ácido nucleico
función del ADN
El principal material genético es el portador de la información genética.
función del ARN
Participar en la biosíntesis de proteínas.
En los virus de ARN, el ARN es el material genético.
Procesamiento y modificación postranscripcional de ARN.
Implicado en la regulación de la expresión genética y la función celular.
nucleótido
base
Citosina (C), uracilo (U), timina (T)
Nucleótidos raros: como IMP (sustancia importante para el metabolismo de los ácidos nucleicos)
azúcar pentosa
Azúcar pentosa en el ADN: β-D-2′-desoxirribosa
Azúcar pentosa del ARN: β-D-ribosa
nucleósido o desoxinucleósido
ADN
estructura primaria
Se refiere al modo de conexión y al orden de disposición entre los desoxinucleótidos. El modo de conexión es el enlace fosfodiéster 3', 5'.
estructura secundaria
Estructura de doble hélice (propuesta por Watson y Crick)
Doble hélice antiparalela hacia la derecha con surcos mayores y menores en la superficie
La columna vertebral de desoxirribosa-fosfato está afuera y el par de bases complementarias está adentro.
El diámetro de la hélice es de 2 nm, la distancia vertical entre los planos base adyacentes es de 0,34 nm, cada vuelta es de 10 pb y el paso de la hélice es de 3,4 nm.
Las principales fuerzas que estabilizan la estructura de doble hélice: fuerzas de apilamiento de bases y enlaces de hidrógeno de emparejamiento de bases.
Ley de composición de bases del ADN (ley de Chargaff)
Ley de equivalencia de bases: En el ADN de casi todos los organismos, A=T, G=C, A G=T C
La composición de las bases del ADN es específica de cada especie y la relación de asimetría (A T)/(G C) varía de una especie a otra.
estructura terciaria
Estructura superhelicoidal
El ADN natural existe principalmente en una estructura superhelicoidal negativa.
ARN
ARNm
El ARNm es la plantilla para la síntesis de proteínas y utiliza principalmente la estructura primaria (método de conexión de ribonucleótidos y orden de disposición) para transmitir información genética.
Estructura molecular del ARNm procariótico.
Compuesto por una región líder, varias regiones de traducción (cistrones) y secuencias terminales
Generalmente policistrónico
La región líder del extremo 5' tiene una secuencia rica en bases púricas, que es la secuencia SD.
Estructura molecular del ARNm eucariota.
Hay una estructura de tapa en el extremo 5', seguida por la región no traducida 5', la región codificante y la región no traducida 3'.
El extremo 3' es una cola poli(A).
tran
Transportan y transportan aminoácidos activados, reconocen los codones del ARNm y transportan aminoácidos específicos al ribosoma para la síntesis de proteínas de acuerdo con la secuencia del código genético del ARNm.
Características de la estructura primaria: Contiene nucleósidos más raros. El extremo 3' tiene secuencia CCA;
Los extremos 4 y 5 ´ son en su mayoría pG (algunos son pC)
Estructura secundaria: estructura en forma de trébol, compuesta por cuatro brazos y cuatro anillos: anillo de dihidrouracilo (anillo D), brazo D, anillo anticodón, brazo anticodón (brazo AC), anillo adicional, anillo TψC, brazo TψC, brazo de aminoácidos (el El extremo 3´-CCA es el sitio de unión para los aminoácidos activados)
Estructura terciaria: estructura en forma de L invertida
ARNr
Las células procarióticas tienen 3 tipos de rRNA (5S, 16S, 23S rRNA)
Hay 4 tipos de ARNr en las células eucariotas (ARNr 5S, 5.8S, 18S, 28S)
Función: La actividad transferasa que forma los ribosomas y cataliza la formación de enlaces peptídicos existe en el ARNr 23S y participa en la unión del ARNt y el ARNm.
ribosoma
Virus
Organismos no celulares compuestos de ácidos nucleicos y proteínas.
cromosoma
La unidad estructural básica de los cromosomas y la cromatina es el nucleosoma, que está compuesto de ADN envuelto alrededor de histonas.
Propiedades físicas y químicas importantes.
