第二章第二章 核酸的结构与功能核酸的结构与功能 主主要要内内容容：介介绍绍核核酸酸的的分分类类和和化化学学组组成成，重重点点讨讨论论DNA和和RNA的的结结构构特特征征，初初步步认认识识核核酸酸的的结结构构特特征征与与其其功功能能的的相相关关性性；介介绍绍核核酸酸的的主主要理化性质和核酸研究的一般方法要理化性质和核酸研究的一般方法。第一节第一节 核酸的种类和化学组成核酸的种类和化学组成第二节第二节 核酸的结构核酸的结构第三节第三节 核酸的理化性质及其应用核酸的理化性质及其应用第二章第二章 核酸的结构与功能核酸的结构与功能1、种类和分布2、化学组成3、生物学功能第一节 核酸的种类和化学组成1 1、核酸的种类和分布、核酸的种类和分布4脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）：遗传信：遗传信息的贮存和携带者，生物的主要遗传物质。息的贮存和携带者，生物的主要遗传物质。 90%以上分以上分布于细胞核，其余分布于核外布于细胞核，其余分布于核外如线粒体，叶绿体，质粒如线粒体，叶绿体，质粒等。等。4核糖核酸核糖核酸（ribonucleic acid，RNA）：）：主要参与遗传信主要参与遗传信息的传递和表达过程，息的传递和表达过程，某些病毒某些病毒RNA也可作为遗传信息也可作为遗传信息的载体。的载体。有些有些RNA具生物催化作用（具生物催化作用（ribozyme）。分布分布于胞核、胞液。于胞核、胞液。4小非信使小非信使RNA（small non-messager RNA，snmRNA）：）：20世纪世纪80年代以后在细胞的不同部位被发现的小分子年代以后在细胞的不同部位被发现的小分子RNA。 snmRNA主要包括核内小主要包括核内小RNA（small nuclear RNA，snRNA）、核仁小）、核仁小RNA（small nucleolar RNA，snoRNA）、）、胞质小胞质小RNA（small cytosol RNA，scRNA）、催化性小）、催化性小RNA（small catalytic RNA）、小片段干扰）、小片段干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）等。）等。1 1、核酸的种类和分布、核酸的种类和分布2、核酸的化学组成、核酸的化学组成 核酸在酸、碱、酶作用下水解可得到苷酸，核苷酸可核酸在酸、碱、酶作用下水解可得到苷酸，核苷酸可被进一步水解产生核苷（被进一步水解产生核苷（nucleoside）和磷酸（）和磷酸（phosphate），），核苷再进一步水解，产生戊糖（核苷再进一步水解，产生戊糖（pentose）和含氮碱基）和含氮碱基（base）。碱基又可分为嘌呤碱（）。碱基又可分为嘌呤碱（purine）和嘧啶碱）和嘧啶碱（pyrimidine）两大类）两大类 。1） 戊糖戊糖 核酸中的戊糖有核酸中的戊糖有-D-2-脱氧核糖（脱氧核糖（DNA ）和）和-D-核糖核糖（RNA ）两种。）两种。D-核糖的核糖的-2所连的羟基脱去氧就是所连的羟基脱去氧就是D-2脱氧核糖。通常将戊糖的脱氧核糖。通常将戊糖的C原子编号都加上原子编号都加上“”，如，如C1表示糖的第一位碳原子。戊糖表示糖的第一位碳原子。戊糖C1所连的羟基是与碱基形成所连的羟基是与碱基形成糖苷键的基团，糖苷键都是糖苷键的基团，糖苷键都是-构型。构型。-D-核糖核糖 -D-2-脱氧核糖脱氧核糖2、核酸的化学组成、核酸的化学组成2）碱基碱基 核苷酸中的碱基均为含氮杂环化合物，可分为嘌呤核苷酸中的碱基均为含氮杂环化合物，可分为嘌呤（purine)和嘧啶（和嘧啶（pyrimidine)二类。前者主要指腺嘌呤二类。前者主要指腺嘌呤（adenine, A）和鸟嘌呤（）和鸟嘌呤（guanine, G），），DNA和和RNA中中均含有这二种碱基。后者主要指胞嘧啶（均含有这二种碱基。后者主要指胞嘧啶（cytosine, C）、）、胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（thymine, T）和尿嘧啶（）和尿嘧啶（uracil, U），胞嘧啶存），胞嘧啶存在于在于DNA和和RNA中，胸腺嘧啶只存在于中，胸腺嘧啶只存在于DNA中，尿嘧啶中，尿嘧啶则只存在于则只存在于RNA中。中。2、核酸的化学组成、核酸的化学组成碱基的结构式碱基的结构式 2、核酸的化学组成、核酸的化学组成 此外，核酸分子中还发现数十种修饰碱基（此外，核酸分子中还发现数十种修饰碱基（modified component)，又称稀有碱基，又称稀有碱基(unusual component) 。它是指。它是指上述五种碱基环上的某一位置被一些化学基团（如甲基化、上述五种碱基环上的某一位置被一些化学基团（如甲基化、甲硫基化等）修饰后的衍生物。一般这些碱基在核酸中的甲硫基化等）修饰后的衍生物。一般这些碱基在核酸中的含量稀少，在各种类型核酸中的分布也不均一。含量稀少，在各种类型核酸中的分布也不均一。DNA中的中的修饰碱基主要见于噬菌体修饰碱基主要见于噬菌体DNA，如，如5-甲基胞嘧啶甲基胞嘧啶(m5C)、5-羟甲基胞嘧啶羟甲基胞嘧啶(hm5C)；RNA中以中以tRNA含有较多的稀有含有较多的稀有碱基，有的碱基，有的tRNA含有的稀有碱基达到含有的稀有碱基达到10%，如，如1-甲基腺嘌甲基腺嘌呤（呤（m1A）、）、N6-甲基腺嘌呤、甲基腺嘌呤、5,6-双氢脲嘧啶（双氢脲嘧啶（DHU）等。）等。2、核酸的化学组成、核酸的化学组成5-甲基胞嘧啶甲基胞嘧啶 5-羟甲基胞嘧啶羟甲基胞嘧啶 N6-甲基腺嘌呤甲基腺嘌呤 N2-甲基鸟嘌呤甲基鸟嘌呤次黄嘌呤次黄嘌呤 双氢脲嘧啶（双氢脲嘧啶（DHU） 7-甲基鸟嘌呤甲基鸟嘌呤2、核酸的化学组成、核酸的化学组成3）核苷（）核苷（nucleoside) 核苷是由戊糖与嘌呤或核苷是由戊糖与嘌呤或嘧啶通过脱水缩合后形成的嘧啶通过脱水缩合后形成的化合物。