第2單元 核酸的結構與功能

　　重點提示

　　本單元2000～2009年約考過l4題，核酸基本組成2題，DNA結構與功能5題，DNA變性與應用2題，RNA結構域功能5題。每年必考，題量2～3題。出題重點集中在DNA的結構與功能，其次是DNA變性，一定要重點掌握。

　　考點串講

　　一、核酸的基本組成單位

　　(一)核苷酸的分子組成

　　1.堿基 腺嘌呤(A)、鳥嘌呤、胞嘧啶、(C)、胸腺嘧啶(T)、尿嘧啶(U)。(2003)。

　　2.戊糖 β-D-2.脫氧核糖，β-D-核糖。

　　3.核苷(脫氧核苷) 堿基和核糖或脫氧核糖問通過糖苷鍵結合形成，C-1′為連接位置。

　　4.核苷酸 核苷與磷酸結合，多數磷酸基團位于第五位碳原子C-5′上。

　　(二)核酸

　　1.核酸的一級結構 核苷酸系列，也稱堿基系列。

　　2.磷酸二酯鍵 四種脫氧核苷酸之間通過該化學鍵形成多聚脫氧核苷酸為DNA，RNA則為多聚核苷酸鏈。

　　3.方向性 3′-OH與5′磷酸基之間形成的3′，5′磷酸二酯鍵。

　　4.DNA的書寫 從5 ′末端到3′末端。

　　5.RNA的組成 由核糖組成，不含脫氧核糖;嘧啶為胞嘧啶和尿嘧啶，不含胸腺嘧啶。

　　6.核糖(脫氧核糖)和磷酸基團 共同構成核酸分子的骨架結構;但遺傳信息的攜帶和傳遞由堿基排列順序變化而實現(2002)。

　　二、DNA的結構與功能

　　(一)DNA堿基組成規律――Chargaff規則

　　1.腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)的摩爾數相等，鳥嘌呤(G)的摩爾數與胞嘧啶(C)相等(2000、2003)。

　　2.不同生物種屬的DNA堿基組成不同。

　　3.同一個體不同組織、器官的DNA具有相同的堿基組成。

　　(二)DNA的一級結構

　　由脫氧核糖核苷酸形-的多聚脫氧核糖核苷酸，核苷酸的排列順序即為其一級結構(2003、2008)。

　　(三)DNA雙螺旋結構

　　1.反向平行的互補雙鏈結構(2006、2007)。

　　2.右手螺旋結構的直徑2nm，一周包含10對堿基，螺距3.4nm，表面存在大溝和小溝。

　　3.疏水力和氫鍵共同維系雙螺旋結構的穩定(2006、2007)，橫向依靠兩條鏈互補堿基間的氫鍵維系，縱向靠堿基平面間的疏水性堆積力維持。

　　(四)DNA高級結構

　　DNA雙螺旋鏈再盤繞形成超螺旋結構，有正超螺旋結構和負超螺旋結構。

　　(五)DNA的功能

　　以基因的形式荷載遺傳信息，作為基因復制和轉錄的模板。

　　三、DNA變性及其應用

　　(一)DNA變性和復性的概念

　　1.DNA的變性 某些理化因素作用下，DNA雙鏈的互補堿基對之間的氫鍵斷裂，使DNA雙螺旋結構松散，成為單鏈的現象稱為DNA變性。不涉及一級結構的改變(2007)。

　　2.解鏈溫度 又稱溶解溫度(Tm)，DNA分子內50%的雙鏈結構被打開，高低同G、C含量有關。

　　3.DNA的復性 變性的DNA在適當條件下，兩條互補鏈重新配對，恢復天然的雙螺旋構象。

　　4.退火經由熱變性的DNA通過緩慢冷卻后復性的過程。

　　5.核酸的理化性質

　　(1)為多元酸，較強的酸性。

　　(2)溶液中可在引力場中下沉。

　　(3)對紫外線的最大吸收波在260nm附近，并可據此特性行核酸定量分析(2000)。

　　(二)核酸雜交

　　DNA變性后的復性過程中，不同種類的DNA單鏈分子或RNA分子置于同一溶液中，在適宜的條件下，不同的分子間可根據堿基配對的關系形成雜化雙鏈的現象，稱為核酸分子雜交。可在不同的DNA分子之間、DNA和RNA分子間或RNA與RNA分子之間形成。

