1.核酸的组成单位——核苷酸
(1)核苷酸分子组成:核苷酸是由碱基、戊糖和磷酸通过磷酸酯键连接而成的化合物。核苷戊糖与碱基通过糖苷键连接而成的化合物称为核苷。核苷酸的种类:RNA有腺苷酸(AMP)、鸟苷酸(GMP)、胞苷酸(CMP)、尿苷酸(UMP);DNA有脱氧腺苷酸(dAMP)、脱氧鸟苷酸(dGMP)、脱氧胞苷酸(dCMP)、脱氧胸苷酸(dTMP)(2000、2002、2003)。
(2)核酸(RNA和DNA):①天然核酸分两类,核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。DNA是遗传信息的储存和携带者,RNA主要参与细胞内遗传信息的表达。RNA主要有3种:信使核糖核酸(mRNA)、转运核糖核酸(tRNA)、核蛋白体核糖核酸(rRNA)。②DNA与RNA分子中均存在磷酸。RNA含D-核糖,DNA含D-2-脱氧核糖。碱基有嘌呤与嘧啶两类,嘌呤主要有腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G),嘧啶主要有胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)、尿嘧啶(U)。
2.DNA的结构与功能
(1)DNA碱基组成规律:Chargaff规则:①腺嘌呤与胸腺嘧啶、鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔数总是相等的(2000);②不同生物种属DNA的碱基组成不同;③同个体不同组织、器官的DNA具有相同的碱基组成(2003)。
(2)DNA的一级结构:①一个核苷酸C-3'上的羟基与另一个核苷酸C-5'上的磷酸脱水缩合形成的酯键,称为3',5'-磷酸二酯键(2008)。②多个单核苷酸通过3',5'-磷酸二酯键相互连接形成多核苷酸链。多核苷酸链的一端为5'-磷酸末端;另一端为3'-羟基末端。③多核苷酸链中核苷酸的排列顺序称核酸的一级结构。
(3)DNA的二级结构:DNA的二级结构是由两条长度相同、方向相反的多聚脱氧核苷酸链平行围绕同一中心轴,以右手螺旋方式盘旋形成双螺旋结构。磷酸脱氧核糖位于螺旋外侧;碱基位于内侧,碱基平面与中轴垂直,螺旋旋转1周包含10对脱氧核苷酸残基。两条链上的碱基按A与T、G与C互补原则配对,碱基对之间借氢键相连(2006、2007)。
(4)DNA的高级结构:原核生物没有细胞核,其DNA分子在双螺旋基础上扭转盘曲,形成超螺旋即DNA三级结构。真核生物DNA三级结构是核小体,四级结构是染色单体。与DNA结合的蛋白质有组蛋白和非组蛋白。组蛋白有H1、H2A、H2B、H3和H4五种,都是含赖氨酸和精氨酸残基的碱性蛋白。组蛋白H2A、H2B、H3和H4各两分子构成核小体的核心,称组蛋白八聚体。DNA双螺旋缠绕核心构成核心颗粒。在核小体结构基础上,DNA链进一步折叠,形成染色(单)体。人类细胞核中有46条(23对)染色体,这些染色体的DNA总长达1.7m,经过折叠压缩,46条染色体总长仅有200nm左右。
(5)DNA的功能:基本功能是荷载遗传信息,并作为基因复制和转录的模板。DNA与细胞增生、生物体传代有关。通过转录指导RNA合成,将遗传信息传递给mRNA,以mRNA为模板合成特异蛋白质分子,使生物性状得以遗传。
3.DNA变性及其应用
(1)DNA变性与复性的概念:DNA变性指在极端的pH(加酸或碱)和受热条件下,DNA分子中双链间氢键断裂,双螺旋结构解开。DNA变性有酸变性、碱变性和热变性之分。变性后的DNA在260nm的紫外光吸收增强,称深色效应(2000、2007)。DNA的热变性意义最大,又称DNA的解链或融解作用。DNA热变性中,使紫外光吸收达到最大值50%时的温度称为解链温度(融解温度Tm)。Tm值与DNA分子G+C量有关。热变性的DNA溶液冷却,两条解链的单链重新缔合,恢复双螺旋,称退火。复性后,DNA溶液紫外光吸收减弱,称浅色效应。
