生物材料课件-3生物大分子核酸

生物材料课件-3生物大分子核酸•核酸的概述目录•DNA的结构与功能CONTENTS•RNA的结构与功能•核酸的合成与降解•核酸在生物体内的应用01CHAPTER核酸的概述核酸的简介01核酸是生物体内重要的遗传物质，由核苷酸聚合而成，分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两类02核酸是遗传信息的载体，负责储存、复制和传递遗传信息，对生物体的遗传、变异和蛋白质合成等生命活动具有重要作用核酸的种类DNA主要存在于细胞核中，是细胞染色体的主要成分，负责储存和传递遗传信息RNA存在于细胞质中，根据其功能不同分为信使RNA（mRNA）、转移RNA（tRNA）和核糖体RNA（rRNA）等核酸的结构DNA双螺旋结构DNA由两条反向平行的多核苷酸链组成，通过碱基配对形成双螺旋结构，是遗传信息稳定传递的结构基础RNA结构RNA根据其功能具有不同的结构特征，如mRNA具有三联体密码子结构，tRNA具有反密码子结构和氨基酸臂等02CHAPTERDNA的结构与功能DNA的组成总结词DNA由四种脱氧核糖核苷酸组成，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸（dATP）、鸟嘌呤脱氧核苷酸（dGTP）、胸腺嘧啶脱氧核苷酸（dTTP）和胞嘧啶脱氧核苷酸（dCTP）详细描述DNA由四种脱氧核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接而成，每个脱氧核糖核苷酸由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基组成腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤与胞嘧啶配对，通过碱基互补配对原则形成稳定的双链结构DNA的双螺旋结构总结词DNA具有双螺旋结构，由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴盘绕形成详细描述DNA的双螺旋结构由沃森和克里克于1953年提出，是DNA分子的一种稳定的空间构象两条链上的碱基通过氢键连接，形成碱基对碱基对的配对遵循碱基互补配对原则，即A与T配对，G与C配对此外，DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧，构成DNA分子的骨架DNA的功能总结词DNA是遗传信息的载体，负责遗传信息的储存、复制和传递详细描述DNA分子中的碱基序列携带遗传信息，通过DNA的复制将遗传信息传递给下一代此外，DNA还具有调控基因表达的功能，通过与蛋白质的相互作用来控制基因的表达水平DNA的复制总结词DNA的复制是半保留复制，通过DNA聚合酶催化合成新的DNA链详细描述DNA的复制过程是在细胞分裂间期进行的复制时，母链DNA解开成为单链作为模板，以四种脱氧核糖核苷酸为原料，在DNA聚合酶的催化下合成新的子链新合成的子链与母链构成新的DNA双链结构复制过程中遵循碱基互补配对原则，确保新合成的子链与母链完全相同03CHAPTERRNA的结构与功能RNA的组成010203核糖核酸单链结构多种类型由核糖、碱基和磷酸组成，RNA通常呈单链结构，但根据功能和结构的不同，是RNA的基本组成单位也有部分RNA呈双链结构RNA可分为多种类型，如mRNA、tRNA和rRNA等RNA的结构碱基配对局部双螺旋高级结构RNA中的碱基通过配对形RNA分子中的局部区域可RNA分子还可以形成更复成碱基对，常见的碱基对形成双螺旋结构，如tRNA杂的空间结构和高级结构，有A-U、G-C等的三叶草结构如mRNA的帽结构和内含子结构RNA的功能遗传信息的传递蛋白质合成中的中介RNA在遗传信息的传递过程中起重要作用，mRNA是蛋白质合成的直接模板，通过与可将DNA中的遗传信息转录给mRNA核糖体结合指导氨基酸合成蛋白质蛋白质的修饰和定位基因表达的调控tRNA在蛋白质的翻译过程中负责氨基酸的某些非编码RNA可通过与DNA或蛋白质相转运和定位，同时还可以参与蛋白质的修互作用来调控基因的表达，如miRNA和饰siRNA等04CHAPTER核酸的合成与降解核酸的合成DNA合成DNA的合成需要DNA聚合酶的参与，以四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，合成方向为5到3RNA合成RNA的合成需要RNA聚合酶的参与，以四种核糖核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，合成方向为5到3核酸的降解DNA降解DNA的降解主要通过DNA酶的作用，将DNA分解成小片段，最终形成脱氧核苷酸RNA降解RNA的降解主要通过RNA酶的作用，将RNA分解成小片段，最终形成核糖核苷酸核酸合成与降解的调控转录水平调控翻译水平调控转录水平调控是指通过调节RNA聚合酶翻译水平调控是指通过调节mRNA的稳定的活性来控制特定基因的表达水平性、翻译起始和延伸等过程来控制蛋白质VS的合成速度和数量05CHAPTER核酸在生物体内的应用核酸在遗传信息传递中的作用遗传信息的储存遗传信息的转录核酸是遗传信息的载体，通过碱基配DNA中的遗传信息通过转录过程传递对的方式将遗传信息储存于DNA双螺给RNA，进而指导蛋白质的合成旋结构中遗传信息的复制DNA的复制过程是细胞分裂和繁殖的基础，确保遗传信息的传递和延续核酸在基因表达调控中的作用基因表达的启动与终止RNA聚合酶结合启动子区域，启动DNA转录为RNA的过程，同时RNA聚合酶的停顿和释放控制转录的终止基因表达的调控通过甲基化、乙酰化等修饰方式调控DNA的解旋和转录活性，影响基因的表达水平基因表达的剪接与编辑在转录过程中，内含子被剪接掉，外显子被拼接形成成熟的mRNA，同时mRNA在翻译过程中发生编辑现象，影响蛋白质的合成核酸在疾病诊断与治疗中的应用疾病诊断疾病治疗药物研发通过检测特定基因序列的突变、利用核酸的转录和翻译调控功能，利用核酸的特异性结合和调控功异常表达或特定病原体的核酸序通过基因治疗、反义寡核苷酸、能，开发核酸类药物，如核酸适列，实现疾病的早期诊断和鉴别小干扰RNA等技术，调控疾病相配体、核酶等，用于疾病的治疗诊断关基因的表达，达到治疗目的和预防THANKS谢谢。