　　四、RNA結構與功能

　　(一)mRNA

　　1.轉錄核內DNA遺傳信息的堿基排列順序，并攜帶至細胞質，作為蛋白質細胞內合成的模題。(2005)

　　2.由氨基酸編碼區和非編碼區構成;真核生物mRNA含特殊5′-末端的帽和3 ′-末端的多聚A尾結構(2005)。

　　3.5′-末端的帽結構7-甲基鳥嘌呤-三磷酸鳥苷(m 7GpppN)結構，與帽結合蛋白結合， mRNA的轉運、同核蛋白體的結合、與翻譯起始子的結合以及mRNA穩定性的維系有重要作用。

　　4.3 ′-末端的多聚A尾結構由數十個至數百個腺苷酸連接而成，與poly(A)結合蛋白結合，同5′-帽結構一起維系mRNA的功能和結構。

　　(二)tRNA

　　1.結構特點

　　(1)含有除A、G、C、U以外的一些稀有堿基。

　　(2)存在一些能局部互補配對的區域，形成局部的雙鏈莖環結構或發夾結構，呈三葉草形，DHU環和TΨC環。

　　(3)3 ′-端為ccA組成的氨基酸接納莖，為氮基酸的結合部位(2007)。

　　(4)每個tRNA分子中都有3個堿基與mRNA上編碼的相應氨基酸的密碼子具有堿基反向互補關系(2000)，稱為反密碼子。

　　(5)三級結構為倒L形。

　　2.功能 蛋白質合成中作為各種氨基酸的載體，將氨基酸轉呈給mRNA。

　　(三)rRNA

　　1.細胞內含量最多的RNA，與核蛋白體蛋白共同構成核蛋白體(核糖體)。

　　2.真核生物由大(5S、5.8S、28S及近50種蛋白)、小(18S和30余種蛋白)兩個亞基組成。

　　3.18SrRNA二級結構呈花狀。

　　4.為蛋白合成的場所。

　　歷年經典試題

　　1.組成多聚核苷酸的骨架成分是(D)

　　A.堿基與戊糖

　　B.堿基與磷酸

　　C.堿基與堿基

　　D.戊糖與磷酸

　　E.戊糖與戊糖

　　2.組成核酸分子的堿基主要有(D)

　　A.2種

　　B.3種

　　C.4種

　　D.5種

　　E.6種

　　3. DNA堿基組成的規律是(C)

　　A.[A]=[C];[T]=[G]

　　D.[A]+[T]=[C]+[G]

　　C.[A]=[T];[C]=[G]

　　D.([A]+[T])/([C]+[G])=1

　　E.[A]=[G];[T]=[C]

　　4.下列有關DNA雙螺旋結構的敘述，錯誤的是(D)

　　A.DNA雙螺旋是核酸二級結構的重要形式

　　B.DNA雙螺旋由兩條以脫氧核糖-磷酸作骨架的雙鏈組成

　　C.DNA雙螺旋以右手螺旋的方式圍繞同一軸有規律地盤旋

　　D.兩股單鏈從5′至3′端走向在空間排列相同

　　E.兩堿基之間的氫鍵是維持雙螺旋橫向穩定的主要化學鍵

　　5.DNA的一級結構是指(E)

　　A.多聚A結構

　　B.核小體結構

　　C.雙螺旋結構

　　D.三葉草結構

　　E.核苷酸排列順序

　　6.DNA變性時，斷開的鍵是(B)

　　A.磷酸二酯鍵

　　B.氫鍵

　　C.糖苷鍵

　　D.肽鍵

　　E.疏水鍵

　　7.核酸對紫外線的最大吸收峰是(c)

　　A.220nm

　　B.240nm

　　C.260nm

　　D.280nm

　　E.300nm

　　8.反密碼子UAG識別的mRNA上的密碼子是(D)

　　A.GTC

　　B.ATC

　　C.AUC

　　D.CUA

　　E.CTA

　　9.下列有關RNA分類、分布及結構的敘述錯誤的是(C)

　　A.主要有mRN、tRNA和rRNA三類

　　B.tRNA分子量比mRNA和rRNA小

　　C.胞質中只有mRNA

　　D.rRNA可與蛋白質結合

　　E.RNA并不全是單鏈結構

　　(10～1l題共用備選答案)

　　A.GPPPmG結構

　　B.多聚A結構

　　C.hnRNA

　　D.假尿嘧啶核苷

　　E.CCA-OH結構

　　10.mRNA的5 ′端“帽子”結構是(A)

　　11.tRNA的3′端結構是(B)