Propiedades generales:
(1) Forma cristalina: ADN en forma de fibra blanca, ARN en forma de polvo blanco
(2) Solubilidad: soluble en agua, insoluble en disolventes orgánicos
(3) Acidez y alcalinidad: acidez obvia, punto isoeléctrico tan bajo como 2,0-2,5,
(4) Viscosidad: el ADN tiene alta viscosidad, el ARN tiene baja viscosidad
(5) Características de disociación anfótera: hidrólisis alcalina e hidrólisis ácida.
Características de hidrólisis alcalina e hidrólisis ácida:
(1) En condiciones alcalinas suaves: los enlaces fosfodiéster del ADN son estables y todos los enlaces fosfodiéster del ARN se descomponen en nucleótidos cíclicos 2' y 3'.
(2) Exponer ácido diluido durante mucho tiempo (o aumentar la temperatura o la acidez): la purina se separa y se descompone una pequeña cantidad de enlaces fosfodiéster.
(3) Tratamiento con ácido medio-fuerte o ácido concentrado: la pirimidina se descompone y se descomponen más enlaces fosfodiéster
Características de absorción UV: absorbancia máxima cerca de 260 nm
Desnaturalización, renaturalización e hibridación molecular de ácidos nucleicos.
Desnaturalización: Bajo la influencia de factores físicos y químicos, los enlaces de hidrógeno entre los pares de bases del ADN se rompen y la doble hélice se desenreda. Se trata de un proceso climatérico, acompañado de un aumento de A260 (efecto hipercrómico) y pérdida de la función del ADN.
Factores de desnaturalización: desnaturalización térmica, desnaturalización ácido-base (pH inferior a 4 o superior a 11),
Desnaturalizante (urea, clorhidrato de guanidina, formaldehído, etc.)
Tm: La temperatura a la que A260 alcanza la mitad de su valor máximo durante la desnaturalización térmica se denomina temperatura de fusión del ADN, representada por Tm
Renaturalización: bajo ciertas condiciones, las bases entre las cadenas simples de ADN desnaturalizado se reparan para restaurar la estructura de doble hélice. Acompañado de una disminución de A260 (efecto hipocrómico), se restablece la función del ADN.
Principales factores que afectan la regeneración.
1. Temperatura: el ADN desnaturalizado térmicamente se puede renaturalizar cuando se enfría lentamente, pero no se puede renaturalizar mediante un enfriamiento rápido.
2. Concentración de ADN: cuanto mayor es la concentración, más rápida es la renaturalización
3. Tamaño del fragmento de ADN: cuanto más grande es el fragmento, más lenta es la renaturalización
4. El número de secuencias repetidas en un fragmento de ADN.
5. Fuerza iónica de la solución
Hibridación molecular: siempre que exista una región de emparejamiento de bases entre las hebras simples de ADN de diferentes fuentes o entre el ADN y el ARN monocatenarios, se puede formar una región de doble hélice local durante la renaturalización, lo que se llama hibridación molecular de ácido nucleico.
solicitud:
1. Identificación de pureza (A280 es la absorbancia máxima de proteínas y sustancias fenólicas)
El A260/A280 del ADN puro debe ser 1,8 (1,65-1,85)
El A260/A280 del ARN puro debe ser 2,0.
Si contiene proteínas o fenoles, la proporción A260/A280 se reducirá significativamente.
2. Determinar si el ADN está desnaturalizado.
Durante el proceso de desnaturalización del ADN, el coeficiente de absorción molar aumenta (efecto crómico)
Durante el proceso de renaturalización del ADN, el coeficiente de absorción molar disminuye (efecto sustractivo)
Entre los tres tipos de ARN, el ARNt es el más abundante, seguido del ARNr y muy poco ARNm.
Base experimental importante
① Experimento de transformación de neumococo
② Experimento de infección por bacteriófagos
[Objetivo] Dominar la composición de nucleótidos, la ley de Chargaff, las características estructurales y funciones del ADN, ARNt, ARNr y ARNm, especialmente los puntos clave y el significado del modelo de estructura de doble hélice del ADN. Dominar las propiedades de absorción de rayos UV, desnaturalización y renaturalización de ácidos nucleicos e hibridación molecular.
[Puntos clave] La estructura del ADN, las características estructurales y funciones del ARNt, ARNm y ARNr, y las propiedades físicas y químicas de los ácidos nucleicos.
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