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1、第 四 章 核 酸 的 化 學(xué)核 酸 的 概 念 和 重 要 性核 酸 的 組 成 成 分DNA的 結(jié) 構(gòu)DNA和 基 因 組RNA的 結(jié) 構(gòu) 和 功 能核 酸 的 性 質(zhì)核 酸 的 序 列 測(cè) 定核 酸 的 生 物 學(xué) 功 能 和 實(shí) 踐 意 義 一 、 核 酸 的 概 念 和 重 要 性1869年 Miescher從 細(xì) 胞 核 中 分 離 出 核 素 （ nuclein） 。1889年 Altman制 備 了 核 酸 （ nucleic acid） 。193040年 ， Kossel & Levene等 確 定 核 酸 的 的 組 分 ：核 酸 脫 氧 核 糖 核 酸 （ deoxyri

2、bonucleic acid， DNA）核 糖 核 酸 （ ribonucleic acid， RNA）“四 核 苷 酸 假 說 ” ： 核 酸 由 四 種 核 苷 酸 組 成 的 單 體 構(gòu)成 的 ， 缺 乏 結(jié) 構(gòu) 方 面 的 多 樣 性 。 20世 紀(jì) 40年 代 末 ， Avery 的 “ 肺 炎 雙 球 菌 轉(zhuǎn) 化 ” 實(shí) 驗(yàn) 證明 DNA是 有 機(jī) 體 的 遺 傳 物 質(zhì) ：DNA 無 莢 膜 ，不 致 病 溫 育 有 莢 膜 ， 致 病傳 代 傳 代有 莢 膜 ， 致 病 有 莢 膜 ， 致 病有 莢 膜 ， 致 病 除 少 數(shù) 病 毒 （ RNA病 毒 ） 以 RNA作 為 遺

3、 傳 物 質(zhì) 外 ， 多 數(shù) 有機(jī) 體 的 遺 傳 物 質(zhì) 是 DNA。不 同 有 機(jī) 體 遺 傳 物 質(zhì) （ 信 息 分 子 ） 的 結(jié) 構(gòu) 差 別 ， 使 得 其 所含 蛋 白 質(zhì) （ 表 現(xiàn) 分 子 ） 的 種 類 和 數(shù) 量 有 所 差 別 ， 有 機(jī) 體 表現(xiàn) 出 不 同 的 形 態(tài) 結(jié) 構(gòu) 和 代 謝 類 型 。RNA的 主 要 作 用 是 從 DNA轉(zhuǎn) 錄 遺 傳 信 息 ， 并 指 導(dǎo) 蛋 白 質(zhì) 的合 成 。 二 、 核 酸 的 組 成 成 分核 酸 nucleic acid核 苷 酸 nucleotide核 苷 nucleoside 磷 酸 phosphate嘌 呤 堿 p

4、urine base 或 嘧 啶 堿 pyrimidine base（ 堿 基 base） 核 糖 ribose 或 脫 氧 核 糖 deoxyribose （ 戊 糖 amyl sugar） （ 一 ） 核 糖 和 脫 氧 核 糖OHOH2COH OHOH12 OHOH2COH OH12-D-2-核 糖 -D-2-脫 氧 核 糖O核 糖 + H + 糠 醛 甲 基 間 苯 二 酚FeCl3 綠 色 產(chǎn) 物脫 氧 核 糖 + H+ -羥 基 -酮戊 醛 二 苯 胺 藍(lán) 色 產(chǎn) 物RNA和 DNA定 性 、 定 量 測(cè) 定 （ 二 ） 嘌 呤 堿 和 嘧 啶 堿N N NNH H H H N N

5、 NNH H H H12 3 456 7 89嘌 呤 NH2腺 嘌 呤 adenine（ A）N N NNH H H HOH 2N鳥 嘌 呤 guanine（ G） N N HH H H 嘧 啶123 4 56N N HH H HNH2O H胞 嘧 啶 Cytosine（ C） N N HH H HOO HH尿 嘧 啶 uracil（ U）N N HH H HOO HH CH3胸 腺 嘧 啶 thymine（ T） N NOO HHH酮 式H N NOO HHH酮 式HHH 烯 醇 式 （ 三 ） 核 苷 OHOH2COH OHOH1234 5核 糖N N NNH H H H9腺 嘌 呤胸 苷

