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2020-10-20
日益受到關注;蚪M學、蛋白質(zhì)組學和糖組學就是對核酸、恒溫干浴器蛋白質(zhì)和 糖復合物的結(jié)構與功能進行全面研究的新興領域。 !!本篇除重點闡述核酸、蛋白質(zhì)、糖復合物和酶等生物大分子的結(jié)構 與功能外,還對生物分子維生素的結(jié)構與功能進行討論。單糖、脂質(zhì)、氨 基酸、核苷酸等其他直接參與物質(zhì)代謝的小相對分子質(zhì)量生物分子的結(jié) 構與功能將在有關章節(jié)進行闡述。 第一章!核!!酸 !!本章教學要求 !! "核酸的分子組成 !! " "#$的一級結(jié)
構、二級結(jié)構和組裝 !! " %#$的種類、結(jié)構與功能 !! "核酸的理化性質(zhì) !! "核酸的催化性質(zhì) !! "真核生物基因組的特點 !! "人類基因組計劃 !!核酸(&’()*+( ,(+-)是決定生物體遺傳特征,擔負著生命信息的貯存和傳遞的生物大分子。核酸的基 本組成單位是核苷酸( &’()*./+-*),核苷酸由堿基( 0,1*)、戊糖( 2*&/.1*)和磷酸( 23.123,/*)三部分組成。 自然界中存在的核酸有兩類:即脫氧核糖核酸( -*.456+0.&’()*+( ,
(+-,"#$)和核糖核酸( 6+0.&’()*+( ,(+-, %#$)。"#$是遺傳信息的貯存和攜帶者,%#$參與遺傳信息的表達。某些病毒只含有 "#$或 %#$,說 明 %#$也可作為遺傳信息的載體。核酸具有復雜而多樣的結(jié)構,在生命活動過程中發(fā)揮著重要的功能。 !!基因( 7*&*)是含有生物信息,可以編碼具有生物功能的產(chǎn)物,包
括 %#$和 8或多肽鏈的 "#$片段。 基因組是指一個生物體的全套染色體 "#$及其所攜帶的全部遺傳信息;蚪M(7*&.9*)指一個生物體 的所有基因。:;世紀 <;年代初開始的人類基因組計劃目的是為了測定人類的全部基因組序列,對于人 類從分子水平上認識自身具有重要的意義。 第一節(jié)!核酸的基本組成單位———核苷酸 !!在核酸酶的作用下,核酸的水解產(chǎn)物為核苷酸,所以核酸的基本組成單位是核苷酸。核苷酸則由堿 基、核糖(6+0.1*)或脫氧核糖( -*.456+0.1*)、磷酸三種成分通過共價鍵連接而成(圖 ==)。核酸 #($ $$) 核苷酸 $ 一、核苷酸的組成 %%%%$%%%% $ #($ $$) #($ $$) 磷酸核苷(或脫氧核苷) !!(一)堿基 $ $ !!參與核苷酸組成的堿基主要有五種(圖 =:),它們都是嘌呤%%%%$%%%% #($ $$) #($ $$) (2’6+&*)和嘧啶( 256+9+-+&*)類化合物。嘌呤類堿基主要有腺嘌呤!堿基!!!戊糖 (,-*&+&*,$)和鳥嘌呤( 7’,&+&*,>)兩種,嘧啶類堿基主要有三種,嘌呤 ! 嘧啶!核糖 ! 脫氧核糖 即胞嘧啶((5/.1+&*,?)、胸腺嘧啶( /359+&*,@)和尿嘧啶( ’6,(+),A)。圖 = =!核酸的構成 所有核酸中都含有腺嘌呤、鳥嘌呤和胞嘧啶,"#$分子中特有的堿基是胸腺嘧啶,而 %#$中則是尿嘧啶。 !!除了上述五種堿基之外,原核生物及真核生物的 "#$和 %#$中還含有一些微量的稀有堿基( 6,6* 0,1*)。稀有堿基的種類很多,大多數(shù)是甲基化衍生物(表 ==),在生物體內(nèi)具有重要的生理功能。 表 ! !"核酸中的部分稀有堿基 } } !第一篇#生物分子的結(jié)構與功能 圖 ! "#構成核苷酸的主要堿基 $%& ’%& 嘌呤 (甲基鳥嘌呤()( *) !+甲基腺嘌呤()+ &) !+甲基腺嘌呤( )+ &) !+,!+二甲基腺嘌呤 (甲基鳥嘌呤 嘧啶 ,甲基胞嘧啶(), -)假尿嘧啶(!) ,羥甲基胞嘧啶(.), -)雙氫尿嘧啶($/0) ##嘌呤和嘧啶堿基都是含氮雜環(huán)化合物,分子中的酮基或氨基均位于雜環(huán)上氮原子的
鄰位,受介質(zhì)中 1/的影響,會發(fā)生酮式烯醇式互變異構,或氨基亞氨基互變異構(圖 !2)。 ##嘌呤環(huán)和嘧啶環(huán)中含有共軛雙鍵,因而都有吸收紫外線的性質(zhì),吸收高峰在波長 "+3 4)左右。這是 堿基的一個重要理化性質(zhì),在研究核酸、核苷酸、核苷及堿基時,可被用作定性及定量分析。另外,紫外線 照射可引起 $%&突變,也是由于存在于 $%&中的核苷酸吸收紫外線造成的。 ##(二)戊糖 ##構成核苷酸的戊糖有兩種,$%&分子中含有 " $"脫氧核糖,’%&分子中的戊糖為 " $核糖。 這兩種核糖均為呋喃糖。堿基雜環(huán)中的原子編號一般以