核酸的結構與功能
一、核酸的分子組成:
基本組成單位是核苷酸,而核苷酸則由鹼基、戊糖和磷酸三種成分連線而成。
兩類核酸:脫氧核糖核酸(DNA),存在於細胞核和線粒體內。
核糖核酸(RNA):存在於細胞質和細胞核內。
1、戊糖:DNA分子的核苷酸的 糖是β-D-2-脫氧核糖,RNA中為β-D-核糖。
2、磷酸:生物體內多數核苷酸的磷酸基團位於核糖的第五位碳原子上。
二、核酸的一級結構
核苷酸在多肽鏈上的排列順序為核酸的一級結構,核苷酸之間透過3′,5′磷酸二酯鍵連線。
DNA的空間結構與功能
1、DNA的二級結構
DNA雙螺旋結構是核酸的二級結構 雙螺旋的骨架由 糖和磷酸基構成,兩股鏈之間的鹼基互補配對,是遺傳資訊傳遞者,DNA半保留複製的基礎,結構要點:
a.DNA是一反向平行的互補雙鏈結構 親水的脫氧核糖基和磷酸基骨架位於雙鏈的外側,而鹼基位於內側,鹼基之間以氫鍵相結合,其中,腺嘌呤始終與胸腺嘧啶配對,形成兩個氫鍵,鳥嘌呤始終與胞嘧啶配對,形成三個氫鍵。
b.DNA是右手螺旋結構 螺旋直徑為2nm。每旋轉一週包含了10個鹼基,每個鹼基的旋轉角度為36度。螺距為3.4nm,每個鹼基平面之間的距離為0.34nm。
c.DNA雙螺旋結構穩定的維繫 橫向靠互補鹼基的氫鍵維繫,縱向則靠鹼基平面間的疏水性堆積力維持,尤以後者為重要。
2、DNA的三級結構
三級結構是在雙螺旋基礎上進一步扭曲形成超螺旋,使體積壓縮。在真核生物細胞核內,DNA三級結構與一組組蛋白共同組成核小體。在核小體的基礎上,DNA鏈經反覆摺疊形成染色體。
3、功能
DNA的基本功能就是作為生物遺傳資訊複製的模板和基因轉錄的模板,它是生命遺傳繁殖的物質基礎,也是個體生命活動的基礎。
DNA中的核糖和磷酸構成的分子骨架是沒有差別的,不同區段的DNA分子只是鹼基的排列順序不同。
RNA的空間結構與功能
DNA是遺傳資訊的載體,而遺傳作用是由蛋白質功能來體現的,在兩者之間RNA起著中介作用。其種類繁多,分子較小,一般以單鏈存在,可有區域性二級結構,各類RNA在遺傳資訊表達為氨基酸序列過程中發揮不同作用。如:
名 稱 功 能
核蛋白體RNA (rRNA)核蛋白體組成成分
信使RNA (mRNA)蛋白質合成模板
轉運RNA (tRNA)轉運氨基酸
不均一核RNA (HnRNA)成熟mRNA的前體
小核RNA (SnRNA)參與HnRNA的剪接、轉運
小核仁RNA (SnoRNA)rRNA的加工和修飾
1、信使RNA(半衰期最短)
1)hnRNA為mRNA的初級產物,經過剪接切除內含子,拼接外顯子,成為成熟的mRNA並移位到細胞質。
2)大多數的真核mRNA在轉錄後5′末端加上一個7-甲基鳥嘌呤及三磷酸鳥苷帽子,帽子結構在mRNA作為模板翻譯成蛋白質的過程中具有促進核蛋白體與mRNA的結合,加速翻譯起始速度的作用,同時可以增強mRNA的穩定性。3′末端多了一個多聚腺苷酸尾巴,可能與mRNA從核內向胞質的轉位及mRNA的穩定性有關。
3)功能是把核內DNA的鹼基順序,按照鹼基互補的原則,抄錄並轉送至胞質,以決定蛋白質合成的氨基酸排列順序。mRNA分子上每3個核苷酸為一組,決定肽鏈上某一個氨基酸,為三聯體密碼。
2、轉運RNA(分子量最小)
1)tRNA分子中含有10%~20%稀有鹼基,包括雙氫尿嘧啶,假尿嘧啶和甲基化的嘌呤等。
2)二級結構為三葉草形,位於左右兩側的環狀結構分別稱為DHU環和Tψ環,位於下方的環叫作反密碼環。反密碼環中間的3個鹼基為反密碼子,與mRNA上相應的三聯體密碼子形成鹼基互補。所有tRNA3′末端均有相同的CCA-OH結構。
3)三級結構為倒L型
4)功能是在細胞蛋白質合成過程中作為各種氨基酸的戴本並將其轉呈給mRNA。
3、核蛋白體RNA(含量最多)
1)原核生物的rRNA的小亞基為16S,大亞基為5S、23S;真核生物的rRNA的小亞基為18S,大亞基為5S、5.8S、28S。真核生物的18SrRNA的二級結構呈花狀。
2)rRNA與核糖體蛋白共同構成核糖體,它是蛋白質合成機器--核蛋白體的組成成分,參與蛋白質的合成。
4、核酶:某些RNA 分子本身具有自我催化能,可以完成rRNA的剪接。這種具有催化作用的RNA稱為核酶。
