第二章 核酸2Word格式.docx
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一是由Chargaff发现的DNA中碱基的等价性,提示A=T、G≡C间碱基互补的可能性;
二是DNA纤维的X-射线衍射分析资料,提示了双螺旋结构的可能性。
DNA是由两条反向直线型多核苷酸组成的双螺旋分子。
单链多核苷酸中两个核苷酸之间的唯一连键是3′,5′-磷酸二酯键。
按Watson-Crick模型,DNA的结构特点有:
两条反相平行的多核苷酸链围绕同一中心轴互绕;
碱基位于结构的内侧,而亲水的糖磷酸主链位于螺旋的外侧,通过磷酸二酯键相连,形成核酸的骨架;
碱基平面与轴垂直,糖环平面则与轴平行。
两条链皆为右手螺旋;
双螺旋的直径为2nm,碱基堆积距离为0.34nm,两核酸之间的夹角是36°
,每对螺旋由10对碱基组成;
碱基按A=T,G≡C配对互补,彼此以氢键相连系。
维持DNA结构稳定的力量主要是碱基堆积力;
双螺旋结构表面有两条螺形凹沟,一大一小。
DNA能够以几种不同的结构形式存在。
从B型DNA转变而来的两种结构A型和Z型结构巳在结晶研究中得到证实。
在顺序相同的情况下A型螺旋较B型更短,具有稍大的直径。
DNA中的一些特殊顺序能引起DNA弯曲。
带有同一条链自身互补的颠倒重复能形成发卡或十字架结构,以镜影排列的多嘧啶序列可以通过分子内折叠形成三股螺旋,被称为H-DNA的三链螺旋结构。
由于它存在于基因调控区,因而有重要的生物学意义。
不同类型的RNA分子可自身回折形成发卡、局部双螺旋区,形成二级结构,并折叠产生三级结构,RNA与蛋白质复合物则是四级结构。
tRNA的二级结构为三叶草形,三级结构为倒L形。
mRNA则是把遗传信息从DNA转移到核糖体以进行蛋白质合成的载体。
核酸的糖苷键和磷酸二酯键可被酸、碱和酶水解,产生碱基、核苷、核苷酸和寡核苷酸。
酸水解时,糖苷键比磷酸酯键易于水解;
嘌呤碱的糖苷键比嘧啶碱的糖苷键易于水解;
嘌呤碱与脱氧核糖的糖苷键最不稳定。
RNA易被稀碱水解,产生2’-和3’-核苷酸,DNA对碱比较稳定。
细胞内有各种核酸酶可以分解核酸。
其中限制性内切酶是基因工程的重要工具酶。
核酸的碱基和磷酸基均能解离,因此核酸具有酸碱性。
碱基杂环中的氮具有结合和释放质子的能力。
核苷和核苷酸的碱基与游离碱基的解离性质相近,它们是兼性离子。
核酸的碱基具有共轭双键,因而有紫外吸收的性质。
各种碱基、核苷和核苷酸的吸收光谱略有区别。
核酸的紫外吸收峰在260nm附近,可用于测定核酸。
根据260nm与280nm的吸收光度(A260)可判断核酸纯度。
变性作用是指核酸双螺旋结构被破坏,双链解开,但共价键并未断裂。
引起变性的因素很多,升高温度、过酸、过碱、纯水以及加入变性剂等都能造成核酸变性。
核酸变性时,物理化学性质将发生改变,表现出增色效应。
热变性一半时的温度称为熔点或变性温度,以Tm来表示。
DNA的G+C含量影响Tm值。
由于G≡C比A=T碱基对更稳定,因此富含G≡C的DNA比富含A=T的DNA具有更高的熔解温度。
根据经验公式xG+C=(Tm-69.3)×
2.44可以由DNA的Tm值计算G+C含量,或由G+C含量计算Tm值。
变性DNA在适当条件下可以复性,物化性质得到恢复,具有减色效应。
用不同来源的DNA进行退火,可得到杂交分子。
也可以由DNA链与互补RNA链得到杂交分子。
杂交的程度依赖于序列同源性。
分子杂交是用于研究和分离特殊基因和RNA的重要分子生物学技术。
染色体中的DNA分子是细胞内最大的大分子。
许多较小的DNA分子,如病毒DNA、质粒DNA、线粒体DNA和叶绿体[]NA也存在于细胞中。
许多DNA分子,特别是细菌的染色体DNA和线粒体、叶绿体DNA是环形的。
病毒和染色体DNA有一个共同的特点,就是它们比包装它们的病毒颗粒和细胞器要长得多,真核细胞所含的DNA要比细菌细胞多得多。
真核细胞染色质组织的基本单位是核小体,它由DNA和8个组蛋白分子构成的蛋白质核心颗粒组成。
其中H2A,H2B,H3,H4各占两个分子,有一段DNA(约146bp)围绕着组蛋白核心形成左手性的线圈型超螺旋。
细菌染色体也被高度折叠,压缩成拟核结构,但它们比真核细胞染色体更富动态和不规则,这反映了原核生物细胞周期短和极活跃的细胞代谢。
二、习
题
(一)名词解释
1.单核苷酸(mononucleotide)2.磷酸二酯键(phosphodiesterbonds)
3.不对称比率(dissymmetryratio)4.碱基互补规律(complementarybasepairing)
5.反密码子(anticodon)6.顺反子(cistron)
7.核酸的变性与复性(denaturation、renaturation)8.退火(annealing)
9.增色效应(hyperchromiceffect)10.减色效应(hypochromiceffect)
11.噬菌体(phage)12.发夹结构(hairpinstructure)
13.DNA的熔解温度(meltingtemperatureTm)14.分子杂交(molecularhybridization)
15.环化核苷酸(cyclicnucleotide)