6、 OHOH2COH OHOH1234 5核 糖 OHOH2COH OH1234 5核 糖N NOO HHH尿 嘧 啶H 1尿 苷 N CO ONHHH 51 OH假 尿 苷 （ ） （ 四 ） 核 苷 酸 O-O 胸 苷 -5-磷 酸 AMPO ADPATPO OHOH2COH OHOH1234 5核 糖N N NNH H H H9腺 嘌 呤胸 苷PP O- - O P O- O O 各 種 核 苷 三 磷 酸 和 脫 氧 核 苷 三 磷 酸 是 體 內(nèi) 合 成 RNA和DNA合 成 的 直 接 原 料 。在 體 內(nèi) 能 量 代 謝 中 的 作 用 ：ATP能 量 “ 貨 幣 ”UTP參 加

7、糖 的 互 相 轉(zhuǎn) 化 與 合 成CTP參 加 磷 脂 的 合 成GTP參 加 蛋 白 質(zhì) 和 嘌 呤 的 合 成第 二 信 使 cAMP OHO- O OCH2 TO=PO- 35OHOHO- O OCH2 GO=PO- 35OH O OCH2OH OH AO=POO- 353 51P PP OHATGpGpTpAOHpG-T-A pGTA 三 、 DNA的 結(jié) 構(gòu)（ 一 ） DNA的 一 級(jí) 結(jié) 構(gòu)因 為 DNA的 脫 氧 核 苷 酸 只 在 它 們 所 攜 帶 的 堿 基 上 有 區(qū) 別 ， 所以 脫 氧 核 苷 酸 的 序 列 常 被 認(rèn) 為 是 堿 基 序 列 （ base sequ

8、ence)。通 常 堿 基 序 列 由 DNA鏈 的 53方 向 寫 。 DNA中 有 4種 類 型 的核 苷 酸 ， 有 n個(gè) 核 苷 酸 組 成 的 DNA鏈 中 可 能 有 的 不 同 序 列 總數(shù) 為 4n。（ 二 ） DNA的 雙 螺 旋 結(jié) 構(gòu)1953年 ， Watson 和 Crick 提 出 。 1. 雙 螺 旋 結(jié) 構(gòu) 的 主 要 依 據(jù)（ 1） Wilkins和 Franklin發(fā) 現(xiàn) 不 同 來 源 的 DNA纖 維 具 有 相 似 的X射 線 衍 射 圖 譜 。（ 2） Chargaff發(fā) 現(xiàn) DNA中 A與 T、 C與 G的 數(shù) 目 相 等 。 后 Pauling 和

9、 Corey發(fā) 現(xiàn) A與 T生 成 2個(gè) 氫 鍵 、 C與 G生 成 3個(gè) 氫 鍵 。（ 3） 電 位 滴 定 證 明 ， 嘌 呤 與 嘧 啶 的 可 解 離 基 團(tuán) 由 氫 鍵 連 接 。2. 雙 螺 旋 結(jié) 構(gòu) 模 型 要 點(diǎn)（ 1） 兩 條 多 核 苷 酸 鏈 反 向 平 行 。（ 2） 堿 基 內(nèi) 側(cè) ， A與 T、 G與 C配 對(duì) ， 分 別 形 成 3和 2個(gè) 氫 鍵 。（ 3） 雙 螺 旋 每 轉(zhuǎn) 一 周 有 10個(gè) bp， 螺 距 3.4nm， 直 徑 2nm。 3. 雙 螺 旋 結(jié) 構(gòu) 的 穩(wěn) 定 因 素（ 1） 氫 鍵 （ 太 弱 ） ； （ 2） 堿 基 堆 積 力 （

