复旦大学：《生物化学A Biochemistry》课程PPT教学课件（上）10 核酸化学 Biochemistry of Nucleic Acids（一）

核酸化学 Biochemistry of Nucleic Acids strand continues continues Guanine hym ne Adenine continues Nuclear metrix foes

核酸化学 Biochemistry of Nucleic Acids

核酸是重要的生物大分子遗传物质 核酸研究是现代生物化学及分子生物学的重要 领城 百多年的研究历史(1868) 核酸的生物学作用在其被发现后的70多年才被 证明所有生物的遗传物质(1944) DNA双螺旋结构(1953) 重组DNA技术(1972) 人类基因组计划(1990-2003) RNA干扰(RNAi)(1996)

•核酸是重要的生物大分子-遗传物质 •核酸研究是现代生物化学及分子生物学的重要 领域 •一百多年的研究历史（1868） •核酸的生物学作用在其被发现后的70多年才被 证明-所有生物的遗传物质（1944） •DNA双螺旋结构（1953） •重组DNA技术（1972） •人类基因组计划（1990-2003） •RNA干扰（RNAi）（1996）

核酸的生物学功能主要是贵 传的物质基础,随着对核酸研 究的深入,发现它的功能是多 方面的。生物体的生长发育 遗传变异等都与核酸密切相关。 因此核酸结构和功能的研究对 深入深索生命奥秘起着至关重 要的作用

核酸的生物学功能主要是遗 传的物质基础，随着对核酸研 究的深入，发现它的功能是多 方面的。生物体的生长发育、 遗传变异等都与核酸密切相关。 因此核酸结构和功能的研究对 深入探索生命奥秘起着至关重 要的作用

研究历豆

研究历史

化学研究 1869年 Miescher博士论文工作中 测定淋巴细胞蛋白质组成时,发现了不 溶于稀酸和盐溶液的沉淀物,并在所有 细胞的核里都找到了此物质故命名 “核质( Nuclein) 99 1879年 Kossel经过10年的努力,搞 清楚了核质中有四种不同的组成部分: A、T、C和G

核酸化学研究史（1） 1869年 Miescher博士论文工作中 测定淋巴细胞蛋白质组成时, 发现了不 溶于稀酸和盐溶液的沉淀物, 并在所有 细胞的核里都找到了此物质, 故命名 “核质(Nuclein)” 。 1879年 Kossel经过10年的努力, 搞 清楚了核质中有四种不同的组成部分: A、T、 C 和 G

杨酸化学研究史2) 1889年 Altman建议将”核质”改名为“核酸” 认识到“核质”乃“核酸”与蛋白质的复合体。 1909年 Levene发现酵母的核酸含有核糖 1930年 Levene发现动物细胞的核酸含有一种特 殊的核糖一脱氧核糖,得出了一个概念:植物核 酸含核糖、动物核酸含脱氧核糖。这个错误概 直延续到1938年,这时方清楚RNA和DNA 的区。 Levene还提出了核酸的“磷酸一核糖 (碱基)-磷酸”的骨架结构,解决了DNA分子的 线性问题,并在1935年提出“四核苷酸”说,认 为这四种碱基的含量是一样的

核酸化学研究史（2） 1889年 Altman建议将”核质”改名为“核酸” , 认识到“核质” 乃“核酸” 与蛋白质的复合体。 1909年 Levene 发现酵母的核酸含有核糖 1930年 Levene 发现动物细胞的核酸含有一种特 殊的核糖－脱氧核糖, 得出了一个概念：植物核 酸含核糖、动物核酸含脱氧核糖。这个错误概 念一直延续到1938年，这时方清楚RNA和DNA 的区别。Levene还提出了核酸的“磷酸－核糖 (碱基)－磷酸”的骨架结构, 解决了DNA分子的 线性问题, 并在1935年提出“四核苷酸”说, 认 为这四种碱基的含量是一样的

核酸化学研究史(3 1950年 Chargaff,E和 Hotchkiss. r. D采用 纸层析法仔细分析了DNA的组成成分,得知 A]=[T],[G]=[C,|A+G|=[C+T 1953年 Watson, Crick根据DNA的X射线图 谱的硏究结果,提岀了DNA的双螺旋模型 ouble helix)。几星期后提出了半保留式 复制模型。 1957年 Meselsnhe&stah用密度梯度超离 心法和同位素标记-半保留复制假说