通常是嘌呤环上的化合物。通常是嘌呤环上的N-9或嘧啶环上的或嘧啶环上的N-1与戊糖与戊糖的的 C1 相连接。戊糖与碱基间相连接。戊糖与碱基间的连接键是的连接键是-C-N-糖苷键，一般称为糖苷键，一般称为N-糖苷键。糖苷键。 根据戊糖的不同，核苷分为核糖核苷和脱氧核糖核根据戊糖的不同，核苷分为核糖核苷和脱氧核糖核苷两类。根据碱基不同，可分为嘌呤核苷、嘧啶核苷、苷两类。根据碱基不同，可分为嘌呤核苷、嘧啶核苷、嘌呤脱氧核苷、嘧啶脱氧核苷四类。嘌呤脱氧核苷、嘧啶脱氧核苷四类。腺嘌呤脱氧核苷腺嘌呤脱氧核苷 尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷（脱氧腺苷）（脱氧腺苷） （尿苷）（尿苷）2、核酸的化学组成、核酸的化学组成4）核苷酸及其衍生物）核苷酸及其衍生物 核苷酸由核苷和磷酸酯化形成，是核苷的磷酸酯。核核苷酸由核苷和磷酸酯化形成，是核苷的磷酸酯。核苷酸是核酸分子的结构单元。核酸分子中的磷酸酯键可以苷酸是核酸分子的结构单元。核酸分子中的磷酸酯键可以发生在戊糖的发生在戊糖的 C2 、 C3 和和 C5 所连的游离羟基上，但在生所连的游离羟基上，但在生物体中酯化的部位主要在戊糖环的物体中酯化的部位主要在戊糖环的 3位和位和5位，构成核酸位，构成核酸的核苷酸可视为的核苷酸可视为 3-核苷酸或核苷酸或5-核苷酸。核苷酸。 DNA分子中是含有分子中是含有A、G、C、T四种碱基的脱氧核苷四种碱基的脱氧核苷酸，酸，RNA分子中则是含分子中则是含A、G、C、U四种碱基的核苷酸。四种碱基的核苷酸。2、核酸的化学组成、核酸的化学组成PPPPPPPP常见（脱氧）核苷酸的结构和命名常见（脱氧）核苷酸的结构和命名鸟嘌呤核苷酸鸟嘌呤核苷酸（GMP）尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸（UMP）胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷酸（CMP）腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸（AMP）脱氧腺嘌呤核苷酸脱氧腺嘌呤核苷酸（dAMP）脱氧鸟嘌呤核苷酸脱氧鸟嘌呤核苷酸（dGMP）脱氧胞嘧啶核苷酸脱氧胞嘧啶核苷酸（dCMP）脱氧胸腺嘧啶核苷酸脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP） 核苷酸除了构成核酸外，还会以其他衍生物的形式参核苷酸除了构成核酸外，还会以其他衍生物的形式参与各种物质代谢的调节和多种蛋白质功能的调节。与各种物质代谢的调节和多种蛋白质功能的调节。例如例如腺苷酸及其多磷酸化合物。腺苷酸及其多磷酸化合物。 3,5-环腺苷酸（环腺苷酸（cyclic AMP, cAMP）和）和 3,5-环鸟苷酸（环鸟苷酸（cyclic GMP，cGMP）是细胞信号转导过程中的第二信使，具有重要调控作用是细胞信号转导过程中的第二信使，具有重要调控作用。ATP、ADP、AMP的结构的结构cAMP cGMP2、核酸的化学组成、核酸的化学组成 5-NMP 5-NDP 5-NTPN=A、G、C、U 5-dNMP 5-dNDP 5-dNTP N=A、G、C、T腺苷酸及其多磷酸化合物腺苷酸及其多磷酸化合物 AMP Adenosine monophosphate ADP Adenosine diphosphate ATP Adenosine triphosphate2、核酸的化学组成、核酸的化学组成 核酸是遗传的物质基础，核酸是遗传的物质基础，其主要生物学功能是其主要生物学功能是传递和传递和表达遗传信息。表达遗传信息。 DNA是大多数生物体的遗传物质是大多数生物体的遗传物质；在某些生物（如某；在某些生物（如某些病毒）中，些病毒）中，RNA也可以作为遗传信息的携带者。也可以作为遗传信息的携带者。 核酸不仅是基本的遗传物质，而且在蛋白质的生物合核酸不仅是基本的遗传物质，而且在蛋白质的生物合成上也占重要位置。成上也占重要位置。RNA主要参与遗传信息的表达主要参与遗传信息的表达，其中，其中主要涉及主要涉及3种种RNA 。 另外还有少量其他种类的另外还有少量其他种类的RNA分子。分子。 snmRNA在在不均一核不均一核RNA（heterogeneous nuclear RNA，hnRNA）和和rRNA的转运后加工、转运以及基因表的转运后加工、转运以及基因表3、核酸的生物学功能、核酸的生物学功能达过程的调控等方面具有非常重要的生理作用。达过程的调控等方面具有非常重要的生理作用。snRNA是是细胞核内核蛋白颗粒（细胞核内核蛋白颗粒（small nuclear ribonucleo protein particles，snRNPs）的组成成分，参与）的组成成分，参与mRNA前体的剪接前体的剪接以及成熟的以及成熟的mRNA由核内向胞浆中转运的过程。由核内向胞浆中转运的过程。snoRNA是一类新的核酸调控分子，参与是一类新的核酸调控分子，参与rRNA前体的加工以及核前体的加工以及核糖体亚基的装配。糖体亚基的装配。scRNA的种类很多，参与分泌性蛋白质的种类很多，参与分泌性蛋白质的合成。的合成。反义反义RNA（antisense RNA）由于它们可以与特）由于它们可以与特异的异的mRNA序列互补配对，阻断序列互补配对，阻断mRNA翻译，能调节基因翻译，能调节基因表达。还有一些小表达。