10、base stacking force，由 芳 香 族 堿 基 電 子 間 的 相 互 作 用 引 起 的 ， 能 形 成 疏 水 核 心 ，是 穩(wěn) 定 DNA最 重 要 的 因 素 ； （ 3） 離 子 鍵 （ 減 少 雙 鏈 間 的 靜電 斥 力 ） 。4. DNA雙 螺 旋 的 構(gòu) 象 類 型B-DNA： 92%相 對(duì) 濕 度 ， 接 近 細(xì) 胞 內(nèi) 的 DNA構(gòu) 象 ， 與 Watson 和 Crick提 出 的 模 型 相 似 。A-DNA： 75%相 對(duì) 濕 度 ， 與 溶 液 中 DNA-RNA雜 交 分 子 的 構(gòu)象 相 似 ， 推 測(cè) 轉(zhuǎn) 錄 時(shí) 發(fā) 生 BA。 其 堿 基

11、平 面 傾 斜 20 ， 螺 距與 每 一 轉(zhuǎn) 堿 基 對(duì) 數(shù) 目 都 有 變 化 。Z-DNA： 主 鏈 呈 鋸 齒 型 左 向 盤 繞 ， 直 徑 約 1.8nm， 螺 距 4.5nm，每 一 轉(zhuǎn) 含 12個(gè) bp， 只 有 小 溝 。 B-DNA與 Z-DNA的 相 互 轉(zhuǎn) 換 可能 和 基 因 的 調(diào) 控 有 關(guān) 。 C-DNA： 4446%相 對(duì) 濕 度 ， 螺 距 3.09nm， 每 轉(zhuǎn) 螺 旋 9.33個(gè) 堿基 對(duì) ， 堿 基 對(duì) 傾 斜 6 。 可 能 是 特 定 條 件 下 B-DNA和 A-DNA的 轉(zhuǎn) 化 中 間 物 。D-DNA： 60%相 對(duì) 濕 度 ， DNA中 A

12、、 T序 列 交 替 的 區(qū) 域 。 每 個(gè)螺 旋 含 8個(gè) bp， 螺 距 2.43nm， 堿 基 平 面 傾 斜 16 。（ 三 ） DNA的 三 級(jí) 結(jié) 構(gòu)線 形 分 子 、 雙 鏈 環(huán) 狀 (dcDNA)超 螺 旋 、染 色 體 包 裝 染 色 體 包 裝 的 結(jié) 構(gòu) 模 型多 級(jí) 螺 旋 模 型壓 縮 倍 數(shù) 7 6 40 5 （ 8400） DNA 核 小 體 螺 線 管 超 螺 線 管 染 色 單 體 2nm 10nm 30(10)nm 400nm 210m 一 級(jí) 包 裝 二 級(jí) 包 裝 三 級(jí) 包 裝 四 級(jí) 包 裝 四 、 DNA與 基 因 組 織DNA Transcrip

13、tion RNA（ mRNA、 tRNA、 rRNA）Translation Protein基 因基 因 是 DNA片 段 的 核 苷 酸 序 列 ， DNA分 子 中 最 小 的 功能 單 位 。 結(jié) 構(gòu) 基 因調(diào) 節(jié) 基 因 基 因 組（ 一 ） DNA與 基 因 （ 二 ） 原 核 生 物 基 因 組 的 特 點(diǎn)1. DNA大 部 分 為 結(jié) 構(gòu) 基 因 ， 每 個(gè) 基 因 出 現(xiàn) 頻 率 低 。2. 功 能 相 關(guān) 基 因 串 聯(lián) 在 一 起 ， 并 轉(zhuǎn) 錄 在 同 一 mRNA中 （ 多 順反 子 ） 。3.有 基 因 重 疊 現(xiàn) 象 。A B CD E F G （ 三 ） 真 核