核酸化学研究史（3） 1950年 Chargaff, E和Hotchkiss, R. D采用 纸层析法仔细分析了DNA的组成成分, 得知 [A]=[T], [G]=[C], [A+G]=[C+T] 1953年 Watson, Crick根据DNA的X射线图 谱的研究结果, 提出了DNA的双螺旋模型 (Double helix)。几星期后提出了半保留式 复制模型。 1957年 Meselsnhe & Stahl用密度梯度超离 心法和同位素标记-半保留复制假说

酸化学研究中4 1958年 Kornberg得到高纯度的DNA polymerase,这种酗需要一个模板DNA。 1960年 Cairns拍下了复制中的细菌DNA的 电镜照片。 1970年发现第一个DNA限制性内切酶。 1972年DNA重组技术的建立。 1978年双脱氧DNA测序法的建立。 1990年人类基因组计划(HGP)实施

核酸化学研究史（4） 1958年 Kornberg得到高纯度的 DNA polymerase, 这种酶需要一个模板DNA。 1960年 Cairns拍下了复制中的细菌DNA的 电镜照片。 1970年 发现第一个DNA限制性内切酶。 1972年 DNA重组技术的建立。 1978年 双脱氧DNA测序法的建立。 1990年 人类基因组计划(HGP)实施

学研究rRNA(5) 早在上世纪30年代后期就发现细胞质和细胞核中都有 核酸存在,但用1924年福尔根发明的染色法去染色, 只能使细胞核中的核酸染色。而两种核酸在260nm的 吸收非常相似。 1941年,细胞学家 Brachet和 T. Caspersor注意到细 胞质中的核酸与蛋白质的合成有密切的关系。 5年代,通过电子显微镜和物理化学手段发现大肠杆 菌细胞质的RNA常常存在于蛋白质合成相关的颗粒中 (Φ20mm,用S进行脉冲式标记的实验证明该颗粒是 蛋白质合成的所在地),简称核糖体( ribosome)。 核糖体得到分离后,发现里面含RNA-RNA ( ribosomal RNA)o Watson等发现,rRNA的GC, AU,推断是单链分子

核酸化学研究史-rRNA（5） • 早在上世纪30年代后期就发现细胞质和细胞核中都有 核酸存在，但用1924年福尔根发明的染色法去染色， 只能使细胞核中的核酸染色。而两种核酸在260 nm的 吸收非常相似。 • 1941年，细胞学家J.Brachet和T.Caspersor注意到细 胞质中的核酸与蛋白质的合成有密切的关系。 • 50年代，通过电子显微镜和物理化学手段发现大肠杆 菌细胞质的RNA常常存在于蛋白质合成相关的颗粒中 （Ф20 nm, 用35S进行脉冲式标记的实验证明该颗粒是 蛋白质合成的所在地），简称核糖体(ribosome)。 • 核糖体得到分离后，发现里面含RNA-rRNA (ribosomal RNA)。Watson等发现，rRNA的G≠C， A≠U，推断是单链分子

核酸化学研究史mRNA(6) 1948年,有人报道当噬菌体感染了细菌后会产 生一种很不稳定的RNA,而大多数也是和核糖 体结合在一起。 Brenner, Jacob等人用(,N标记蛋白质, 用32P标记核酸的方法证实了这是一种新的RNA 分子,命名为信使RNA,即mRNA( messenger RNA)。 196年, Spielman创立了分子杂交法,通过 32P- MRNA-DNA杂交分子证明了mRNA的存在

核酸化学研究史-mRNA （6） • 1948年，有人报道当噬菌体感染了细菌后会产 生一种很不稳定的RNA，而大多数也是和核糖 体结合在一起。 • Brenner, Jacob等人用13C， 15N标记蛋白质， 用32P标记核酸的方法证实了这是一种新的RNA 分子，命名为信使RNA, 即mRNA (messenger RNA)。 • 1961年，Spielman创立了分子杂交法，通过 32P-mRNA-DNA杂交分子证明了mRNA的存在