还有一些小RNA分子具有催化特定分子具有催化特定RNA降解的活性，降解的活性，在在RNA合成后的剪接修饰中具有重要作用。合成后的剪接修饰中具有重要作用。3、核酸的生物学功能、核酸的生物学功能第二节第二节 核酸的结构核酸的结构1、核酸的一级结构、核酸的一级结构2、DNA的二级结构的二级结构3、DNA的高级结构的高级结构4、RNA的结构的结构1、核酸的一级结构、核酸的一级结构 核酸的一级结构核酸的一级结构（即共价结构）是指核酸分子中核苷（即共价结构）是指核酸分子中核苷酸或脱氧核苷酸从酸或脱氧核苷酸从5-末端到末端到3-末端的末端的排列顺序排列顺序（也就是核（也就是核苷酸序列）和苷酸序列）和连接方式连接方式。 核酸中的核苷酸以核酸中的核苷酸以3,5-磷酸二酯键构成无分支结构的磷酸二酯键构成无分支结构的线性分子线性分子。 核酸链具有核酸链具有方向性方向性，两个末端分别是，两个末端分别是5 末端与末端与3 末末端。端。5 末端含磷酸基团，末端含磷酸基团，3 末端含羟基。核酸链内的前末端含羟基。核酸链内的前一个核苷酸的一个核苷酸的3 羟基和下一个核苷酸的羟基和下一个核苷酸的5 磷酸形成磷酸形成3 ,5 -磷酸二酯键，故核酸中的核苷酸被称为磷酸二酯键，故核酸中的核苷酸被称为核苷酸残基核苷酸残基。脱氧核糖核苷酸单链脱氧核糖核苷酸单链 核糖核苷酸单链核糖核苷酸单链 在在书书写写时时，习习惯惯把把5 端端放放在在左左边边，3 端端放放在在右右边边，即即书书写写方方向向按按53 ，从从繁繁到到简简有有多多种种表表示示方方法法。根根据据简简化化式式从从左左至至右右按按序序写写出出碱碱基基符符号号（代代表表核核苷苷），以以P代代表表磷磷酸酸基基，P写写在在碱碱基基符符号号左左边边时时表表示示P结结合合在在C5 位上，碱基符号右边的位上，碱基符号右边的P表示与表示与C3 结合。结合。 一级结构的表示法：一级结构的表示法： 结构式，线条式，字母式结构式，线条式，字母式1、核酸的一级结构、核酸的一级结构核酸一级结构的表示法核酸一级结构的表示法53结构式结构式53 p p p pOH3ACTG1线条式线条式5 ACTGCATAGCTCGA 3字母式字母式1、核酸的一级结构、核酸的一级结构 核核酸酸分分子子的的大大小小常常用用碱碱基基数数目目（常常用用于于单单链链DNA和和RNA）或或碱碱基基对对（base pair，简简称称bp）数数目目（用用于于双双链链DNA）来来表表示示。通通常常将将小小于于50个个核核苷苷酸酸残残基基组组成成的的核核酸酸称称为为寡寡核核苷苷酸酸（oligonucleotide），大大于于50个个核核苷苷酸酸残残基基称称为为多多核核苷苷酸酸（polynucleotide）。自自然然界界中中的的DNA和和RNA的长度可以高达几十万个碱基。的长度可以高达几十万个碱基。 DNA的的一一级级结结构构是是指指DNA分分子子中中脱脱氧氧核核苷苷酸酸的的排排列列顺顺序序和和连连接接方方式式。组组成成DNA的的脱脱氧氧核核糖糖核核苷苷酸酸主主要要是是dAMP、dGMP、dCMP和和dTMP。在真核生物。在真核生物DNA一级结构中一级结构中1、核酸的一级结构、核酸的一级结构常常见见一一些些重重复复序序列列，按按其其重重复复性性频频率率分分为为高高度度重重复复序序列列、中中度度重重复复序序列列、低低度度重重复复序序列列。这这些些高高度度有有序序的的碱碱基基序序列列蕴蕴藏藏着着丰丰富富的的遗遗传传信信息息。任任何何一一段段DNA序序列列都都可可以以反反映映出出它的高度个体性或种族特异性。它的高度个体性或种族特异性。 同同DNA的的一一级级结结构构一一样样，RNA的的一一级级结结构构是是指指RNA分分子子中中核核苷苷酸酸按按特特定定序序列列通通过过3 ,5 -磷磷酸酸二二酯酯键键连连接接的的线线性性结结构构。它它与与DNA的的差差别别在在于于：RNA核核苷苷酸酸的的戊戊糖糖是是核核糖糖而而不不是是脱脱氧氧核核糖糖；RNA的的嘧嘧啶啶是是胞胞嘧嘧啶啶和和尿尿嘧嘧啶啶，而而没没有有胸胸腺腺嘧嘧啶啶，所所以以构构成成RNA的的四四种种基基本本核核糖糖核核苷苷酸酸主主要要是是AMP、GMP、CMP和和UMP。1、核酸的一级结构、核酸的一级结构 1953年年，詹詹姆姆斯斯沃沃森森（James D. Watson）和和弗弗朗朗西西斯斯克克里里克克（Francis H. C. Crick）提提出出DNA分分子子双双螺螺旋旋结结构构模型（即模型（即B-DNA模型）模型）的主要依据有三点：的主要依据有三点： 一一是是当当时时已已广广为为人人知知的的，即即DNA由由6种种小小分分子子组组成成：脱脱氧氧核核糖糖，磷磷酸酸和和4种种碱碱基基(A、G、T、C) 组组成成了了4种种核核苷苷酸酸，这这4种核苷酸组成了种核苷酸组成了DNA。 二二是是1951年年11月月，英英国国的的莫莫里里斯斯威威尔尔金金斯斯(Maurice Wilkins)和和罗罗莎莎琳琳德德富富兰兰克克林林（Rosalind Franklin）获获得得了了高质量的高质量的DNA分子分子X-衍射照片。衍射照片。 三是三是1952年年美国生物美国生物化学家埃尔文化学家埃尔文查戈夫（查戈夫（Erwin2、DNA的二级结构的二级结构Chargaff）提出了提出了DNA中四种碱基的中四种碱基的Chargaff规则：规则：同一种生物的不同组织或器官的同一种生物的不同组织或器官的DNA的碱基组成相同；的碱基组成相同；同同一一种种生生物物DNA碱碱基基组组成成不不随随生生物物体体的的年年龄龄、营营养养状状态态或者环境变化而改变；或者环境变化而改变；无无论论种种属属来来源源如如何何，几几乎乎所所有有DNA中中的的A与与T的的摩摩尔尔数数相等，即相等，即A=T，G与与C的摩尔数相等，即的摩尔数相等，即G=C，嘌呤，嘌呤总摩尔含量与嘧啶总摩尔含量相同总摩尔含量与嘧啶总摩尔含量相同AG=CT；不不同同种种生生物物来来源源的的DNA碱碱基基组组成成不不同同，表表现现在在（AT）/（GC）比比值值的的不不同同，称称为为不不对对称称比比率率。