14、生 物 基 因 組 的 特 點(diǎn)1. 重 復(fù) 序 列 單 拷 貝 序 列 ： 在 整 個(gè) DNA中 只 出 現(xiàn) 一 次 或少 數(shù) 幾 次 ， 主 要 為 編 碼 蛋 白 質(zhì)的 結(jié) 構(gòu) 基 因 。中 度 重 復(fù) 序 列 ： 在 DNA中 可 重 復(fù) 幾 十 次到 幾 千 次 。高 度 重 復(fù) 序 列 ： 可 重 復(fù) 幾 百 萬(wàn) 次高 度 重 復(fù) 序 列 一 般 富 含 A-T或 G-C， 富 含 A-T的 在 密 度 梯 度 離 心 時(shí) 在 離 心 管 中 形 成 的 區(qū) 帶比 主 體 DNA更 靠 近 管 口 ； 富 含 G-C的 更 靠 近管 底 ， 稱 為 衛(wèi) 星 DNA（ satellit

15、e DNA）富 含 A-T 富 含 G-C主 體 DNA 2. 有 斷 裂 基 因 mRNA1 872bp內(nèi) 含 子 （ intron)： 基 因 中 不 為 多 肽 編 碼 ， 不 在 mRNA中 出 現(xiàn) 。A B C D E G7 700bp F外 顯 子 （ exons） ： 為 多 肽 編 碼 的 基 因 片 段 。： 由 于 基 因 中 內(nèi) 含 子 的 存 在 。例 外 ： 組 蛋 白 基 因 (histongene)和 干 擾 素 基 因 (interferon gene)沒 有 內(nèi) 含 子 。 transcription 五 、 RNA的 結(jié) 構(gòu) 與 功 能RNA分 子 是 含

16、短 的 不 完 全 的 螺 旋 區(qū) 的 多 核 苷 酸 鏈 。（ 一 ） tRNAtRNA約 占 RNA總 量 的 15%， 主 要 作 用 是 轉(zhuǎn) 運(yùn) 氨 基 酸 用 于合 成 蛋 白 質(zhì) 。tRNA分 子 量 為 4S， 1965年 Holley 測(cè) 定 AlatRNA一 級(jí) 結(jié) 構(gòu) ，提 出 三 葉 草 二 級(jí) 結(jié) 構(gòu) 模 型 。主 要 特 征 ： 1.四 臂 四 環(huán) ； 2.氨 基 酸 臂 3端 有 CCA OH的 共 有結(jié) 構(gòu) ； 3.D環(huán) 上 有 二 氫 尿 嘧 啶 （ D） ； 4.反 密 碼 環(huán) 上 的 反密 碼 子 與 mRNA相 互 作 用 ； 5.可 變 環(huán) 上 的 核

17、苷 酸 數(shù) 目 可 以變 動(dòng) ； 6.TC環(huán) 含 有 T和 ； 7.含 有 修 飾 堿 基 和 不 變 核 苷 酸 。 （ 二 ） rRNA占 細(xì) 胞 RNA總 量 的 80%， 與 蛋 白 質(zhì) （ 40%） 共 同 組 成 核 糖 體 。原 核 生 物 真 核 生 物核 糖 體 rRNA 核 糖 體 rRNA70S（ 30S、50S） 16S、 5S、23S 80S（ 40S、60S） 18S、 5S、5.8S、 28S （ 三 ） mRNA與 hnRNAmRNA約 占 細(xì) 胞 RNA總 量 的 35%， 是 蛋 白 質(zhì) 合 成 的 模 板 。真 核 生 物 mRNA的 前 體 在 核 內(nèi)

18、合 成 ， 包 括 整 個(gè) 基 因 的 內(nèi) 含子 和 外 顯 子 的 轉(zhuǎn) 錄 產(chǎn) 物 ， 形 成 分 子 大 小 極 不 均 勻 的 hnRNA。（ 四 ） snRNA和 asRNAsnRNA主 要 存 于 細(xì) 胞 核 中 ， 占 細(xì) 胞 RNA總 量 的 0.11%， 與蛋 白 質(zhì) 以 RNP（ 核 糖 核 酸 蛋 白 ） 的 形 式 存 在 ， 在 hnRNA和rRNA的 加 工 、 細(xì) 胞 分 裂 和 分 化 、 協(xié) 助 細(xì) 胞 內(nèi) 物 質(zhì) 運(yùn) 輸 、構(gòu) 成 染 色 質(zhì) 等 方 面 有 重 要 作 用 。asRNA可 通 過 互 補(bǔ) 序 列 與 特 定 的 mRNA結(jié) 合 ， 抑 制 m

