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腺嘌呤是脱氧核糖核酸吗

时间:2022-04-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:核酸的一级结构 核酸的一级结构是构成RNA的核苷酸或DNA的脱氧核苷酸自5′端至3′端的排列顺序。构成DNA的所有原子在三维空间的相对位置关系是DNA的空间结构。DNA的空间结构可分为二级结构和高级结构。①DNA由两条多聚脱氧核苷酸链组成 它们围绕着同一个螺旋轴形成右手螺旋的结构。②核糖与磷酸位于外侧 由脱氧核糖和磷酸基团构成的亲水性骨架位于双螺旋结构的外侧,而疏水的碱基位于内侧。Watson和Crick提出的双螺旋结构称为B型DNA。

1 核酸的化学组成以及一级结构★★★

(1)核酸的化学组成 核酸在核酸酶作用下水解成核苷酸,而核苷酸完全水解后可释放出等摩尔的碱基、戊糖和磷酸。 核酸可以分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两类。

(2)脱氧核糖核酸与核糖核酸的比较

【注意】

①RNA所含的戊糖为核糖而不是脱氧核糖;RNA的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶,而没有胸腺嘧啶。

②DNA分子中腺嘌呤与胸腺嘧啶通过两个氢键形成碱基对,而鸟嘌呤与胞嘧啶通过三个氢键形成碱基对。

③解题时请注意:脱氧核糖核苷酸≠脱氧核糖核酸,核糖核苷酸≠核糖核酸。

④核苷酸中的“核苷”由核糖和碱基通过糖苷键连接而成,“酸”指的是磷酸。 核苷与磷酸间由酯键相连。

(3)核酸的一级结构 核酸的一级结构是构成RNA的核苷酸或DNA的脱氧核苷酸自5′端至3′端的排列顺序。 由于核苷酸之间的差异在于碱基的不同,因此核酸的一级结构也就是它的碱基序列。

脱氧核苷酸或核苷酸的连接具有严格的方向性,由前一位核苷酸的3′羟基与下一位核苷酸的5′位磷酸基之间形成3′,5′磷酸二酯键。 它们的两个末端分别称为5′末端(游离磷酸基)和3′末端(游离羟基)。 DNA和RNA的书写规则应从5′末端到3′末端(即5′→3′)。

2001 21A.通常不存在RNA中,也不存在DNA中的碱基是

A.腺嘌呤 B.黄嘌呤

C.鸟嘌呤 D.胸腺嘧啶

E.尿嘧啶 【答案】ABCDE

2002 20A.1997 20A.核酸中核苷酸之间的连接方式是

A.2′,3′磷酸二酯键 B.3′,5′磷酸二酯键

C.2′,5′磷酸二酯键 D.1′,5′糖苷键

E.氢键 【答案】ABCDE

2 DNA的空间结构与功能(2007、2010、2011、2012、2014、2016考点)★★★★

构成DNA的所有原子在三维空间的相对位置关系是DNA的空间结构。 DNA的空间结构可分为二级结构和高级结构。

(1)DNA双螺旋结构的实验基础 20世纪50年代初,美国生物化学家Chargaff提出了有关DNA中四种碱基组成的Chargaff规则:

①不同生物个体的DNA,其碱基组成不同;

②同一个体不同器官或不同组织的DNA具有相同的碱基组成;

③对于一特定组织的DNA,其碱基组分不随其年龄、营养状态和环境而变化;

④对于一特定的生物体而言,腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)的摩尔数相等,而鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)的摩尔数相等。

(2)DNA双螺旋结构模型的要点 Watson和Crick综合前人的研究结果,提出了DNA分子双螺旋结构的模型,具有下列特征。

①DNA由两条多聚脱氧核苷酸链组成 它们围绕着同一个螺旋轴形成右手螺旋的结构。 两条链呈现出反向平行的特征,即两条链中一条链是5′→3′方向,另一条链是3′→5′方向。 DNA双螺旋结构的直径为2.37nm,螺距为3.54nm。

②核糖与磷酸位于外侧 由脱氧核糖和磷酸基团构成的亲水性骨架位于双螺旋结构的外侧,而疏水的碱基位于内侧。 从外观上,DNA双螺旋结构的表面存在一个大沟和一个小沟。

③DNA双链之间形成了互补碱基对 一条链上的腺嘌呤(A)与另一条链上的胸腺嘧啶(T)形成了两个氢键;一条链上的鸟嘌呤(G)与另一条链上的胞嘧啶(C)形成了三个氢键。 这种碱基配对关系称为互补碱基对。碱基对平面与双螺旋结构的螺旋轴垂直。 平均而言,每一个螺旋有10.5个碱基对,每两个碱基对之间的相对旋转角度为36°,每两个相邻的碱基对平面之间的垂直距离为0.34nm。