亲亲缘缘关系相近的生物关系相近的生物DNA碱基组成相近，即不对称比率相近。碱基组成相近，即不对称比率相近。 2、DNA的二级结构的二级结构 1） 沃森沃森克里克克里克DNA双螺旋结构模型的要点双螺旋结构模型的要点 ： 两两条条反反向向平平行行的的多多聚聚核核苷苷酸酸链链沿沿一一个个假假设设的的中中心心轴轴右右旋相互盘绕而形成；旋相互盘绕而形成； 亲亲水水性性的的磷磷酸酸和和脱脱氧氧核核糖糖单单位位作作为为不不变变的的骨骨架架组组成成位位于于外外侧侧，作作为为可可变变成成分分的的疏疏水水性性碱碱基基位位于于内内侧侧，链链间间碱碱基按基按A-T，G-C配对（配对（Chargaff定律）；定律）； 螺螺旋旋直直径径2nm，相相邻邻碱碱基基平平面面垂垂直直距距离离0.34nm，螺螺旋旋结结构构每每隔隔10个个碱碱基基对对（base pair, bp）重重复复一一次次，间间隔隔为为3.4nm。每两个碱基对之间的相对旋转角度为。每两个碱基对之间的相对旋转角度为36。 从从外外观观上上看看，DNA双双螺螺旋旋结结构构的的表表面面存存在在一一个个大大沟沟和和一个小沟。一个小沟。2、DNA的二级结构的二级结构 疏疏水水性性的的碱碱基基推推积积力力和和互互补补链链之之间间碱碱基基对对的的氢氢键键共共同同维维系系着着DNA双双螺螺旋旋结结构构的的稳稳定定，而而且且前前者者对对于于双双螺螺旋旋结构的稳定更为重要。结构的稳定更为重要。 2、DNA的二级结构的二级结构 2） DNA双螺旋结构的多样性双螺旋结构的多样性： 沃沃森森-克克里里克克提提出出的的DNA双双螺螺旋旋结结构构是是基基于于在在92%相相对对湿湿度度下下得得到到的的DNA纤纤维维的的X-射射线线衍衍射射图图像像的的分分析析结结果果，但但在在改改变变了了溶溶液液的的离离子子强强度度或或相相对对湿湿度度后后，DNA双双螺螺旋旋结结构构的的沟沟槽槽、螺螺距距、旋旋转转角角度度等等都都会会发发生生变变化化。为为了了便便于于区区分分，人人们们将将沃沃森森-克克里里克克提提出出的的DNA双双螺螺旋旋结结构构称称为为B-DNA或或B型型DNA。当当环环境境的的相相对对湿湿度度降降低低后后，虽虽然然DNA仍仍然然是是右右手手螺螺旋旋的的双双链链结结构构，但但是是它它的的空空间间结结构构参参数数已已不不同同于于B型型DNA，人人们们将将其其称称为为A型型DNA。此此外外还发现左手双螺旋还发现左手双螺旋Z型型DNA。2、DNA的二级结构的二级结构2、DNA的二级结构的二级结构不同类型不同类型DNA的结构参数的结构参数 项目目A-DNAB-DNAZ-DNA螺旋方向螺旋方向右手右手右手右手左手左手螺旋直径螺旋直径/nm2.552.371.84螺旋螺旋/bp1110.412上升高度上升高度/bp0.230.340.38相相邻碱基碱基对之之间转角角3336每个二聚每个二聚体体为为-60糖苷糖苷键构象构象反式反式反式反式嘧啶反式反式嘌呤呤顺式式使构象使构象稳定的相定的相对环境湿境湿度度75%92%2、DNA的二级结构的二级结构 DNA二二级级结结构构还还存存在在三三螺螺旋旋DNA（又又称称tsDNA或或H-DNA）。H-DNA是是在在DNA双双螺螺旋旋结结构构的的基基础础上上形形成成的的，三三条条链链均均为为同同型型嘌嘌呤呤或或同同型型嘧嘧啶啶，即即整整段段的的碱碱基基均均为为嘌嘌呤呤或或嘧嘧啶啶。通通常常三三条条链链中中两两条条为为正正常常双双螺螺旋旋，第第三三条条嘧嘧啶啶链链位位于于双双螺螺旋旋的的大大沟沟中中，并并随随双双螺螺旋旋结结构构一一起起旋旋转转。三三股股螺螺旋旋中中的的第第三三股股可可以以来来自自分分子子间间，也也可可以以来来自自分分子子内内。三三条条链链中中的的碱碱基基配配对对符符合合Hoogsteen模模型型，即即第第三三碱碱基基以以AT，GC配配对对。三三股股螺螺旋旋DNA存存在在于于基基因因调调控控区和其他重要区域，因此具有重要生理意义。区和其他重要区域，因此具有重要生理意义。 2、DNA的二级结构的二级结构DNA分子内分子内的三链结构的三链结构 多聚嘌呤多聚嘌呤多聚嘧啶多聚嘧啶DNA分子间的三链结构分子间的三链结构2、DNA的二级结构的二级结构DNA三链间的碱基配对三链间的碱基配对2、DNA的二级结构的二级结构 DNA三三级级结结构构是是指指DNA链链进进一一步步扭扭曲曲盘盘旋旋形形成成的的超超螺旋结构螺旋结构。 在在DNA双双螺螺旋旋结结构构基基础础上上，共共价价闭闭合合环环DNA可可以以进进一一步步扭扭曲曲形形成成超超螺螺旋旋形形。根根据据螺螺旋旋的的方方向向可可分分为为正正超超螺螺旋旋和和负负超超螺螺旋旋。正正超超螺螺旋旋使使双双螺螺旋旋结结构构更更紧紧密密，盘盘绕绕方方向与向与DNA双螺旋方同双螺旋方同相同；而负超螺旋盘相同；而负超螺旋盘绕方向与绕方向与DNA双螺旋双螺旋方同相反。方同相反。3、DNA的高级结构的高级结构1）原核生物）原核生物DNA的环状超螺旋结构的环状超螺旋结构 绝绝大大多多数数原原核核生生物物的的DNA都都是是共共价价闭闭合合环环状状双双螺螺旋旋分分子子，在在细细胞胞内内进进一一步步盘盘绕绕，并并形形成成类类核核结结构构，以以保保证证其其以以较较致致密密的的形形式式存存在在于于细细胞胞内内。类类核核结结构构中中的的80%是是DNA，其余是蛋白质。，其余是蛋白质。