19、RNA的翻 譯 ， 還 可 抑 制 DNA的 復(fù) 制 和 轉(zhuǎn) 錄 。 （ 五 ） RNA的 其 它 功 能1981年 ， Cech發(fā) 現(xiàn) RNA的 催 化 活 性 ， 提 出 核 酸 （ ribozyme） 。大 部 分 核 酶 參 加 RNA的 加 工 和 成 熟 ， 也 有 催 化 C-N鍵 的 合 成 。23SrRNA具 肽 酰 轉(zhuǎn) 移 酶 活 性 。RNA在 DNA復(fù) 制 、 轉(zhuǎn) 錄 、 翻 譯 中 均 有 一 定 的 調(diào) 控 作 用 ， 與某 寫 物 質(zhì) 的 運(yùn) 輸 與 定 位 有 關(guān) 。 六 、 核 酸 的 性 質(zhì)（ 一 ） 一 般 理 化 性 質(zhì)1.為 兩 性 電 解 質(zhì) ， 通

20、 常 表 現(xiàn) 為 酸 性 。2.DNA為 白 色 纖 維 狀 固 體 ， RNA為 白 色 粉 末 ， 不 溶 于 有機(jī) 溶 劑 。3.DNA溶 液 的 粘 度 極 高 ， 而 RNA溶 液 要 小 得 多 。4.RNA能 在 室 溫 條 件 下 被 稀 堿 水 解 而 DNA對(duì) 堿 穩(wěn) 定 。5.利 用 核 糖 和 脫 氧 核 糖 不 同 的 顯 色 反 應(yīng) 鑒 定 DNA與 RNA。（ 二 ） 核 酸 的 紫 外 吸 收 性 質(zhì)核 酸 的 堿 基 具 有 共 扼 雙 鍵 ， 因 而 有 紫 外 吸 收 性 質(zhì) ， 吸 收峰 在 260nm（ 蛋 白 質(zhì) 的 紫 外 吸 收 峰 在 280n

21、m） 。 核 酸 的 光 吸 收 值 比 各 核 苷 酸 光 吸 收 值 的 和 少 3040%， 當(dāng) 核酸 變 性 或 降 解 時(shí) 光 吸 收 值 顯 著 增 加 （ 增 色 效 應(yīng) ） ， 但 核 酸復(fù) 性 后 ， 光 吸 收 值 又 回 復(fù) 到 原 有 水 平 （ 減 色 效 應(yīng) ） 。 0 0.1 0.2 0.3 0.4 220 240 260 280 300 波長(zhǎng) / nm 光 吸 收 （ 三 ） 核 酸 結(jié) 構(gòu) 的 穩(wěn) 定 性1.堿 基 對(duì) 間 的 氫 鍵 ； 2.堿 基 堆 積 力 ； 3.環(huán) 境 中 的 正 離 子 。（ 四 ） 核 酸 的 的 變 性 ： 雙 螺 旋 區(qū) 氫

22、鍵 斷 裂 ， 空 間 結(jié) 構(gòu) 破 壞 ，形 成 單 鏈 無 規(guī) 線 團(tuán) 狀 ， 只 涉 及 次 級(jí) 鍵 的破 壞 。 DNA變 性 是 個(gè) 突 變 過程 ， 類 似 結(jié) 晶 的 熔 解 。將 紫 外 吸 收 的 增 加 量達(dá) 到 最 大 增 量 一 半 時(shí)的 溫 度 稱 熔 解 溫 度(melting temperature, Tm)。 70 75 80 85 90 T / A / 26 0n m Tm Tm 影 響 Tm的 因 素 ：（ 1） G-C的 相 對(duì) 含 量 （ G+C） % =（ Tm 69.3） 2.44（ 2） 介 質(zhì) 離 子 強(qiáng) 度 低 ， Tm低 。（ 3） 高 pH下

