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1、第二章核酸的化學主要內(nèi)容核酸的組成成分核酸的一級結構DNA的二級結構DNA的高級結構DNA和基因組RNA的結構和功能核酸的性質(zhì)核酸的序列測定本章重點及難點重點：掌握核酸構件分子的結構特點、代號；掌握DNA二級結構特點、穩(wěn)定力、三級結構特點及有關概念；掌握RNA二級結構特點、類型；了解核酸的重要理化性質(zhì)。難點：構件分子的結構特點，DNA二級結構要點及三級結構有關概念，tRNA二級結構特點、真核生物mRNA二級結構特點，核酸理化性質(zhì)中涉及的概念及應用。核酸(nucleicacid)是以核苷酸為基本組成單位的生物大分子，攜帶和傳遞遺傳信息。是現(xiàn)代生物化學、分子生物學的重要研究領域，是基因工程操作的核

2、心分子。一、核酸的發(fā)現(xiàn)和研究工作進展1868年FridrichMiescher從膿細胞中提取“核素”1944年Avery等人證實DNA是遺傳物質(zhì)1953年Watson和Crick發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結構1968年Nirenberg發(fā)現(xiàn)遺傳密碼1975年Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)逆轉錄酶1981年Gilbert和Sanger建立DNA測序方法1985年Mullis發(fā)明PCR技術(Polymerasechainreaction)--聚合酶鏈式反應1990年美國啟動人類基因組計劃(HGP)1994年中國人類基因組計劃啟動2001年美、英等國完成人類基因組計劃基本框架二、如何證明核酸是遺傳物質(zhì)的

3、載體？1944年O.T.Avery的細菌轉化實驗是獲得DNA攜帶遺傳信息的第一個證明；1952年AlfredD.和Hershey等人建立的T2噬菌體搗碎的實驗，這是第二個證據(jù)，證明噬菌體復制的物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)外殼；1953年Watson和Crick的DNA雙螺旋模型的發(fā)現(xiàn)，更進一步揭示了DNA作為遺傳物質(zhì)儲存和信息傳遞的化學機制；核酶的發(fā)現(xiàn)，一些核酸本身具有酶催化的活性。Avery的轉換轉化實驗用肺炎病菌肺炎病菌有二種:一種是光滑型肺炎雙球菌（S）：有莢膜、菌落光滑且有毒。這種菌通常外包有一層黏性發(fā)光的多糖莢膜，它是細菌致病性的必要成分，引起肺炎；另一種是粗糙型肺炎雙球菌（R）：無莢膜

4、、菌落粗糙且無毒。1944年，Avery的轉換轉化實驗orand可分離轉化實驗第一步（a）將光滑型肺炎雙球菌注入小鼠體內(nèi)，使小鼠致死。轉化實驗第二步（b）將粗糙型肺炎雙球菌注入小鼠體內(nèi)，對小鼠無害。轉化實驗第三步（c）將光滑型肺炎雙球菌加熱殺死后，再注入小鼠體內(nèi)，對小鼠無害。轉化實驗第四步（d）將加熱殺死的光滑型肺炎雙球菌與粗糙型肺炎雙球菌一起注入小鼠體內(nèi)，小鼠死掉。這說明粗糙型肺炎雙球菌變成了致死的光滑型肺炎雙球菌。暗示著被殺死的光滑型肺炎雙球菌中含有某種因子，它進入了粗糙型肺炎雙球菌將它轉化成了致死的光滑型肺炎雙球菌。轉化實驗第五步（e）從加熱殺死的光滑型肺炎雙球菌中提取DNA，并且盡可能

5、地將混在DNA中的蛋白質(zhì)除去，然后將除去了蛋白質(zhì)的DNA與粗糙型肺炎雙球菌混合后，再注入小鼠體內(nèi)，小鼠死掉。O.T.Avery結論：Avery實驗說明帶有有毒性的和能使莢膜形成的信息分子DNA整合進了無毒菌種的染色體里，使它轉化成了有毒的菌種。從一個供體菌得到DNA，通過一定的途徑，授予另一個細菌，從而使后者的遺傳特性發(fā)生改變的作用，稱之轉化作用。1944年，O.T.Avery等人發(fā)表了"脫氧核糖型的核酸是III型肺炎球菌轉化要素的基本單位"即DNA是細菌的轉化因子，第一次證明了DNA是遺傳物質(zhì)。第一節(jié)核酸的組成成分核酸的基本化學組成核酸核苷酸核苷磷酸堿基戊糖核酸完全水解產(chǎn)生嘌呤和嘧啶等堿性物

6、質(zhì)、戊糖（核糖或脫氧核糖）和磷酸的混合物。核酸部分水解則產(chǎn)生核苷和核苷酸。每個核苷分子含一分子堿基和一分子戊糖，一分子核苷酸部分水解后除產(chǎn)生核苷外，還有一分子磷酸。核酸的各種水解產(chǎn)物可用層析或電泳等方法分離鑒定。核酸的基本化學組成1.分子組成——堿基(base)：嘌呤堿，嘧啶堿——戊糖(ribose)：核糖，脫氧核糖——磷酸(phosphate)2.元素組成：CHONP組成核酸的戊糖有兩種。DNA所含的糖為β-D-2-脫氧核糖；RNA所含的糖則為β-D-核糖。核苷中的D-核糖與D-2-脫氧核糖均為呋喃型環(huán)狀結構。糖環(huán)中C1是不對稱碳原子，所以有α-及β-兩種構型。（-OH在上為β-，-OH在下

7、為α-）但核酸分子中的糖苷鍵均為β-糖苷鍵。（為區(qū)別堿基環(huán)中的標號，糖環(huán)中的碳原子標號用1′，2′，……表示）：戊糖有2’、3’、5’位自由-OH，因此可以形成2’、3’、5’-核苷酸，其中5’-核苷酸為默認的核苷酸。一、戊糖（核糖和脫氧核糖）兩種戊糖結構嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)鳥嘌呤(guanine,G)二、堿基注：嘌呤環(huán)和嘧啶環(huán)上各原子的標號是目前國際上普遍采用的統(tǒng)一編