3、DNA的高级结构的高级结构2）真核生物）真核生物DNA高度有序和高度致密的结构高度有序和高度致密的结构 真真核核生生物物基基因因组组DNA通通常常与与蛋蛋白白质质结结合合，以以非非常常有有序序的的形形式式存存在在于于细细胞胞核核内内，在在细细胞胞周周期期的的大大部部分分时时间间里里以以松松散散的的染染色色质质（chromatin）形形式式出出现现，在在细细胞胞分分裂裂期期形形成高度致密的染色体成高度致密的染色体(chromosome)。 染染 色色 体体 最最 基基 本本 的的 结结 构构 和和 功功 能能 亚亚 单单 位位 是是 核核 小小 体体（nucleosome），每每个个核核小小体体由由直直径径为为11nm的的组组蛋蛋白白（histone，H）核核心心和和盘盘绕绕在在核核心心上上的的DNA构构成成，核核心心是由组蛋白是由组蛋白H2A、H2B、H3和和H4各各2分子组成的八聚体分子组成的八聚体。3、DNA的高级结构的高级结构各各核核心心颗颗粒粒间间有有一一个个连连接接区区，由由约约有有60 bp双双螺螺旋旋DNA和和1个个分分子子组组蛋蛋白白H1构构成成。平平均均每每个个核核小小体体重重复复单单位位约约占占200 bp，DNA组组装装成成核核小小体体其其长长度度约约缩缩短短7倍倍，核核小小体体连连接接起起来来构构成成了了串串珠珠状状的的染染色色质质细细丝丝，这这是是DNA在在核核内内形形成致密结构的第一层次折叠。成致密结构的第一层次折叠。3、DNA的高级结构的高级结构 染色质细丝染色质细丝进一步盘绕形成外径为进一步盘绕形成外径为30nm、内径为、内径为10nm的中空状螺线管，这是的中空状螺线管，这是DNA在核内形成致密结构的在核内形成致密结构的第二层次折叠，使第二层次折叠，使DNA的体积的体积又缩小了约又缩小了约6倍。倍。浓缩纤维浓缩纤维管管进一步卷曲和折叠形成直径为进一步卷曲和折叠形成直径为400nm的的染色质纤维染色质纤维，这一过，这一过程将染色体的体积又压缩了程将染色体的体积又压缩了40倍。然后染色质纤维进一步压倍。然后染色质纤维进一步压缩成缩成染色单体染色单体，在核内组装成，在核内组装成染色体染色体。3、DNA的高级结构的高级结构3、DNA的高级结构的高级结构 大多数大多数RNA是是单链线性结构单链线性结构并且具有复杂和独特的并且具有复杂和独特的构象，其二级结构在很大程度上是由分子内的碱基配对决构象，其二级结构在很大程度上是由分子内的碱基配对决定的。在定的。在RNA分子中广泛存在着由碱基配对形成的螺旋分子中广泛存在着由碱基配对形成的螺旋结构（结构（A型右手螺旋）。型右手螺旋）。RNA中碱基配对区域形成的螺旋中碱基配对区域形成的螺旋结构和非配对区域形成的环状结构交织在一起构成了结构和非配对区域形成的环状结构交织在一起构成了RNA的极不规则的二级结构。在的极不规则的二级结构。在RNA局部双螺旋中局部双螺旋中A与与U配对、配对、G与与C配对，而非互补区则膨胀形成配对，而非互补区则膨胀形成凸出（凸出（bulge）或者环（或者环（loop），），这种短的双螺旋区域和环称为这种短的双螺旋区域和环称为发夹结构发夹结构（hairpin）。）。 Hairpin是是RNA中最普通的二级结构形式中最普通的二级结构形式。4、RNA的结构的结构 二级结构进一步折叠形成三级结构，二级结构进一步折叠形成三级结构，RNA只有在具只有在具有三级结构时才能成为有活性的分子有三级结构时才能成为有活性的分子。RNA也能与蛋白也能与蛋白质形成核蛋白复合物，即质形成核蛋白复合物，即RNA的四级结构。的四级结构。 最典型的最典型的RNA二级结构是二级结构是tRNA的二级结构。的二级结构。4、RNA的结构的结构1）转运转运RNA（tRNA）的结构的结构 tRNA约占总约占总RNA的的15%，其主要生理功能是在蛋白，其主要生理功能是在蛋白质生物合成中转运氨基酸和识别密码子。质生物合成中转运氨基酸和识别密码子。 tRNA的的二级结构二级结构 为三叶草型。为三叶草型。 配对碱基形成局部双螺旋而配对碱基形成局部双螺旋而构成臂，不配对的单链部分则形构成臂，不配对的单链部分则形成环。成环。 三叶草型结构由三叶草型结构由4臂臂4环组成。环组成。4、RNA的结构的结构(1) tRNA的的5-端和端和3-端附近的碱端附近的碱基互补配对，形成基互补配对，形成氨基酸臂氨基酸臂(amino acid arm)。由。由7对碱基对碱基组成，双螺旋区的组成，双螺旋区的3-末端为一个末端为一个4个碱基的单链区个碱基的单链区NCCA-OH，腺腺苷酸残基的羟基可与氨基酸苷酸残基的羟基可与氨基酸-羧基结合而羧基结合而携带氨基酸。携带氨基酸。(2) 位位于于左左侧侧的的环环称称为为二二氢氢尿尿嘧嘧啶啶环环（dihydrouracilloop）或或DHU环环或或D环环，以以含含有有2个个稀稀有有碱碱基基二二氢氢尿尿嘧嘧啶啶（DHU）而而得得名名，D环环具具有有识识别别核核糖糖体体的的作作用用。D环环由由D臂臂与其他部分相连，与其他部分相连， D臂一般由臂一般由34对碱基组成。对碱基组成。4、RNA的结构的结构(3) 位于右侧的环称为位于右侧的环称为TC环环，由由7个碱基组成，因环中有一段个碱基组成，因环中有一段TC结构而得名。结构而得名。为假尿嘧啶为假尿嘧啶核苷。该核苷。该环也具有识别核糖体的环也具有识别核糖体的作用。作用。TC环由环由TC臂臂与其他与其他部分相连，部分相连，TC臂由臂由5对碱基组成。对碱基组成。(4) 氨氨基基酸酸臂臂的的对对面面是是反反密密码码环环（anticodon loop），由由7个个 碱碱 基基 组组 成成 ， 其其 中中 3个个 核核 苷苷 酸酸 组组 成成 反反 密密 码码 子子（anticodon），在在蛋蛋白白质质生生物物合合成成时时，可可与与mRNA上上相应的密码子配对相应的密码子配对。反密码臂反密码臂由由5对碱基组成。对碱基组成。