执业助理医师考试生物化学总12章 9Word文件下载.docx

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　　（三）基本单位

　　核酸的基本组成单位为核苷酸。

　　碱基与戊糖通过糖苷键连接形成核苷；

核苷与磷酸通过磷酸酯键相连接构成核苷酸。

根据戊糖2-位碳原子是否含有羟基，分为核苷酸或脱氧核苷酸。

核苷酸存在于RNA分子中，而脱氧核苷酸存在于DNA分子中。

　　核苷酸中戊糖上的所有游离羟基均可与磷酸形成酯键，但生物体内多数核苷酸的磷酸连接在核糖或脱氧核糖的C-5′上，形成5′-核苷酸。

含有l个磷酸基团的核苷酸称为核苷一磷酸（NMP），含有2个磷酸基团的核苷酸称为核苷二磷酸（NDP），有3个磷酸基团的核苷酸称为核苷三磷酸（NTP）。

如AMP是腺苷一磷酸，GDP是鸟苷二磷酸，CTP是胞苷三磷酸。

第二节　DNA的结构与功能

（一）一级结构

　　四种脱氧核苷酸按一定的排列顺序，以3′,5′-磷酸二酯键相连接，形成多聚脱氧核苷酸链，即DNA。

DNA的一级结构是指DNA分子中核苷酸的排列顺序及其连接方式。

　　DNA分子中脱氧核苷酸的连接有严格的方向性，前一个脱氧核苷酸的3′-羟基（-OH）下一个脱氧核苷酸的5′-磷酸形成3′，5′-磷酸二酯键，从而构成一个没有分支的线性大分子，其两个末端分别是5′-末端（游离磷酸基）和3′-末端（游离羟基）。

（二）DNA双螺旋结构

　　DNA分子的组成中：

　　①腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔数总是相等（A=T），鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔数总是相等（G=C）；

　　②不同生物种属的DNA碱基组成不同；

　　③同一个体的不同器官、同组织的DNA具有相同的碱基组成。

　　1953年JamesWatson和FrancisCrick两位青年科学家提出了著名的DNA右手双螺结构模型，确立了DNA的二级结构，其结构要点：

　　1.DNA分子由两条反向平行互补的多核苷酸链组成，一条链走向5′—3′，另一条链3′一5′；

两条多核苷酸链通过碱基之间的氢键连接在一起。

A与T、G与C配对。

　　2.两条链都以右手螺旋，围绕同一中心轴构成双螺旋结构，脱氧核糖与磷酸相连构成的链状骨架位于螺旋的外侧，碱基位于螺旋的内侧。

螺旋表面有两条凹槽，一条深宽称为深沟、一条浅窄称为浅沟，沟状结构与蛋白质、DNA之间的相互识别有关。

　　3.双螺旋每10个核苷酸旋转一周，每一螺距为3.4nm。

螺旋的纵向稳定性靠碱基平面间的疏水性堆砌力维持。

　　小结：

与蛋白质比较，核酸一般不含S，而P的含量较为稳定，占9-11%。

核酸的基本结构单位：

核苷酸

核苷酸的组成：

含氮碱基、戊糖和磷酸。

DNA和RNA的组成区别：

一级结构是指核酸分子中核苷酸的排列顺序及连接方式

核苷酸的连接方式：

3￠,5￠磷酸二酯键

多核苷酸链的方向：

5ˊ端→3ˊ端

碱基组成规则（Chargaff规则）

　　[A]=[T]，[G]=[C]；

[A]+[G]=[T]+[C]

