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《核酸的结构和功能》PPT课件•核酸的简介contents•DNA的结构和功能•RNA的结构和功能目录•核酸的生物合成•核酸在生物体内的应用01核酸的简介核酸的发现核酸的发现可以追溯到19世纪中叶,1869年,德国科学家米歇尔随着技术的发展,人们逐渐认识到核酸当时科学家们开始研究细胞中的化学成(Friedrich Miescher)从白细胞中提是遗传信息的载体,对于生物体的遗传、分取出了一种富含磷的物质,他称之为变异和蛋白质合成具有重要作用“核素”(nuclein)核酸的分类此外,还有一类特殊的核酸——核糖根据组成和结构的不同,核酸可以分核酸(tRNA)和脱氧核糖核酸为两大类脱氧核糖核酸(DNA)和(rDNA),它们在蛋白质合成和基核糖核酸(RNA)因表达调控中发挥着重要作用DNA主要存在于细胞核中,是细胞遗传信息的载体;RNA主要存在于细胞质中,参与蛋白质的合成核酸的结构核酸是由许多单核苷酸聚合而成的长链大分子,每个单核苷酸由磷酸、脱氧核糖或核糖、含氮碱基组成DNA的基本结构是双螺旋,两条互补链通过碱基配对形成稳定的结构;RNA则是单链结构,但在某些区域可通过自身回折形成双链结构含氮碱基包括腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)或尿嘧啶(U),它们在核酸中的比例和排列顺序决定了核酸的特异性02DNA的结构和功能DNA的组成010203脱氧核糖碱基磷酸是DNA的基本骨架,通过包括腺嘌呤(A)、鸟嘌位于脱氧核糖的外侧,是磷酸二酯键连接形成链状呤(G)、胸腺嘧啶(T)DNA的基本组成单位脱氧结构和胞嘧啶(C),它们通核糖核苷酸之间的连接物过碱基配对原则相互连接DNA的双螺旋结构由两条反向平行的脱氧核糖核酸螺旋的每个完整的圈包含10个DNA双螺旋结构具有稳定性和链组成,碱基位于螺旋内侧,通碱基对,每个碱基对的旋转角度规则性,是遗传信息存储和传递过氢键相互配对,形成碱基对为36度的基础DNA的功能遗传信息的载体基因表达的调控遗传性疾病的诱因DNA携带遗传信息,通过DNA上的基因通过转录和DNA中的突变和异常可能复制将遗传信息传递给下翻译过程,控制蛋白质的导致遗传性疾病的发生一代合成,进而调控生物体的各种功能03RNA的结构和功能RNA的组成核糖核酸由核糖、碱基和磷酸组成,是构成RNA的基本单位常见的RNA类型mRNA、tRNA和rRNA,它们在细胞中的功能各不相同RNA的结构碱基配对RNA中的碱基通过特定的配对方式单链结构形成双螺旋结构,即A与U配对,G与C配对RNA通常呈单链线性结构,但在特定情况下,如tRNA,可以形成三叶草状结构高级结构在细胞内,RNA可以与其他RNA或蛋白质形成复杂的复合物,以执行特定的功能RNA的功能01020304信息传递蛋白质合成氨基酸转运基因表达调控mRNA作为遗传信息的传递rRNA是核糖体的主要组成部tRNA在蛋白质合成中起到运某些非编码RNA通过与DNA者,将DNA中的遗传信息转分,而核糖体是蛋白质合成的送氨基酸的作用,确保正确的或蛋白质结合来调控基因的表录到蛋白质中场所氨基酸被添加到肽链中达04核酸的生物合成DNA的复制复制方式DNA的复制方式是半保留复制,即亲代DNA双链分子中的两条母链分别作为模板,合成子代DNA分子中的两条互补链复制过程DNA的复制过程包括解旋、合成子链和校对三个阶段其中,解旋阶段是亲代DNA双链分子在特定的解旋酶作用下,将双螺旋解开成为单链;合成子链阶段是以解开的母链为模板,合成互补的子链;校对阶段则是校对机制确保新合成的子链与母链完全相同RNA的转录转录方式转录过程RNA的转录方式是转录,即以DNA的一RNA的转录过程包括启动、延伸和终止条链为模板,按照碱基互补配对原则,三个阶段其中,启动阶段是RNA聚合合成RNA的过程VS酶与DNA模板链上的启动子结合,形成转录起始复合物;延伸阶段是RNA聚合酶按照模板链上的信息,将核糖核苷酸一个个连接起来形成RNA链;终止阶段是当RNA聚合酶遇到终止子时,转录停止,RNA聚合酶和RNA链从模板上释放出来翻译翻译方式翻译是指以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程翻译过程翻译过程包括起始、延长和终止三个阶段其中,起始阶段是核糖体与mRNA上的起始密码子结合,形成起始复合物;延长阶段是核糖体沿着mRNA移动,氨基酸一个个按照mRNA上的密码子顺序连接起来形成肽链;终止阶段是当核糖体遇到终止密码子时,翻译停止,核糖体和肽链从mRNA上释放出来05核酸在生物体内的应用基因工程基因工程是通过人工操作对基因进行剪切、拼接和重组,从而改变生物体的遗传性状基因工程在农业、工业和医学等领域有广泛应用,如转基因作物的培育、酶的生产和基因治疗等基因工程技术的发展为人类提供了更高效、精准的疾病诊断和治疗手段,同时也带来了伦理和安全方面的挑战基因治疗基因治疗可以分为直接基因治疗和间接基因治疗两种类型,其中直接基因治疗是将正常的基因直接导入人体细胞中,而间接基因治疗则是通过调节人体细胞中的基因表达来达到治疗目的基因治疗是指通过改变人体细胞的基因来治疗疾病的基因治疗在遗传性疾病、肿瘤和病毒感染等领域有广方法泛应用前景,但目前仍处于临床试验阶段,需要进一步研究和探索生物信息学生物信息学是利用计算机科学和信息管理的理论和方法来研究生物学问题的一门学科生物信息学的研究内容包括基因组学、蛋白质组学、代谢组学等方面的数据挖掘和分析,以及生物医学图像处理等生物信息学的发展为生命科学研究提供了强大的数据支持和工具,有助于深入揭示生命现象的本质和规律,促进生物医学研究和临床实践的发展感谢您的观看THANKS。