(2)核酸杂交:DNA复性过程中,将不同的DNA链放在同一溶液中处理或将单链DNA与RNA放在一起,只要某些区域有形成碱基配对的可能,它们之间可形成局部双链,这一过程称核酸分子杂交,生成的双链称为杂化双链。核酸杂交技术在核酸研究中的应用十分广泛。
4.RNA结构与功能 RNA常以数十至数千个核苷酸的单链形式存在。主要分为mRNA、tRNA和rRNA三类。
(1)mRNA:mRNA是蛋白质合成的模板,为线状单链结构,具有7-甲基三磷酸鸟苷的帽子结构和多聚腺苷酸尾。3'-末端的多聚腺苷酸结构可增加转录活性,增强mRNA稳定性。储存在DNA核苷酸顺序中的遗传信息通过转录送至mRNA的核苷酸顺序,决定蛋白质合成的氨基酸顺序。mRNA分子中的每3个核苷酸为一组,决定肽链上的一个氨基酸,称遗传密码(2000、2005)。遗传密码特点:3个相连核苷酸组成一个密码子,共有64个密码子;密码子之间无核苷酸间隔;一种氨基酸可有多种密码子;所有生物使用同一套密码子。
(2)tRNA:由70~90个核苷酸构成,含稀有碱基,包括双氢尿嘧啶、假尿嘧啶和甲基化的嘌呤。所有tRNA呈三叶草形状,即tRNA的二级结构,三级结构为倒L形。tRNA二级结构有三环,反密码环上有反密码子,可辨认mRNA上相应的三联体密码,把正确的氨基酸连接到tRNA 3′末端的CCA-OH结构上。tRNA在蛋白质生物合成中起运输氨基酸的作用。
(3)rRNA:细胞内含量最多的RNA,占RNA总量的80%以上,是蛋白质合成的场所。rRNA与核糖体蛋白共同构成核糖体。核糖体由大、小亚基组成。真核生物的小亚基由18S rRNA和30多种核糖体蛋白构成,大亚基由5S、5.8S和28S与50种核糖体蛋白组成。
5.其他RNA
(1)snmRNA:一类称之为非mRNA小RNA的RNA。
(2)组成:SnmRNAs主要包括核内小RNA(snRNA)、核仁小RNA(snoRNA)、胞质小RNA(scRNA)、催化性小RNA、小片段干扰RNA(siRNA)等。
(3)功能:在hnRNA和rRNA的转录后加工、转运及基因表达调控等方面具有非常重要的生理作用。
历年考点串讲
近十年共考16题,均为A1型题。考试重点是核酸的分子组成和结构、DNA变性及应用、重要的核苷酸等。每年必考,题量1~3题。常考的细节有:
1.核酸一级结构的化学键是3′,5′-磷酸二酯键。
2.DNA的二级结构的特点。主要化学键为氢键。碱基互补配对原则。A与T,C与G。
3.tRNA二级结构为三叶草形、三级结构为倒L形。
4.ATP是体内能量的直接供应者。cAMP、cGMP为细胞间信息传递的第二信使。
5.组成多聚核苷酸的骨架成分是戊糖与磷酸。
6.RNA和DNA彻底水解后的产物具有不同的碱基和不同的核糖。
7.DNA碱基组成的规律是[A]=[T];[C]=[G]。
8.DNA和Tm值的关系与G-C碱基对含量成正比。
9.真核生物的mRNA有帽子结构和多聚A尾巴。
10.核酸对紫外线的最大吸收峰是260nm。
11.反密码子UAG识别的mRNA上的密码子是CUA。
12.mRNA的叙述是蛋白质合成的模板,是经过加工修饰后的RNA,在mRNA的5′端有起始密码,在mRNA的3′端有终止密码子。
13.氨基酸是蛋白质的基本组成单位,核苷和磷酸是核酸的组成成分,核糖体是蛋白质合成的场所,核苷酸是核酸的基本组成单位。
14.双螺旋结构的特点包括:①DNA分子由两条反向平行的多核苷酸链围绕一共同中轴,以右手螺旋方式盘旋而形成双螺旋结构;②两链以磷酸脱氧核糖为骨架,位于螺旋外侧,碱基位于螺旋内侧,碱基平面与中轴垂直,螺旋旋转1周为10对碱基;③两条链上的碱基按互补原则A与T、G与C配对,碱基对之间借氢键相连。
15.DNA变性时其结构变化表现为对应碱基间氢键断裂。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。