4、RNA的结构的结构(5) 额额外外环环（extra loop）是是反反密密码码臂臂和和TC臂臂之之间间的的一一个个环环，在在不不同同tRNA分分子子中中变变化化较较大大，可可在在421个个碱碱基基之之间间变变动动，又又称称为为可可变变环环。其其大大小小往往往往是是tRNA重要的重要的分类指标。分类指标。4、RNA的结构的结构DHU环环IGC反密码子反密码子反密码环反密码环氨基酸臂氨基酸臂可变环可变环TC环环CCAAla35酵母酵母tRNAAla 的的二级结构二级结构4、RNA的结构的结构 tRNA的三级结构的三级结构 为倒为倒L形形。 其其特点是氨基酸臂与特点是氨基酸臂与TC臂臂构成构成L的一横，的一横，3末端末端NCCA-OH就在这一横的端点上，是结合氨就在这一横的端点上，是结合氨基酸的部位基酸的部位，而，而D臂、臂、反密码臂反密码臂与与反密码环共同构成反密码环共同构成L的一的一竖，反密码环在一竖的端点上，能与竖，反密码环在一竖的端点上，能与mRNA上对应的密码上对应的密码子识别子识别，D环与环与TC环在环在L的拐角上。各种的拐角上。各种tRNA三级结构三级结构基本上都呈倒基本上都呈倒L形的。形的。 4、RNA的结构的结构NCCA2）核糖体核糖体RNA（rRNA）的结构的结构 rRNA占细胞总的占细胞总的80%左右左右。原核生物主要的原核生物主要的rRNA有三种有三种，即，即5S、16S和和23S rRNA；真核生物则有真核生物则有4种种，即，即5S、5.8S、18S和和28S rRNA。rRNA分子作为骨架与多种分子作为骨架与多种核糖体蛋白（核糖体蛋白（ribosomal protein）装配成核糖体。）装配成核糖体。 所有生物体的核糖体都由大小不同的两个亚基所组所有生物体的核糖体都由大小不同的两个亚基所组成成。原核生物核糖体为。原核生物核糖体为70S，由，由50S和和30S两个大小亚基组两个大小亚基组成。真核生物核糖体为成。真核生物核糖体为80S，是由，是由60S和和40S两个大小亚基两个大小亚基组成。组成。4、RNA的结构的结构核糖体的组成核糖体的组成4、RNA的结构的结构mRNA识识别与结合别与结合mRNA折叠折叠与与tRNA互互补补 原核生物原核生物16S rRNA为为1542个核苷酸，其个核苷酸，其3-端有一段端有一段保守序列保守序列ACCUCCU，它是，它是mRNA识别与结合的位点。识别与结合的位点。5S rRNA的第的第43-47位核苷酸为位核苷酸为CGAAC序列，可与序列，可与tRNA上上TCG核苷酸互补核苷酸互补。23S rRNA与与16S rRNA相似，通过远相似，通过远距离碱基配对，把整个分子折叠成距离碱基配对，把整个分子折叠成6个结构区域，每个区个结构区域，每个区域中结构组织与域中结构组织与16S rRNA一样，短的螺旋通过中央环和一样，短的螺旋通过中央环和侧环相连接。侧环相连接。 真核生物真核生物5.8S rRNA上也有上也有CGAAC序列序列，也是，也是tRNA与与rRNA相互识别、相互作用的部位。相互识别、相互作用的部位。4、RNA的结构的结构16S和和5S rRNA二级结构通用模型二级结构通用模型 由于由于rRNA分子柔性较大，分子柔性较大，研究三级结构研究三级结构较困难，较困难，目前目前对对rRNA的三级的三级结构还了解较结构还了解较少。少。4、RNA的结构的结构3）信使）信使RNA（mRNA）的结构的结构 mRNA在生物体内，在生物体内，mRNA的含量最小，约占细胞总的含量最小，约占细胞总RNA含量的含量的2%5%，但是，但是mRNA的种类最多。的种类最多。 原核生物原核生物mRNA结构特点结构特点 结构简单，结构简单，转录后一般不需加工直接进行蛋白质翻转录后一般不需加工直接进行蛋白质翻译；译； mRNA中往往含有几个功能上相关的蛋白质的编码序中往往含有几个功能上相关的蛋白质的编码序列，列，可翻译出几种蛋白质，为多顺反子（可翻译出几种蛋白质，为多顺反子（polycistron ）； 无修饰碱基，无修饰碱基，5-端没有帽子结构端没有帽子结构（cap sequence），）， 4、RNA的结构的结构3-端端没有多聚腺苷酸的尾巴没有多聚腺苷酸的尾巴（polyadenylate tail），即），即polyA； 半衰期比真核生物的要短得多半衰期比真核生物的要短得多，一般认为，转录后，一般认为，转录后1分钟，分钟，mRNA降解就开始。降解就开始。 真核生物真核生物mRNA结构特点结构特点 真核细胞成熟真核细胞成熟mRNA是由其前体是由其前体核内不均一核内不均一RNA（hetero geneous nuclear RNA，hnRNA）剪接并经）剪接并经修饰后才能进入细胞质中参与蛋白质合成。修饰后才能进入细胞质中参与蛋白质合成。hnRNA含有含有许多许多外显子（外显子（exon）和内含子（）和内含子（intron），），它们分别对应它们分别对应着基因的编码序列和非编码序列。在着基因的编码序列和非编码序列。在mRNA成熟过程中，成熟过程中，这些这些4、RNA的结构的结构内含子被剪切掉，使得内含子被剪切掉，使得外显子连接在一起，形成成熟的外显子连接在一起，形成成熟的mRNA；hnRNA与与mRNA的结构的结构4、RNA的结构的结构外显子外显子内含子内含子 真核细胞真核细胞mRNA 5-端有端有帽子结帽子结构：构：5-端第一个核苷端第一个核苷大多数为大多数为7-甲甲基鸟苷（简写为基鸟苷（简写为m7G），），它以它以5-端端三磷酸酯键三磷酸酯键与第二个核苷酸的与第二个核苷酸的5-端端相连。相连。 通常通常帽子结构有帽子结构有3种类型种类型：帽子帽子0型型：m7G5ppp5Np帽子帽子1型型：m7G5ppp5NmpNp）帽子帽子2型型：m7G5ppp5NmpNmpNp。 