核酸的一二三四级结构特点

如题所述

核酸的一二三四级结构特点如下:

一、核酸的一级结构

DNA的一级结构指DNA分子中5'到3'脱氧核糖核苷酸的排列顺序及连接方式。RNA的一级结构指RNA分子中核糖核苷酸的排列顺序及连接方式。注意:由于核苷酸由磷酸、戊糖、碱基组成,不同核苷酸的区别体现在碱基上,因此DNA/RNA的一级结构也可以认为是5'到3'碱基的排列顺序及连接方式。

二、DNA的空间结构和功能

DNA是携带生物体遗传信息的物质基础,为基因复制和转录提供模板。DNA高度的稳定性用来保护生物体系遗传的相对稳定性,但DNA同时可发生各种重组和突变,以适应环境的变迁,为自然选择提供机会。

1.二级结构:双螺旋结构

(1)Chargaff规则

不同种属DNA碱基组成不同;同一个体不同器官、组织DNA碱基组成相同;对一特定组织的 DNA,其碱基组分不随其年龄、营养状态和环境而变化;腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)摩尔数相等,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)摩尔数相等。

(2)DNA双螺旋结构的特点

双链结构,反相平行,右手螺旋,直径2.37nm,螺距3.54nm;核糖与磷酸位于外侧,疏水碱基位于内侧,形成DNA双螺旋结构表面的大沟和小沟;脱氧核糖与螺旋轴平行,碱基平面与螺旋轴垂直。

DNA双链之间形成了互补碱基对,腺嘌呤和胸腺嘧啶之间通过两个氢键配对(A=T),鸟嘌呤和胞嘧啶通过三个氢键配对(G≡C)。平均而言,每一个螺旋有10.5个碱基对;碱基对的疏水作用力(碱基堆积力)和氢键共同维持着DNA双螺旋结构的稳定。

注意:天然DNA分子普遍以右手螺旋的形式存在,分为A型DNA和B型DNA,Watson和Crick提出的双螺旋结构属于B型,当环境温度降低后变为A型;也存在左手螺旋结构,称为Z型DNA;富含鸟嘌呤的可形成特殊的DNA二级结构,即G-四链体。

2.高级结构:超螺旋结构

DNA双链可以盘绕成超螺旋结构,当盘绕方向与DNA双螺旋方向相同时,其超螺旋结构为正超螺旋,反之则为负超螺旋。

(1)原核生物的超螺旋结构

共价封闭的闭合环状DNA双螺旋分子,在胞内进一步盘绕后形成类核结构。

(2)真核生物的超螺旋结构

DNA形成核小体,是染色质的基本组成单位。

三、RNA的空间结构与功能

RNA通常以单链形式存在,但可以通过链内的碱基配对形成局部的双链二级结构和空间的高级结构。

主要有三类RNA,分别是mRNA、tRNA、rRNA。

1.mRNA

是体内含量最少、代谢最活跃的的RNA。

(1)真核生物的5'端有特殊帽结构,为反式的7-甲基三磷酸鸟苷(m7Gppp)。

(2)真核生物mRNA的3'端有多聚腺苷酸尾(3'polyA结构)。

帽子结构和尾巴结构的功能:

维持mRNA的稳定性,协同mRNA从细胞核向细胞质转运,在蛋白质生物合成中促进核糖体和翻译起始因子的结合(也就是说和肽链的合成起始有关)。

(3)密码子

mRNA上从3'到5',每3个相邻的核苷酸为一组,决定了肽链上1个氨基酸、起始密码子或终止密码子,这3个相邻的核苷酸称为密码子。

共有64个密码子,除3个终止密码子(UAA、UAG、UGA)外,有61个密码子都会编码氨基酸。起始密码子(AUG)编码甲硫氨酸(蛋氨酸)。

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