23、 堿 基 廣 泛 去 質(zhì) 子 而 喪 失 形 成 氫 鍵 的 能 力 。（ 4） 變 性 劑 如 甲 酰 胺 、 尿 素 、 甲 醛 等 破 壞 氫 鍵 ， 妨礙 堿 基 堆 積 ， 使 Tm下 降 。 （ 五 ） 核 酸 的 復(fù) 性 （ 退 火 ） ： 變 性 核 酸 的 互 補(bǔ) 鏈 在 適 當(dāng) 條件 下 重 新 締 合 成 雙 螺 旋 的 過 程 。影 響 復(fù) 性 速 度 的 因 素 ：（ 1） 單 鏈 片 段 濃 度（ 2） 單 鏈 片 段 的 大 ?。?3） 片 段 內(nèi) 重 復(fù) 序 列 的 多 少（ 4） 溶 液 離 子 強(qiáng) 度 的 大 ?。?5） 溶 液 溫 度 的 高 低 （ T

24、25 ） （ 六 ） 分 子 雜 交 ： 在 退 火 條 件 下 ， 不 同 來 源 的 DNA互 補(bǔ) 區(qū)形 成 氫 鍵 ， 或 DNA單 鏈 和 RNA鏈 的 互 補(bǔ) 區(qū)形 成 DNA-RNA雜 合 雙 鏈 的 過 程 。探 針 ： 用 放 射 性 同 位 素 或 熒 光 標(biāo) 記 的 DNA或 RNA片 段 。原 位 雜 交 技 術(shù) ： 直 接 用 探 針 與 菌 落 或 組 織 細(xì) 胞 中 的 核 酸雜 交 ， 未 改 變 核 酸 所 在 的 位 置 。點(diǎn) 雜 交 ： 將 核 酸 直 接 點(diǎn) 在 膜 上 ， 再 與 核 酸 雜 交 。Southern印 跡 法 ： 將 電 泳 分 離 后

25、的 DNA片 段 從 凝 膠 轉(zhuǎn) 移 到硝 酸 纖 維 素 膜 上 ， 再 進(jìn) 行 雜 交 。Northern印 跡 法 ： 將 電 泳 分 離 后 的 RNA吸 印 到 纖 維 素 膜 上再 進(jìn) 行 分 子 雜 交 。 七 、 核 酸 的 序 列 測(cè) 定目 前 多 采 用 Sanger的 酶 法 和 Gilbert的 化 學(xué) 法OHOH 2CH HOH1234 5核 糖N N NNH H H H9腺 嘌 呤ddATPPP P 八 、 核 酸 的 生 物 學(xué) 功 能 和 實(shí) 踐 意 義核 酸 是 基 本 遺 傳 物 質(zhì) ， 在 蛋 白 質(zhì) 的 生 物 合 成 上 又 占 有 重 要位 置 ，

26、因 而 在 個(gè) 體 的 生 長(zhǎng) 、 生 殖 、 遺 傳 、 變 異 和 轉(zhuǎn) 化 等 一系 列 生 命 現(xiàn) 象 中 起 決 定 性 作 用 。（ 一 ） 核 酸 與 遺 傳 信 息 的 傳 遞1. DNA是 基 本 遺 傳 物 質(zhì) 有 了 一 定 結(jié) 構(gòu) 的 DNA， 才 能 產(chǎn) 生 一 定 結(jié) 構(gòu) 的 蛋 白 質(zhì) ，由 一 定 結(jié) 構(gòu) 的 蛋 白 質(zhì) 才 有 一 定 形 態(tài) 和 生 理 特 征 ， 所以 根 據(jù) DNA的 特 定 遺 傳 密 碼 產(chǎn) 生 的 蛋 白 質(zhì) 就 代 表 特定 生 物 的 遺 傳 性 。 在 遺 傳 過 程 中 DNA的 具 體 作 用 ：（ 1） 在 細(xì) 胞 分 裂