4、RNA的结构的结构 帽子结构可保护帽子结构可保护mRNA不被核酸外切酶水解不被核酸外切酶水解，并且，并且能与帽结合蛋白结合识别核糖体并与之结合，与翻译起能与帽结合蛋白结合识别核糖体并与之结合，与翻译起始有关。始有关。 真核细胞真核细胞mRNA 3-端有端有多聚腺苷酸尾多聚腺苷酸尾（ polyadenylate tail，polyA尾巴尾巴），）， 它是在它是在mRNA转录完成以后加入的。转录完成以后加入的。 polyA与与mRNA的寿命有关的寿命有关，没有尾巴或尾巴短的，没有尾巴或尾巴短的mRNA易降解。少数成熟易降解。少数成熟mRNA没有没有polyA尾巴，如组尾巴，如组蛋白蛋白mRNA，它们的半衰期通常较短。，它们的半衰期通常较短。 4、RNA的结构的结构第三节第三节 核酸的理化性质及其应用核酸的理化性质及其应用1、核酸的一般性质、核酸的一般性质2、核酸的紫外吸收性质、核酸的紫外吸收性质3、核酸的变性、复性与分子杂交、核酸的变性、复性与分子杂交1、核酸的一般性质、核酸的一般性质1）性状）性状 RNA及其组分核苷酸、核苷、嘌呤碱、嘧啶碱的纯及其组分核苷酸、核苷、嘌呤碱、嘧啶碱的纯品都呈白色的品都呈白色的粉末或结晶粉末或结晶；DNA则为疏松的石棉一样的则为疏松的石棉一样的白色的白色的纤维状固体纤维状固体。2）溶解性）溶解性 RNA和和DNA都是极性化合物，微溶于水，而都是极性化合物，微溶于水，而不溶于乙不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂醇、乙醚、氯仿等有机溶剂，常用乙醇或异丙醇从溶液中，常用乙醇或异丙醇从溶液中沉淀核酸。沉淀核酸。3）粘性）粘性 即使是很稀的即使是很稀的DNA溶液，黏度也极大溶液，黏度也极大，就粘度而言，就粘度而言，DNA大于大于RNA。当。当DNA溶液在加热或其他因素作用下发溶液在加热或其他因素作用下发生生螺旋结构转变为线团结构时，黏度降低，所以可用黏度螺旋结构转变为线团结构时，黏度降低，所以可用黏度作为监测作为监测DNA变性的指标。变性的指标。4）水解）水解 DNA和和RNA中的糖苷键与磷酸酯键都能用化学法或中的糖苷键与磷酸酯键都能用化学法或酶法水解。在很低酶法水解。在很低pH条件下（酸水解），条件下（酸水解），DNA和和RNA都都会发生磷酸二酯键水解，以及糖苷键水解。高会发生磷酸二酯键水解，以及糖苷键水解。高pH（碱水（碱水解）通常用于解）通常用于RNA的水解，在这种情况下的水解，在这种情况下RNA的磷酸酯的磷酸酯键极易被水解，而键极易被水解，而DNA的磷酸酯键却不易被水解。水解的磷酸酯键却不易被水解。水解核酸的酶有很多种，按对底物作用方式分类，可分核酸的酶有很多种，按对底物作用方式分类，可分核酸核酸1、核酸的一般性质、核酸的一般性质内切酶内切酶（endonuclease）与）与核酸外切酶核酸外切酶（exonuclease）。）。内切酶：水解多核苷酸链内部的内切酶：水解多核苷酸链内部的3,5-磷酸二酯键。磷酸二酯键。核酸外切酶：核酸外切酶：只只对核酸末端的对核酸末端的3,5-磷酸二酯键有作用磷酸二酯键有作用。1、核酸的一般性质、核酸的一般性质5 p p p pOHN p p p p3NNNNNNN牛脾磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶（53外切酶）外切酶） 蛇毒磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶（35外切酶外切酶）5）酸碱性质）酸碱性质 核酸与核苷酸既有酸性磷酸基团，又有碱性基团，核酸与核苷酸既有酸性磷酸基团，又有碱性基团，所以均为所以均为两性电解质两性电解质，在一定的，在一定的pH值条件下，可以发生值条件下，可以发生解离从而带有一定的电荷，因此都解离从而带有一定的电荷，因此都有一定的等电点有一定的等电点，当，当pH大于大于4时，磷酸残基上时，磷酸残基上H离子全部解离，呈多阴离子状离子全部解离，呈多阴离子状态，因此，态，因此，核酸相当于多元酸，具有较强的酸性。核酸相当于多元酸，具有较强的酸性。1、核酸的一般性质、核酸的一般性质 碱基的嘌呤环和嘧啶环有碱基的嘌呤环和嘧啶环有共轭双键共轭双键，使碱基、核苷、，使碱基、核苷、核苷酸和核酸都能吸收在核苷酸和核酸都能吸收在260290 nm紫外光，其紫外光，其最大吸最大吸收峰在收峰在260 nm附近附近。蛋白质由于芳香族氨基酸残基在。蛋白质由于芳香族氨基酸残基在280 nm左右有最大吸收峰，因此，利用这一特性，左右有最大吸收峰，因此，利用这一特性，可以定量可以定量核酸，以及鉴别核酸中的蛋白质杂质。核酸，以及鉴别核酸中的蛋白质杂质。2、核酸的紫外吸收性质、核酸的紫外吸收性质 DNA或或RNA的定量的定量A260 =1.0相当于相当于50 g/ml双链双链DNA40 g/ml单链单链DNA（或（或RNA）20 g/ml寡核苷酸寡核苷酸 判断核酸样品的纯度判断核酸样品的纯度DNA纯品：纯品： A260 /A280 1.8RNA纯品：纯品： A260 /A280 = 2.0含有杂蛋白：含有杂蛋白：A260 /A280 1.8吸光度（吸光度（A260）的应用）的应用2、核酸的紫外吸收性质、核酸的紫外吸收性质 在理化因素作用下，天然的双螺旋在理化因素作用下，天然的双螺旋DNA和具有双螺和具有双螺旋区的旋区的RNA其两条互补链松散而分开成为单链，从而导其两条互补链松散而分开成为单链，从而导致核酸的理化性质及生物学性质发生改变，这种现象称为致核酸的理化性质及生物学性质发生改变，这种现象称为核酸的变性核酸的变性(denaturation)。引起引起DNA变性的因素主要有：过量酸，碱，加热，变性变性的因素主要有：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。