④碱基对的疏水作用力和氢键共同维持着DNA双螺旋结构的稳定相邻的两个碱基对平面在旋进过程中会彼此重叠,由此产生了疏水性的碱基堆积力。 这种碱基堆积力(疏水作用力)和互补链之间碱基对的氢键共同维系着DNA双螺旋结构的稳定,并且前者的作用更为重要。

【智取分析】DNA双螺旋结构相关考题设置干扰项的5大特点:

①将右手说成是左手:正确应为双螺旋结构呈右手螺旋结构。

②将反向说成是同向:正确应为双螺旋结构两条链呈现出反向平行。

③将内(或外)侧说成是外(或内)侧:正确应为脱氧核糖和磷酸位于双螺旋结构的外侧,碱基位于内侧。

④将横向说成是纵向:正确应为双螺旋结构纵向靠碱基堆积力维系,横向靠氢键维系。

⑤将氢键说成是共价键(或3′,5′磷酸二酯键):正确应为双螺旋结构两条链的碱基间以氢键相连。

(3)DNA双螺旋结构的多样性 DNA的结构并不是一成不变的,溶液的离子强度或相对湿度的变化可以使DNA双螺旋结构的沟槽、螺距、旋转角度等发生变化。 Watson和Crick提出的双螺旋结构称为B型DNA。

(4)DNA的结构归纳总结

2016 26A.关于DNA双螺旋结构的叙述,错误的是

A.碱基平面与螺旋轴垂直 B.碱基配对发生在嘌呤与嘧啶之间

C.疏水作用力和氢键维持结构的稳定 D.脱氧核糖和磷酸位于螺旋的内侧 【答案】ABCDE

2007 164A.按照Chargaff规则,下列关于DNA碱基组成的叙述,正确的是

A.A与C的含量相等

B.A+T=G+C

C.同一生物体,不同组织的DNA碱基组成不同

D.不同生物来源的DNA,碱基组成不同 【答案】ABCDE

2010 157X.下列关于DNA二级结构模型的叙述,正确的是(D项数据在8版生物化学中有改动)

A.是右手双螺旋结构 B.两股脱氧核苷酸链呈同向平行

C.两股链间存在碱基配对关系 D.螺旋每周含10对碱基 【答案】ABCDE

2004 20A.下列DNA双螺旋结构的叙述,正确的是

A.一条链是左手螺旋,另一条链是右手螺旋

B.双螺旋结构的稳定纵向靠氢键维系

C.A+T与G+C的比值为1

D.两条链的碱基间以共价键相连

E.磷酸、脱氧核糖构成螺旋的骨架 【答案】ABCDE

2003 20A.下列关于DNA双螺旋结构模型的叙述,不正确的是(按老版教材命制的试题,8版数据有改动)