　　有种属特异性

　　无组织、器官特异性

　　不受年龄、营养、性别及其他环境等影响

Watson-Crick双螺旋结构模型

　　1）反平行双链：

脱氧核糖-磷酸骨架位于外侧，碱基对位于内侧

　　2）碱基互补配对：

AT配对（两个氢键），GC配对（三个氢键）；

碱基对平面垂直纵轴

　　3）右手双螺旋：

螺距为3.4nm，直径为2.0nm，10bp/圈

　　4）表面功能区：

小沟较浅；

大沟较深，是蛋白质识别DNA碱基序列的基础

　　5）维持结构稳定的力量：

氢键维持双链横向稳定，碱基堆积力维持螺旋纵向稳定

第三节　RNA的结构与功能

　　RNA主要分为信使RNA（mRNA）、转运RNA（tRNA）和核糖体RNA（rRNA）三类。

此

　　外还有近年很受重视的小分子RNA（miRNA）。

（一）mRNA

　　DNA通过转录而产生mRNA，使DNA遗传信息传至RNA分子，并以此作为蛋白质合成的模板，决定合成蛋白质的氨基酸排列顺序。

mRNA约占总RNA的3%。

真核细胞核内合成的mRNA初级产物是不均一核RNA，其分子量比成熟的mRNA大，经剪接生成成熟的mRNA，并移位到细胞质。

　　mRNA的结构特点如下：

　　1.mRNA分子为单链，从5′-端的AUG开始，每3个核苷酸为一组，决定肽链上的一个氨基酸。

按一定顺序排列的3个核苷酸称为三联体密码。

　　2.大多数真核mRNA的5′端在转录后均加上一个7-甲基鸟苷二磷酸基，形成mTGpppN的结构，称为帽子结构。

　　3.绝大多数真核mRNA的3′-端有200多个腺苷酸的尾巴，这是在转录后逐个添加上去的，其作用在于增加mRNA的稳定性和维持其翻译活性。

（二）tRNA

　　tRNA是主要功能是携带蛋白质合成所需的氨基酸，并按mRNA上的密码顺序，将其转运到mRNA分子上。

每种tRNA只能运载一种氨基酸，但一种氨基酸可以由一种或一种以上的tRNA运载。

tRNA的结构特点如下：

　　1.tRNA分子是单链，碱基互补的片段形成局部双螺旋结构，呈三叶草形二级结构。

　　5′-端和3′-端7对碱基组成的螺旋区称氨基酸臂，能直接与氨基酸结合，在3′末端为CCA，被激活的氨基酸就连接于此3′末端核糖的3′-OH上。

反密码环由7个核苷酸组成，第3、4、5三个核苷酸组成反密码子，携带不同氨基酸的tRNA有其特异的反密码子，与mRNA上相应的密码子互补。

　　2.tRNA分子中含有较多的稀有碱基，每一分子常含有7～15个稀有碱基，包括假尿嘧啶（ψ）、次黄瞟呤（I）、双氢尿嘧啶（DHU）和甲基化的嘌呤等。

　　3.tRNA的三级结构呈倒L型，一端为氨基酸臂，另一端为反密码子。

L型的拐角处是DHU环和Tψc环。

　　（三）rRNA

　　rRNA是细胞内蛋白质合成的场所，由蛋白质和RNA结合组成。

rRNA是细胞内含量最多的RNA，真核生物含有4种rRNA，其中28S、5.8S和5s存在于大亚基，小亚基只含有l8S一种。

　　小结

　　mRNA：

　　1.5’端“帽子”：

m7GpppNm-。

　　2.3’端“尾巴”：

polyA。

　　3.中部：

其前体包含“外显子”和内含子，需加工去除内含子。

外显子以“密码子”形式体现遗传信息

　　4.功能：

蛋白质生物合成的模板。

　　5.细胞内特点：

短寿，少量，多样

　　tRNA:

　　1.二级结构为“三叶草”型,“倒L”型三级结构

　　2.氨基酸臂：

3`末端的CCA-OH3`单链用于连接该tRNA转运的氨基酸。

　　3.反密码环：

反密码环中部的三个碱基可以与mRNA的三联体密码形成碱基互补配对，解读遗传密码，称为反密码子

转运氨基酸到蛋白质合成的场所。

　　rRNA:

　　1.有大小两个亚基做成。

　　2.功能:

与特殊蛋白质一起组成核蛋白体，为蛋白质生物合成提供场所

第四节　核酸的理化性质

　　核酸是两性电解质，在一定pH条件下带有电荷，可用电泳或离子交换方法分离。

（一）核酸的紫外吸收

　　核酸分子的碱基含有共轭双键，在260nm波长处有最大紫外吸收，可利用这一特性对核酸进行定量和纯度分析。

（二）DNA变性和复性

　　DNA变性是指在某些因素作用下，DNA双链互补碱基之间的氢键发生断裂，DNA双螺旋分子被解开成单链的现象。

DNA变性的本质是互补碱基之间的氢键断裂而破坏DNA二级结构，但不影响一级结构即碱基的排列顺序。

引起DNA变性的因素有加热和化学物质的作用，如有机溶剂、酸、碱、尿素和酰胺等。

　　DNA的变性是可逆的，热变性后温度缓慢下降时，解开的两条链可重新缔合形成双螺旋，这一过程称为DNA的复性。

若复性的温度缓慢下降，可以使DNA复性至天然状态，若在DNA变性后，温度突然急剧下降到4℃以下，复性则不能进行，这是保存DNA变性状态的良好办法。

　　DNA变性与复性的原理在分子生物学中已被广泛地应用。

分子杂交与PCR都是基于原理设计的。

　　1.紫外吸收,260nm

　　2.DNA变性：

DNA变性是指在理化因素作用下，DNA分子中的氢键断裂，碱基堆积力遭到破坏，双螺旋结构解体，双链分开形成单链的过程。

　　3.变性后的DNA一级结构没有改变。

第五节　核苷酸的代谢

　　食物中的核酸主要以核蛋白形式存在，核蛋白在胃中被胃酸水解成核酸与蛋白质。

核酸进入小肠，在胰液和肠液中的各种水解酶催化下不断被水解，生成核苷酸及其进一步的水解产物磷酸、碱基、戊糖，这些消化产物可被肠黏膜吸收，核苷酸、核苷还可在肠黏膜细胞内进一步分解。