核酸的結構與功能
一、核酸的分子組成:
基本組成單位是核苷酸,而核苷酸則由鹼基、戊糖和磷酸三種成分連線而成。
兩類核酸:脫氧核糖核酸(DNA),存在於細胞核和線粒體內。
核糖核酸(RNA):存在於細胞質和細胞核內。
1、戊糖:DNA分子的核苷酸的 糖是β-D-2-脫氧核糖,RNA中為β-D-核糖。
2、磷酸:生物體內多數核苷酸的磷酸基團位於核糖的第五位碳原子上。
二、核酸的一級結構
核苷酸在多肽鏈上的排列順序為核酸的一級結構,核苷酸之間透過3′,5′磷酸二酯鍵連線。
DNA的空間結構與功能
1、DNA的二級結構
DNA雙螺旋結構是核酸的二級結構 雙螺旋的骨架由 糖和磷酸基構成,兩股鏈之間的鹼基互補配對,是遺傳資訊傳遞者,DNA半保留複製的基礎,結構要點:
a.DNA是一反向平行的互補雙鏈結構 親水的脫氧核糖基和磷酸基骨架位於雙鏈的外側,而鹼基位於內側,鹼基之間以氫鍵相結合,其中,腺嘌呤始終與胸腺嘧啶配對,形成兩個氫鍵,鳥嘌呤始終與胞嘧啶配對,形成三個氫鍵。
b.DNA是右手螺旋結構 螺旋直徑為2nm。每旋轉一週包含了10個鹼基,每個鹼基的旋轉角度為36度。螺距為3.4nm,每個鹼基平面之間的距離為0.34nm。
c.DNA雙螺旋結構穩定的維繫 橫向靠互補鹼基的氫鍵維繫,縱向則靠鹼基平面間的疏水性堆積力維持,尤以後者為重要。
2、DNA的三級結構
三級結構是在雙螺旋基礎上進一步扭曲形成超螺旋,使體積壓縮。在真核生物細胞核內,DNA三級結構與一組組蛋白共同組成核小體。在核小體的基礎上,DNA鏈經反覆摺疊形成染色體。
3、功能
DNA的基本功能就是作為生物遺傳資訊複製的模板和基因轉錄的模板,它是生命遺傳繁殖的物質基礎,也是個體生命活動的基礎。
DNA中的核糖和磷酸構成的分子骨架是沒有差別的,不同區段的DNA分子只是鹼基的排列順序不同。
RNA的空間結構與功能
DNA是遺傳資訊的載體,而遺傳作用是由蛋白質功能來體現的,在兩者之間RNA起著中介作用。其種類繁多,分子較小,一般以單鏈存在,可有區域性二級結構,各類RNA在遺傳資訊表達為氨基酸序列過程中發揮不同作用。如:
名 稱 功 能
核蛋白體RNA (rRNA)核蛋白體組成成分
信使RNA (mRNA)蛋白質合成模板
轉運RNA (tRNA)轉運氨基酸
不均一核RNA (HnRNA)成熟mRNA的前體
小核RNA (SnRNA)參與HnRNA的剪接、轉運
小核仁RNA (SnoRNA)rRNA的加工和修飾
1、信使RNA(半衰期最短)
1)hnRNA為mRNA的初級產物,經過剪接切除內含子,拼接外顯子,成為成熟的mRNA並移位到細胞質。
2)大多數的真核mRNA在轉錄後5′末端加上一個7-甲基鳥嘌呤及三磷酸鳥苷帽子,帽子結構在mRNA作為模板翻譯成蛋白質的過程中具有促進核蛋白體與mRNA的結合,加速翻譯起始速度的作用,同時可以增強mRNA的穩定性。3′末端多了一個多聚腺苷酸尾巴,可能與mRNA從核內向胞質的轉位及mRNA的穩定性有關。
3)功能是把核內DNA的鹼基順序,按照鹼基互補的原則,抄錄並轉送至胞質,以決定蛋白質合成的氨基酸排列順序。mRNA分子上每3個核苷酸為一組,決定肽鏈上某一個氨基酸,為三聯體密碼。
2、轉運RNA(分子量最小)
1)tRNA分子中含有10%~20%稀有鹼基,包括雙氫尿嘧啶,假尿嘧啶和甲基化的嘌呤等。
2)二級結構為三葉草形,位於左右兩側的環狀結構分別稱為DHU環和Tψ環,位於下方的環叫作反密碼環。反密碼環中間的3個鹼基為反密碼子,與mRNA上相應的三聯體密碼子形成鹼基互補。所有tRNA3′末端均有相同的CCA-OH結構。
3)三級結構為倒L型
4)功能是在細胞蛋白質合成過程中作為各種氨基酸的戴本並將其轉呈給mRNA。
3、核蛋白體RNA(含量最多)
1)原核生物的rRNA的小亞基為16S,大亞基為5S、23S;真核生物的rRNA的小亞基為18S,大亞基為5S、5.8S、28S。真核生物的18SrRNA的二級結構呈花狀。
2)rRNA與核糖體蛋白共同構成核糖體,它是蛋白質合成機器--核蛋白體的組成成分,參與蛋白質的合成。
4、核酶:某些RNA 分子本身具有自我催化能,可以完成rRNA的剪接。這種具有催化作用的RNA稱為核酶。