A.两股脱氧核苷酸链呈反向平行 B.两股链间存在碱基配对关系

C.螺旋每周包含10对碱基 D.螺旋的螺距为3.4nm

E.DNA形成的均是左手螺旋结构 【答案】ABCDE

2000 21A.下列关于DNA双螺旋结构模型的叙述正确的是

A.由两条完全相同的多核苷酸链绕同一中心轴盘旋成双螺旋

B.一条链是左手螺旋,另一条链为右手螺旋

C.A+G与C+T的比值为1 D.A+T与G+C的比值为1

E.两条链的碱基间以共价键相连 【答案】ABCDE

1993 137X.DNA双螺旋结构中的碱基对主要是

A.腺嘌呤 胸腺嘧啶 B.胞嘧啶 鸟嘌呤

C.尿嘧啶 鸟嘌呤 D.腺嘌呤 尿嘧啶 【答案】ABCDE

2011 26A.一个DNA分子中,若G所占的摩尔比是32.8%,则A的摩尔比应是

A.67.2% B.65.6% C.32.8% D.17.2% 【答案】ABCDE

2014 26A.如果一个新分离的核酸成分碱基组成为A=27%,G=30%,T=21%,C=22%,这一核酸分子最可能的结构是

A.DNARNA杂交双链 B.单链DNA

C.双链DNA D.单链RNA 【答案】ABCDE

2012 26A.具有左手螺旋的DNA结构的是

A.G四链体DNA B.A型DNA C.B型DNA D.Z型DNA 【答案】ABCDE

3 RNA的结构与功能(2006、2007、2008、2010、2011、2015、2016、2017考点)★★★★

(1)三种RNA的比较 请同学们结合8版生物化学P47图2 17和P48图2 19理解记忆。

【注意】考题中常将m RNA与t RNA的结构特点互为干扰项设置考题。

①真核生物的m RNA的结构特点是含有特殊5′末端帽和3′末端有多聚A尾结构,但原核生物无类似结构。

②应严格区分:m RNA和t RNA分子序列中分别含有密码子(三联体密码)和反密码子。

真核细胞细胞核内新生成的m RNA的初级产物(称为hn RNA)比成熟的m RNA大得多,hn RNA经过一系列的剪接成为成熟的m RNA。

④稀有碱基是指除A、G、C、T、U外的一些碱基,包括双氢尿嘧啶(DHU)、假尿嘧啶核苷(Ψ)和甲基化的嘌呤(m7G,m7A)等。

⑤t RNA分子序列中的“环”从5′→3′依次为DHU环、反密码子环(并不是密码子环)、TΨC环;所有t RNA分子3′端均为CCA OH,这是氨基酸的结合部位,称为氨基酸接纳茎。

⑥m RNA起快速“递信”作用——寿命最短(含量最少);t RNA起“转运”作用——其本身很小(分子量最小);r RNA起“加工厂”作用——含量最多。

2011 27A.下列关于t RNA的叙述,错误的是

A.分子中含稀有碱基较多 B.分子序列中含有遗传密码

C.t RNA分子具三叶草形二级结构 D.所有t RNA的3′端均为—CCA OH 【答案】ABCDE

2006 24A.下列关于m RNA的叙述,错误的是

A.在细胞核内由hn RNA剪接而成

B.真核生物m RNA有“帽子”和“多聚A尾”结构

C.生物体中各种m RNA的长短不同,相差很大

D.是各种RNA分子中半衰期最长的一类

E.其功能是作为蛋白质合成的模板 【答案】ABCDE

2001 143X.下列关于t RNA三叶草结构的叙述,正确的是

A.5′端第一个环是DHU环 B.有一个密码子环

C.有一个Tψ环 D.3′端具有相同的CCA OH结构 【答案】ABCDE

A.r RNA B.m RNA C.t RNA

D.hn RNA E.sn RNA

2003 97B.含稀有碱基最多的RNA是 【答案】ABCDE

2003 98B.既含内显子又含外显子的RNA是 【答案】ABCDE

2010 26A.下列选项中,符合t RNA结构特点的是(注意:开放阅读框位于m RNA上,并不是t RNA)

A.5′末端的帽子 B.3′末端多聚A尾 C.反密码子 D.开放阅读框 【答案】ABCDE

(2)原核、真核生物核糖体的组成 r RNA与核糖体蛋白共同构成核糖体,参与蛋白质的合成。

【注意】

①5Sr RNA不仅参与原核生物核糖体大亚基的形成,还参与真核生物核糖体大亚基的形成。

②原核生物大小亚基r RNA分别记忆为“原来你要留(16)下来,是为了爱上(23)我(5)”。

③真核生物大小亚基r RNA分别记忆为“真的给了一巴(18)掌,打我(5)的恶霸(28)是我爸(5.8)。

2008 26A.下列RNA中,参与形成原核生物50S大亚基的是

A.28S-r RNA B.23S-r RNA C.16S-r RNA D.hn RNA 【答案】ABCDE

(3)其他非编码RNA及其功能 非编码RNA是指一类不编码蛋白质但具有重要生物学功能的RNA分子。非编码RNA分为长链非编码RNA(lnc RNA)和短链(小)非编码RNA(snc RNA),后者的主要类型如下表:

【注意】

①hn RNA(不均一核RNA)是成熟m RNA的前体,经剪接形成成熟的m RNA。

②si RNA是生物宿主对于外源侵入基因表达的双链RNA进行切割所产生的具有特定长度和序列的小片段RNA,它能识别并清除外源双链RNA(即诱导外源基因表达的m RNA降解),可防御外源基因入侵。

③“si RNA”中的“i”为“interfering”(“干扰、防御”之意)的缩写——可以干扰、防御外源基因入侵。

④si RNA和mi RNAs都具有降解m RNA的功能,前者降解外源基因表达的m RNA,后者降解内源性m RNA。

⑤应严格区分核酶与核酸酶:前者是指某些本身具有催化RNA降解活性的小RNA分子,其本质是RNA;后者是指所有可以水解核酸的酶,其本质是蛋白质,分为DNA酶和RNA酶两类(参见8版生物化学P53)。