　　体内核苷酸主要由细胞自身合成，不需从食物提供，因此核苷酸不是营养必需物质。

（一）嘌呤核苷酸的分解产物

　　嘌呤核苷酸首先在核苷酸酶的作用下水解生成核苷，再经核苷磷酸化酶催化，生成游离的嘌呤碱与核糖-1-磷酸。

核糖-1-磷酸可进一步转变成核糖-5-磷酸，用于合成新的核苷酸，也可经磷酸戊糖途径氧化分解。

　　AMP和GMP首先分别脱氨和氧化脱氨生成IMP和鸟嘌呤，再生成次黄嘌呤。

次黄嘌呤被黄嘌呤氧化酶催化生成黄嘌呤，进一步氧化生成尿酸，并随尿液排出体外。

　　嘌呤代谢异常导致尿酸过多会引起痛风症，患者血中尿酸含量升高（血尿酸>

8mg/dl），尿酸盐晶体可沉积于关节、软组织、软骨及肾等处，导致关节炎、尿路结石及肾疾病。

痛风可能是一种多基因病，某些参与嘌呤核苷酸代谢的酶先天性缺陷可引起痛风症，主要表现为尿酸生成增多，产生高尿酸血症。

　　临床上常用次黄嘌呤的类似物别嘌呤醇（allopurino1）来治疗痛风症，别嘌呤醇是黄嘌呤氧化酶的竞争性抑制剂，能抑制尿酸的生成；

别嘌呤醇还可与PRPP反应生成别嘌呤醇核苷酸，这不仅消耗核苷酸合成所必需的PRPP，还作为IMP的类似物代替IMP反馈抑制嘌呤核苷酸的从头合成。

（二）嘧啶核苷酸的分解产物

　　嘧啶核苷酸是在核苷酸酶和核苷磷酸化酶的催化下，生成磷酸、核糖和嘧啶碱。

胞嘧啶脱氨基转化成尿嘧啶，并继之再还原成二氢尿嘧啶，二氢尿嘧啶水解开环，最终生成NH3、C02和β-丙氨酸。

胸腺嘧啶水解生成NH3、C02和β-氨基异丁酸。

β-氨基异丁酸可进一步代谢或直接随尿排出。

　　3.嘧啶核苷酸的分解代谢：

最终产物：

β氨基酸、CO2、NH3

　　例题：

　　10.关于DNA的二级结构（双螺旋结构）,正确的是

　　A.两条同向的多核苷酸

　　B.两条反向的多核苷酸

　　C.腺嘌呤和鸟嘌呤配对

　　D.碱基之间以共价键连接

　　E.磷酸骨干在双螺旋之中

[答疑编号500827080101]

　　『正确答案』B

　　12.DNA和RNA完全水解后,产物的特点是

　　A.糖不同,碱基相同

　　B.糖相同,碱基不同

　　C.糖相同、碱基部分不同

　　D.糖不同、碱基部分不同

　　E.糖和碱基都相同,只是含量多少不同

[答疑编号500827080102]

　　『正确答案』D

　　14.下列哪种碱基只见于DNA而不见于RNA

　　A.腺嘌呤

　　B.鸟嘌呤

　　C.胞嘧啶

　　D.尿嘧啶

　　E.胸腺嘧啶

[答疑编号500827080103]

　　『正确答案』E

　　60.下列有关RNA的叙述错误的是

　　A.tRNA是细胞内分子量最小的一种RNA

　　B.RNA主要有mRNA、tRNA和rRNA三类

　　C.胞质中只有mRNA和tRNA

　　D.RNA并不全是单链结构

　　E.rRNA可与蛋白质结合

[答疑编号500827080104]

　　『正确答案』C

　　62.DNA碱基组成的规律是

　　A.A=C：

T=G

　　B.A=T：

G=C

　　C.A+T=G+C

　　D.A=G=T=C

　　E.（A+T）／（C+G）=1

[答疑编号500827080105]

　　『正确答案』B

　　63.DNA变性时其结构变化表现为

　　A.磷酸二酯键断裂

　　B.N—C糖苷键断裂

　　C.碱基内C—C键断裂

　　D.戊糖内C—C键断裂

　　E.对应碱基间氢键断裂

[答疑编号500827080106]