(二)填空题
1.DNA双螺旋结构模型是_________于____年提出的。
2.核酸的基本结构单位是_____。
3.脱氧核糖核酸在糖环______位置不带羟基。
4.两类核酸在细胞中的分布不同,DNA主要位于____中,RNA主要位于____中。
5.核酸分子中的糖苷键均为_____型糖苷键。
糖环与碱基之间的连键为_____键。
核苷与核苷之间通过_____键连接成多聚体。
6.核酸的特征元素____。
7.碱基与戊糖间是C-C连接的是______核苷。
8.DNA中的____嘧啶碱与RNA中的_____嘧啶碱的氢键结合性质是相似的。
9.DNA中的____嘧啶碱与RNA中的_____嘧啶碱的氢键结合性质是相似的。
10.DNA双螺旋的两股链的顺序是______关系。
11.给动物食用3H标记的_______,可使DNA带有放射性,而RNA不带放射性。
12.B型DNA双螺旋的螺距为___,每匝螺旋有___对碱基,每对碱基的转角是___。
13.在DNA分子中,一般来说G-C含量高时,比重___,Tm(熔解温度)则___,分子比较稳定。
14.在_
__条件下,互补的单股核苷酸序列将缔结成双链分子。
15.____RNA分子指导蛋白质合成,_____RNA分子用作蛋白质合成中活化氨基酸的载体。
16.DNA分子的沉降系数决定于_____、_____。
17.DNA变性后,紫外吸收__
_,粘度_
__、浮力密度_
__,生物活性将__
_。
18.因为核酸分子具有_
__、__
_,所以在___nm处有吸收峰,可用紫外分光光度计测定。
19.双链DNA热变性后,或在pH2以下,或在pH12以上时,其OD260______,同样条件下,单链DNA的OD260______。
20.DNA样品的均一性愈高,其熔解过程的温度范围愈______。
21.DNA所在介质的离子强度越低,其熔解过程的温度范围愈___,熔解温度愈___,所以DNA应保存在较_____浓度的盐溶液中,通常为_____mol/L的NaCI溶液。
22.mRNA在细胞内的种类___,但只占RNA总量的____,它是以_____为模板合成的,又是_______合成的模板。
23.变性DNA的复性与许多因素有关,包括____,____,____,____,_____,等。
24.维持DNA双螺旋结构稳定的主要因素是_____,其次,大量存在于DNA分子中的弱作用力如_____,______和_____也起一定作用。
25.mRNA的二级结构呈___形,三级结构呈___形,其3'末端有一共同碱基序列___其功能是___。
26.常见的环化核苷酸有___和___。
其作用是___,他们核糖上的___位与___位磷酸-OH环化。
27.真核细胞的mRNA帽子由___组成,其尾部由___组成,他们的功能分别是______,_______。
28.DNA在水溶解中热变性之后,如果将溶液迅速冷却,则DNA保持____状态;
若使溶液缓慢冷却,则DNA重新形成___。
(三)选择题
1.ATP分子中各组分的连接方式是:
A.R-A-P-P-P
B.A-R-P-P-P
C.P-A-R-P-P
D.P-R-A-P-P
2.hnRNA是下列哪种RNA的前体?
A.tRNA
B.rRNA
C.mRNA
D.SnRNA
3.决定tRNA携带氨基酸特异性的关键部位是:
A.–XCCA3`末端
B.TψC环;
C.DHU环
D.额外环
E.反密码子环
4.根据Watson-Crick模型,求得每一微米DNA双螺旋含核苷酸对的平均数为:
:
A.25400
B.2540
C.29411
D.2941
E.3505
5.构成多核苷酸链骨架的关键是:
A.2′3′-磷酸二酯键
B.2′4′-磷酸二酯键
C.2′5′-磷酸二酯键
D.3′4′-磷酸二酯键
E.3′5′-磷酸二酯键
6.与片段TAGAp互补的片段为:
A.AGATp
B.ATCTp
C.TCTAp
D.UAUAp
7.含有稀有碱基比例较多的核酸是:
A.胞核DNA
B.线粒体DNA
C.tRNA
D.mRNA
8.真核细胞mRNA帽子结构最多见的是:
A.m7APPPNmPNmP
B.m7GPPPNmPNmP
C.m7UPPPNmPNmP
D.m7CPPPNmPNmPE.m7TPPPNmPNmP
9.
DNA变性后理化性质有下述改变:
A.对260nm紫外吸收减少
B.溶液粘度下降
C.磷酸二酯键断裂
D.核苷酸断裂
10.双链DNA的Tm较高是由于下列哪组核苷酸含量较高所致:
A.A+G
B.C+T
C.A+T
D.G+C
E.A+C
11.密码子GψA,所识别的密码子是:
A.CAU
B.UGC
C.CGU
D.UAC
E.都不对
12.真核生物mRNA的帽子结构中,m7G与多核苷酸链通过三个磷酸基连接,连接方式是:
A.2′-5′
B.3′-5′
C.3′-3′
D.5′-5′
E.3′-3′
13.在pH3.5的缓冲液中带正电荷最多的是:
A.AMP
B.GMP
C.CMP
D.UMP
14.下列对于环核苷酸的叙述,哪一项是错误的?
A.cAMP与cGMP的生物学作用相反
B.重要的环核苷酸有cAMP与cGMP
C.cAMP是一种第二信使