2015 26A.能使外源性侵入基因表达的m RNA降解的核酸是

A.sn RNA B.hn RNA C.si RNA D.sc RNA 【答案】ABCDE

A.hn RNA B.si RNA C.sno RNA D.5S-r RNA

2011 131B.能对外源侵入的双链RNA进行切割的核酸是 【答案】ABCDE

2011 132B.能与核内蛋白质组成核蛋白体(8版生物化学称为“核糖体”)的是 【答案】ABCDE

2008 36A.下列RNA中,参与形成小分子核糖核蛋白体的是

A.hn RNA B.m RNA C.sn RNA D.t RNA 【答案】ABCDE

【注意】“小分子核糖核蛋白体”在8版生物化学P328中被称为“核小核糖核蛋白颗粒(sn RNP)”。

2016 157X.下列核酸中,具降解m RNA功能的有

A.hn RNA B.si RNA C.mi RNA D.sno RNA 【答案】ABCDE

2007 26A.下列关于ribozyme的叙述,正确的是(注意:应严格区分核酶与核酸酶)

A.即核酸酶 B.本质是蛋白 C.本质是核糖核酸 D.其辅酶是辅酶 A 【答案】ABCDE

4 核酸的理化性质(2005、2007、2009、2013考点)★★★

(1)核酸分子具有强烈的紫外吸收 嘌呤和嘧啶都含有共轭双键。 因此,碱基、核苷、核苷酸和核酸在紫外波段有较强的光吸收。 在中性条件下,它们的最大吸收值在260nm[记忆为“酸溜溜(2个6)”]附近。 根据260nm处的吸收度,可以确定出溶液中的DNA或RNA的含量。

(2)DNA变性 DNA变性的定义和表现参见本书生物化学第1章。

在DNA变性解链过程中,DNA双链解开50%时的温度称为DNA的解链温度(Tm)或融解温度。DNA的Tm值与DNA长短以及碱基的GC含量相关。GC的含量越高,Tm值越高;离子强度越高,Tm值也越高。

【记忆技巧】

①由于DNA分子中腺嘌呤与胸腺嘧啶通过两个氢键形成碱基对,而鸟嘌呤与胞嘧啶通过三个氢键形成碱基对,因此,DNA分子中GC的含量越高,Tm值越高。

②Tm→m→middle(“中间”之意)→DNA双链解开50%(一半,1/2)时的温度。

(3)DNA的复性与核酸杂交 当变性条件缓慢地除去后,两条解离的互补链可重新互补配对,恢复原来的双螺旋结构。 这一现象称为复性。 热变性的DNA经缓慢冷却后可以复性,这一过程也称为退火。 DNA的复性速度受温度的影响,只有温度缓慢下降才可使其重新配对复性。 如将热变性的DNA迅速冷却至4℃以下,两条解离的互补链还来不及形成双链,所以DNA不能发生复性。

在DNA变性后的复性过程中,如果将不同种类的DNA单链或RNA放在同一溶液中,只要两种核酸单链之间存在着一定程度的碱基配对关系,它们就有可能形成杂化双链。这种杂化双链可以在不同的DNA单链之间形成,也可以在RNA单链之间形成,甚至还可以在DNA单链和RNA单链之间形成。这种现象称为核酸杂交。

2013 26A.DNA理化性质中的“Tm”值所表达的含义是

A.复制时的温度 B.复性时的温度

C.50%双链被打开的温度 D.由B型转变成A型的温度 【答案】ABCDE

2009 27A.下列DNA分子中,解链温度(Tm)最高的是

A.腺嘌呤和胸腺嘧啶含量为20% B.腺嘌呤和胸腺嘧啶含量为60%

C.鸟嘌呤和胞嘧啶含量为30% D.鸟嘌呤和胞嘧啶含量为50% 【答案】ABCDE

1999 21A.下列几种DNA分子的碱基组成比例各不相同,哪一种DNA的解链温度(Tm)最低?

A.DNA中A+T含量占15% B.DNA中G+C含量占25% C.DNA中G+C含量占40%

D.DNA中A+T含量占60% E.DNA中G+C含量占70% 【答案】ABCDE

1998 20A.不同的核酸分子其解链温度(Tm)不同,以下关于Tm的说法正确的是

A.DNA中GC对比例愈高,Tm愈高 B.DNA中AT对比例愈高,Tm愈高

C.核酸愈纯,Tm范围愈大 D.核酸分子愈小,Tm范围愈大

E.Tm较高的核酸常常是RNA 【答案】ABCDE

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