27、 時(shí) 按 照 自 己 的 結(jié) 構(gòu) 精 確 復(fù) 制 傳 給 后代 ； （ 2） 作 為 模 板 將 所 貯 遺 傳 信 息 傳 給 mRNA。 2. RNA在 傳 遞 遺 傳 信 息 上 的 作 用 mRNA是 蛋 白 質(zhì) 合 成 的 模 板 ； tRNA識(shí) 別 mRNA上 的 遺 傳密 碼 ， 轉(zhuǎn) 運(yùn) 特 定 氨 基 酸 到 核 糖 體 上 合 成 肽 鏈 ； rRNA是 核糖 體 的 主 要 成 分 ， 是 翻 譯 工 作 的 場(chǎng) 所 。（ 二 ） 核 酸 與 蛋 白 質(zhì) 的 生 物 合 成DNA轉(zhuǎn) 錄 為 mRNA是 有 選 擇 的 ， tRNA和 rRNA也 是 DNA的 轉(zhuǎn) 錄 產(chǎn) 物

28、 。（ 三 ） 核 酸 結(jié) 構(gòu) 改 變 與 生 物 變 異一 切 生 物 的 變 異 和 進(jìn) 化 都 可 以 說 是 由 于 DNA的 結(jié) 構(gòu) 改 變而 引 起 蛋 白 質(zhì) 改 變 的 結(jié) 果 。 生 物 遺 傳 的 變 異 起 源 于 DNA堿 基 配 對(duì) 的 改 變 ， 有 的 由 于DNA堿 基 的 顛 倒 （ 如 TA被 顛 倒 為 AT） 或 被 調(diào) 換 （ 如 GC被換 為 TA） ； 有 的 由 于 在 DNA復(fù) 制 過 程 中 被 遺 漏 了 一 對(duì) 或多 了 一 對(duì) 核 苷 酸 ， 或 者 在 轉(zhuǎn) 譯 時(shí) 發(fā) 生 了 差 誤 ， 如 氨 酰 tRNA合 成 酶 錯(cuò) 將 一 個(gè)

29、 結(jié) 構(gòu) 與 正 常 氨 基 酸 十 分 相 似 的 物 質(zhì) 交 給tRNA。 還 有 一 些 生 物 的 遺 傳 性 狀 發(fā) 生 了 突 變 。（ 四 ） DNA與 細(xì) 菌 轉(zhuǎn) 化一 種 細(xì) 菌 的 遺 傳 性 狀 因 吸 收 了 另 一 種 細(xì) 菌 的 DNA而 發(fā) 生 改變 的 現(xiàn) 象 ， 稱 為 細(xì) 菌 的 轉(zhuǎn) 化 。（ 五 ） 核 酸 與 病 變遺 傳 性 疾 病 是 由 于 遺 傳 缺 陷 而 產(chǎn) 生 的 ， 也 就 是 DNA結(jié) 構(gòu) 改 變的 結(jié) 果 。 鐮 刀 型 紅 細(xì) 胞 貧 血 和 白 化 病 (albinism)。 病 毒 對(duì) 活 細(xì) 胞 的 侵 染 是 寄 主 發(fā) 生

30、 疾 病 ， 主 要 是 由 于 核 酸 的 的作 用 。 流 感 、 肝 炎 、 帶 狀 皰 疹 、 脊 髓 灰 質(zhì) 炎 、 白 血 病 、 煙 草斑 紋 病 。（ 六 ） 遺 傳 工 程遺 傳 工 程 是 用 人 工 方 法 改 組 DNA， 從 而 培 育 新 型 生 物 品 種的 技 術(shù) 。實(shí) 驗(yàn) 室 中 將 細(xì) 菌 作 材 料 研 究 遺 傳 工 程 過 程 可 分 為 ： （ 1） 重組 DNA分 子 （ 基 因 重 組 ） ； （ 2） 將 重 組 DNA引 入 受 體 細(xì) 胞（ 轉(zhuǎn) 化 或 轉(zhuǎn) 導(dǎo) ） 。有 利 ： （ 1） 有 可 能 培 育 出 高 產(chǎn) 抗 病 、 耐 旱

