◈ 702生物化學第2章 核酸的結構與功能在線免費閱讀

702生物化學第3章 酶、維生素在線免費閱讀

1.核酸的種類與功能

核酸的種類:根據提取的來源不同,可以分為胸腺核酸和酵母核酸,即DNA和RNA。

DNA是主要的遺傳物質。

RNA的生物學功能:

①遺傳物質:在RNA病毒中,RNA是遺傳物質,起着攜帶遺傳信息的功能。

②參與蛋白質合成:mRNA是蛋白質合成的模板,其核苷酸序列決定蛋白質的氨基酸序列,rRNA與蛋白質結合形成核糖體,是蛋白質合成的場所,tRNA起着攜帶和轉移氨基酸的作用。

③核內小RNA(snRNA):與蛋白質組成複合物,參與mrna前體的加工及mrna由核到細胞質的運送。

④核仁小RNA(snoRNA):參與rRNA前體的加工及核糖體亞基的裝配。

⑤催化性小RNA(核酶):參與RNA自身的剪接、加工。

⑥miRNA和siRNA:靶向一個或者多個mRNA,斷裂靶標mRNA而調節基因的表達。

2.核酸的分子結構特點

①核酸的一級結構:構成核酸的多聚核苷酸鏈中的所有核苷酸或鹼基的排列順序。每一條線性多聚核苷酸都具有極性,有5C『和3C『。

②DNA的二級結構:主要為各種形式的螺旋結構,最常見的是B型雙螺旋,此外還有A型雙螺旋,Z型雙螺旋,三股螺旋和四股螺旋等。

穩定雙螺旋結構的因素有氫鍵、鹼基堆積力和離子鍵,其中,起決定性作用的是鹼基堆積力。

③DNA的三級結構:主要為超螺旋分為正超螺旋和負超螺旋,天然DNA多數處於欠旋狀態,以負超螺旋形式存在。

④RNA的二級結構和三級結構:RNA只有一條鏈,其二級結構主要由鏈內鹼基的互補特性決定,大多數是莖環結構。其中tRNA的二級結構像三葉草,含有4個環和4個臂。tRNA的三級結構是倒「L」形結構。

3.核酸的重要理化性質

①兩性性質及等電點:核酸分子中既含有酸性的磷酸基團也含有弱鹼性的鹼基,因而核酸是兩性電解質。核酸的解離狀態與溶液的pH有關,當核酸溶液的pH處於核酸的pI時,凈電荷為零。在中性或偏鹼性緩衝液中,核酸解離成陰離子,在電場中向陽極移動。

②紫外吸收性質:由於鹼基具有共軛雙鍵體系,在260納米有最大的光吸收能力,可用來鑒定核酸樣品的純度及進行核酸的定量測定。

③核酸的變性與復性:核酸在某些理化因素的影響下,其雙螺旋解鏈成單鏈的過程即核酸的變性。核酸變性過程常伴隨一系列物理化學性質的變化,包括黏度降低、浮力密度上升、沉降速度增加、增色效應。

變性的DNA在適宜條件下,兩條彼此分開的互補單鏈,重新形成雙螺旋結構的現象,稱為復性。

熱變性DNA一般經緩慢冷卻後即可復性,此過程被稱為退火。

核酸變性與復性的應用——分子雜交:在退火條件下,不同來源的DNA互補區形成雙鏈或DNA和RNA鏈的互補區形成DNA-RNA雜合雙鏈的技術叫做核酸雜交。

雜交是分子生物學研究中常用的技術之一,其中不同來源的變性DNA之間的雜交稱為Southern印跡,變性DNA與RNA之間的雜交稱為Northern印跡。

4.核蛋白的結構

5.核酸的分離純化、定量測定及常用的分析技術

核酸分離純化的一般步驟:

①破碎細胞:將細胞破碎,使核酸釋放出來。

②核蛋白的提取,細胞內核酸與蛋白質結合成核蛋白,在細胞破碎後需要先將核蛋白從細胞內的生理環境中轉入外界特定的提取溶液中。DNA的提取通常選用CTAB溶液(2% CTAB, 1.4mol,20mmol,100mmol Tris-HCl PH8.0,0.2%巰基乙醇。)蛋白質的去除,利用氯仿作為變性劑去除蛋白質。

③核酸的沉澱:核酸是水溶性的,多聚陰離子及鈉鹽和鉀鹽在多數有機溶劑中是不溶的,也不會被有機溶劑變性,因此可利用無水乙醇或異丙醇沉澱核酸。

④其他雜質的去除:利用70%乙醇去除岩離子有機溶劑等雜質。

⑤核酸純度鑒定:DNA純度鑒定,純的DNA樣品A260280應為1.8,A260230應大於2.0。RNA純度鑒定,純的RNA樣品A260280應為2.0。