定磷法，定糖法，紫外吸收法A260 核酸的超速离心：核酸密度的测定，测定DNA中G-C含量，测定溶液中核酸的构象以及用于核酸制备。琼脂糖凝胶电泳 聚丙烯酰胺凝胶电泳