31、、 耐 寒 、 耐 鹽 堿的 優(yōu) 良 性 能 的 動(dòng) 植 物 新 品 種 ； （ 2） 改 良 微 生 物 品 種 使 產(chǎn) 生人 工 難 以 制 得 的 生 物 活 性 物 質(zhì) 如 胰 島 素 、 干 擾 素 等 ； （ 3）解 決 某 些 疾 病 病 因 和 控 制 這 些 疾 病 。 不 利 ： 引 起 某 些 疾 病 的 廣 泛 流 行 和 使 某 些 細(xì) 菌 失 去 對(duì) 抗 菌 素的 敏 感 性 ， 或 者 使 某 些 酶 或 激 素 失 去 應(yīng) 有 的 生 物 活 性 等 。（ 七 ） 克 隆 與 克 隆 化由 單 一 親 代 細(xì) 胞 用 無 性 繁 殖 產(chǎn) 生 的 子 代 細(xì) 胞

32、稱 克 隆 ， 形 成 克隆 的 過 程 稱 克 隆 化 。 提 要本 章 主 要 介 紹 核 酸 的 化 學(xué) 本 質(zhì) 、 結(jié) 構(gòu) 和 功 能 。 總 的 要 求 是 ：1.了 解 核 酸 的 化 學(xué) 本 質(zhì) 及 DNA和 RNA在 組 分 、 結(jié) 構(gòu) 和 功 能上 的 差 異 。2.弄 清 嘌 呤 、 嘧 啶 、 核 苷 、 核 苷 酸 和 核 酸 在 分 子 結(jié) 構(gòu) 上 的關(guān) 系 。3.了 解 核 酸 的 結(jié) 構(gòu) 和 它 們 的 性 質(zhì) 、 功 能 的 相 互 關(guān) 系 。認(rèn) 識(shí) 核 酸 在 生 物 科 學(xué) 上 的 重 要 性 及 其 實(shí) 踐 意 義 。 注 意 ： （ 1） 核 苷 酸 是

33、 核 酸 的 基 本 組 成 單 位 ， 應(yīng) 以 腺 苷 酸 和 胞苷 酸 為 代 表 ， 徹 底 弄 清 核 苷 酸 的 化 學(xué) 結(jié) 構(gòu) 和 化 學(xué) 性 質(zhì) 。 結(jié) 合有 機(jī) 化 學(xué) 把 嘌 呤 和 嘧 啶 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 搞 清 楚 ， 同 時(shí) 把 核 酸 中 存在 的 A、 T、 U、 C、 G的 結(jié) 構(gòu) 記 熟 。 （ 2） 注 意 嘌 呤 、 嘧 啶 同核 糖 在 哪 個(gè) 部 位 連 接 成 核 苷 ， 核 苷 如 何 同 磷 酸 連 接 成 核 苷 酸 ，核 苷 酸 又 如 何 連 接 成 一 級(jí) 結(jié) 構(gòu) 的 核 苷 酸 鏈 。 要 特 別 注 意 核 酸的 二 、 三 級(jí) 結(jié)

34、 構(gòu) 中 堿 基 的 配 對(duì) 規(guī) 律 。 （ 3） 從 分 析 比 較 核 酸 分子 的 組 成 和 結(jié) 構(gòu) 上 的 特 點(diǎn) ， 進(jìn) 而 聯(lián) 系 它 們 的 性 質(zhì) 和 生 物 功 能 。 主 要 特 征 ： 1.四 臂 四 環(huán) ；2.氨 基 酸 臂 3端 有 CCAOH的 共 有 結(jié) 構(gòu) ； 3.D環(huán) 上 有二 氫 尿 嘧 啶 （ D） ； 4.反密 碼 環(huán) 上 的 反 密 碼 子 與mRNA相 互 作 用 ； 5.可 變環(huán) 上 的 核 苷 酸 數(shù) 目 可 以變 動(dòng) ； 6.TC環(huán) 含 有 T和； 7.含 有 修 飾 堿 基 和 不變 核 苷 酸 。 CCGGTAGCAATT3 5模 板引 物 GG5 3GGCGGCCGGCCATC CddCTPGGCCAGGCCATCGTTGAddATP AGGCCATCGGGCCATCGTTGGddGTP GGCCATGGCCATCGTGGCCATCGTTTddTTP CCATCGTTGA 53