第一节 核酸的分子组成
1.DNA中的戊糖是β-D-2脱氧核糖,RNA中的戊糖是β-D-核糖,戊糖结构的差异使DNA比RNA更稳定。
2.核酸最大紫外吸收峰260nm,蛋白质是280nm。
3.参与核苷酸组成的碱基包括腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)、胸腺嘧啶(T)。注意DNA中的是T,RNA中的是U,如果题目是根据DNA写出转录的RNA要注意把T换成U。(鸟嘌呤对应G,这个G代表一种鸟,名字叫Guan)。可见,DNA和RNA的碱基和戊糖构成都不一样,所以核酸中含量相对稳定的是磷酸,一般用定磷法测量核酸含量。
第二节 核酸的结构与功能
1.DNA的二级结构是双螺旋
(1) 反向平行的双螺旋,戊糖在外侧,碱基在内侧,A=T,C=G
(2) 碱基之间形成氢键,维持横向稳定。疏水性碱基堆积力维持纵向稳定。
(3) 每个螺旋10.5个碱基对(考试如果选项没有10.5,选项是10就选10),相邻碱基平面距离0.34nm
2.DNA的三级结构
原核生物是环状双螺旋结构
真核生物是核小体-中空螺旋管-超螺旋管-染色体
3.RNA的结构和功能
mRNA
tRNA
rRNA
功能
蛋白质合成的模板
转运氨基酸到核糖体
组成核糖体
结构
一级结构:线状单链
一级结构:线状单链;二级结构:三叶草形;三级结构:倒L形
一级结构:线状单链;二级结构:花状
结构特点
5’-帽子,3’-多聚A尾(PolyA尾)
含稀有碱基最多;3’-末端为-CCA-OH;5’-末端多为G;环样结构:DHU环,反密码子环,TφG环
原核
小亚基16S
大亚基23S,5S
真核
小亚基18S
大亚基28S,5.8S,5S
第三节 核酸的理化性质
1. DNA的增色效应 DNA变性时,260nm紫外吸收增加
2. DNA变性时,氢键断裂,形成两条单链,C+G含量越大的DNA解链温度(Tm)越高。
3. DNA变性与蛋白质变性对比
DNA
蛋白质
定义
碱基对的氢键打开
空间结构破坏,二硫键和非共价键破坏
都没有一级结构中序列破坏
结果
OD260增高;粘度下降,比旋度下降;浮力密度增高
溶解度降低,粘度增加
粘度的变化二者是相反的,记住煮鸡蛋的时候,蛋白质凝固,显然粘度是增加的。
第四节 基因信息的传递-中心法则
1. DNA复制的基本规律
(1) 基本特征是半保留复制,亲代双链分离后,每条单链均作为新链合成的模板。
(2) 复制从起始点向两个方向延伸,形成双向复制。
(3) 其中一条子链复制方向与解链方向相反,导致半不连续复制。不连续复制的链称为后随链,复制中的不连续片段称为冈崎片段。
(4)不论DNA还是RNA合成的方向都是5’-3’,模板链的方向是3-5。
2. DNA复制的特点
DNA复制的酶是DNA依赖的DNA聚合酶,但是DNA的合成需要一段RNA链作为引物,先要通过以DNA为模板的RNA聚合酶合成一段RNA链。
3. 复制的终止:切除引物,填补空缺,连接缺口
首先RNA酶水解引物,然后留下的空缺原核生物中由DNA-pol I填补,真核生物中由DNA-pol δ填补,最后DNA连接酶连接缺口。
原核生物DNA聚合酶的特点
DNA-pol I
DNA-pol II
DNA-pol III
5-3聚合活性
+
+
+
5-3外切活性
+
-
-
3-5外切活性
+
+
+
功能
校读、修补、填补缺口、切除突变片段
在无1,3时起聚合作用,参与DNA损伤的应急修复
延长新链中真正起催化作用的酶
真核生物DNA聚合酶的特点
DNA-pol α
DNA-pol β
DNA-pol γ
DNA-pol δ
DNA-pol e
5-3聚合活性
+
+
+
+
+
5-3外切活性
+
+
+
+
+
3-5外切活性
-
-
+
+
+
功能
引物酶
低保真复制
线粒体DNA复制
催化,相当于原核的III,有解螺旋酶活性,延长子链的主要酶
校读、修补、填补缺口;相当于原核的I
原核生物的RNA聚合酶
亚基
亚基数
功能
其他
α
2
决定哪些基因被转录
β
1
催化转录
利福平的作用位点
β’
1
结合DNA模板,双螺旋解链
σ
1
辨认起始点,结合启动子
原核生物的转录过程
1. 操纵子转录是不连续,分区段进行的,每一个转录区段即一个操纵子,包含若干个结构基因和其上游的调控序列。
-35区的一致性序列:TTGACA是原核转录起始的识别序列,在这里酶结合上去,然后开始想下游走。
-10区的一致性序列:TATAAT,又称为Pribnow盒,到这里形成稳定的酶-DNA复合物。
2. 转录的特点
(1)转录起始不需要引物。(DNA复制需要引物)
(2)转录起始的第一核苷酸总是GTP或ATP,以GTP最常见。
(3)5’-端结构在转录延长中一直保留。
(4)DNA模板上多个转录同时进行,转录尚未完成时,翻译已经在进行。(真核不是这样)
3.转录的终止分为依赖ρ因子和非依赖ρ因子。这里只要知道ρ因子可以结合RNA聚合酶,使之构象发生变化,终止转录。
真核生物的转录过程
1. 转录起始启动子核心序列(TATAAA)位于上游-25区,叫TATA盒。
2. 顺式作用元件是DNA分子上调控转录的成分,包括启动子(RNA聚合酶结合识别的区域)、增强子(与反式作用因子结合发挥作用,无专一性、无方向性、无距离限制)。
3. 反式作用因子是能够结合转录上游区段DNA的蛋白质,反式作用因子与顺式作用原件结合发挥作用,其中能够直接或间接结合RNA聚合酶的,叫转录因子。
4. 真核生物没有转录与翻译同步的现象。(因为细胞核有核膜,把mRNA和核糖体隔开)
5. mRNA转录后加工修饰包括5’加帽和3’加polyA尾,该过程主要在细胞核内完成。帽的作用是保护mRNA免受核酸酶降解并参与mRNA与核糖体结合。尾的作用是增加稳定性。
mRNA的剪接
1.由于转录是不连续的,核内形成的初级mRNA被称为hnRNA。(相当于这个真核原核都有)
2.真核生物的结构基因分为编码区和非编码区,编码区的片段被非编码区隔开(原核也分编码区和非编码区,但是原核的编码区是连续的),除去非编码区后,剩下的编码区基因被称为断裂基因。
3.真核的编码区包括内含子和外显子,内含子(Intron)被转录后在前体RNA中经过剪接被去除,最终不存在于成熟RNA分子中。外显子(Exon),它在剪接后仍会被保存下来,并被表达为蛋白质。(这个剪切过程发生于剪切体,内含子弯曲,两个相邻的外显子靠近,然后发生化学反应,这个剪切过程叫二次转酯反应,没有能量消耗)