试剂如尿素、酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。 变性后其理化性质变化：变性后其理化性质变化：A260增高增高粘度下降粘度下降比旋度下降比旋度下降浮力密度升高浮力密度升高酸碱滴定曲线改变酸碱滴定曲线改变生物活性丧失生物活性丧失3、核酸的变性、复性与杂交、核酸的变性、复性与杂交例：例：DNA变性变性引起紫外吸收值的改变引起紫外吸收值的改变 增增色色效效应应：当当核核酸酸发发生生变变性性时时，氢氢键键遭遭到到破破坏坏，碱碱基基暴暴露露，在在260 nm处处紫紫外外吸吸收收增增强强， A260显显著著升升高高，该该现现象象称称为增色效应。为增色效应。3、核酸的变性、复性与杂交、核酸的变性、复性与杂交1）变性）变性 DNA的变性过程是突变性的，的变性过程是突变性的，即变性过程不随温度即变性过程不随温度的升高而缓慢发生，而是的升高而缓慢发生，而是在很窄的温度区间内完成在很窄的温度区间内完成，如图，如图（a），而且在不同的温度范围内可能呈现不同的构象，），而且在不同的温度范围内可能呈现不同的构象，如图（如图（b）。）。3、核酸的变性、复性与杂交、核酸的变性、复性与杂交 加热变性加热变性使使DNA的双螺旋结的双螺旋结构失去一半时，构失去一半时，即摩尔磷吸光系即摩尔磷吸光系数数（P）紫外）紫外DNA的变性过程的变性过程加热加热部分双螺旋解开部分双螺旋解开 无规则线团无规则线团 链内碱基配对链内碱基配对吸收值达到最大吸收值一半时的温度吸收值达到最大吸收值一半时的温度称为该称为该DNA的的融解温度融解温度（melting temperature，Tm），），亦称解链温度亦称解链温度或熔点或熔点，如图（，如图（c），一般在），一般在8295之间。之间。3、核酸的变性、复性与杂交、核酸的变性、复性与杂交DNA的的Tm值大小与下列因素有关。值大小与下列因素有关。DNA的的均均一一性性：分分子子种种类类愈愈纯纯，长长度度愈愈一一致致，Tm范范围围较较小，反之较大（小，反之较大（Tm可作为衡量可作为衡量DNA均一性的标准）；均一性的标准）；G-C的的含含量量：G+C的的含含量量越越高高，则则Tm越越高高。可可由由GC含含量计算量计算Tm：（GC）%（Tm69.3）2.44；3）介介质质中中的的离离子子强强度度：离离子子强强度度高高，Tm升升高高，且且Tm范范围较小。围较小。4）溶溶液液的的pH值值，高高pH值值下下碱碱基基广广泛泛失失去去质质子子，氢氢键键形形成成的的能能力力丧丧失失。pH值值大大于于11.3时时，DNA完完全全变变性性，pH值值低于低于5时，时，DNA易于脱嘌呤。易于脱嘌呤。3、核酸的变性、复性与杂交、核酸的变性、复性与杂交2）复性）复性 两条变性的核苷酸单链在适当的条件下，按照碱基互两条变性的核苷酸单链在适当的条件下，按照碱基互补原则重新经氢键连接而形成双螺旋结构，同时伴有补原则重新经氢键连接而形成双螺旋结构，同时伴有A260减小（减小（减色效应减色效应）的过程称为）的过程称为复性（复性（renaturation ）。变。变性性DNA在复性过程中必需缓慢冷却，此过程又称为在复性过程中必需缓慢冷却，此过程又称为退火退火（annealing)。复性后的。复性后的DNA一系列理化性质得到恢复。一系列理化性质得到恢复。3）分子杂交）分子杂交 两条两条来源不同的单链核酸来源不同的单链核酸，只要它们有大致相同的互，只要它们有大致相同的互补碱基顺序，经退火处理即可复性，形成新的补碱基顺序，经退火处理即可复性，形成新的杂合双螺旋杂合双螺旋，这一现象称为核酸的分子杂交（这一现象称为核酸的分子杂交（hybridization）。）。3、核酸的变性、复性与杂交、核酸的变性、复性与杂交变性、复性与分子杂交的原理示意图变性、复性与分子杂交的原理示意图分子杂交分子杂交 复性复性变性变性习习 题题u核小体uTmu单核苷酸u磷酸二酯键u不对称比率u碱基互补规律u反密码子u核酸的变性、复性、杂交uChargaff规则u增色效应、减色效应u发夹结构u碱基堆积力uSnmRNAuZ-DNAu核酶1.名词解释名词解释习习 题题u简述DNA双螺旋结构模型的要点及其生物学意义。u为什么说核酸是遗传信息的携带者？utRNA 的二级结构为什么形状，其结构特征为？uDNA 分子二级结构有哪些特点？u核酸的组成和在细胞内的分布如何?u稳定DNA结构的力有哪些？u真核mRNA和原核mRNA各有何异同特点?u细胞内有哪几类主要的 RNA ？其主要功能是什么？u试述基因工程中常用核酸酶的主要功能。u简述核酶的定义及其意义。u简述核酸变性和复性的过程。2.问答题问答题习习 题题u什么是解链温度？影响特定核酸分子Tm值大小的因素是什么？u什么是核酸杂交？有何应用价值？u简述测定核酸含量的常用方法及其原理。u将下列DNA分子加热变性，再在各自的最适温度下复性，哪种DNA复性形成原来结构的可能性更大？为什么？ A、ATATATATAT B、TAGACGATGC TATATATATA ATCTGCTACG2.问答题问答题习习 题题（1）某DNA样品含腺嘌呤15.1%（按摩尔碱基计），计算其余碱基的百分含量。（2）计算分子量为3107的双螺旋DNA分子的长度，含有多少螺旋（按一对脱氧核苷酸的平均分子量为618计算）？（3）人体有1014个细胞，每个体细胞含有6.4109对核苷酸，试计算人体DNA的总长度（千米 ）。（4）从两种不同细菌提取得DNA样品，其腺嘌呤核苷酸分别占其碱基总数的32%和17%，计算这两种不同来源DNA四种核苷酸的相对百分组成。两种细菌中哪一种是从温泉（64）中分离出来的？为什么？3. 计算题计算题