核酸具有哪些共同的理化性质?核酸的变性受哪些因素的影响?
变性,这是DNA最重要的一个性质.
①DNA双链之间以氢键连接,氢键是一种次级键,能量较低,易受破坏,在某些理化因素作用下,DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂,使DNA双螺旋结构松散,变成单链,即为DNA变性.DNA变性只涉及二级结构改变,不伴随一级共价键的断裂
核酸本质是蛋白质,任何可以影响蛋白质变性的因素都可以影响核酸.有化学因素,物理因素和生物因素.
如果从微观考虑,则要从核酸的合成考虑起.
一、知识要点
核酸分两大类:DNA和RNA。所有生物细胞都含有这两类核酸。但病毒不同,DNA病毒只含有DNA,RNA病毒只含RNA。
核酸的基本结构单位是核苷酸。核苷酸由一个含氮碱基(嘌呤或嘧啶),一个戊糖(核糖或脱氧核糖)和一个或几个磷酸组成。核酸是一种多聚核苷酸,核苷酸靠磷酸二酯键彼此连接在一起。核酸中还有少量的稀有碱基。RNA中的核苷酸残基含有核糖,其嘧啶碱基一般是尿嘧啶和胞嘧啶,而DNA中其核苷酸含有2′-脱氧核糖,其嘧啶碱基一般是胸腺嘧啶和胞嘧啶。在RNA和DNA中所含的嘌呤基本上都是鸟嘌呤和腺嘌呤。核苷酸在细胞内有许多重要功能:它们用于合成核酸以携带遗传信息;它们还是细胞中主要的化学能载体;是许多种酶的辅因子的结构成分,而且有些(如cAMP、cGMP)还是细胞的第二信使。
DNA的空间结构模型是在1953年由Watson和Crick两个人提出的。建立DNA空间结构模型的依据主要有两方面:一是由Chargaff发现的DNA中碱基的等价性,提示A=T、G≡C间碱基互补的可能性;二是DNA纤维的X-射线衍射分析资料,提示了双螺旋结构的可能性。DNA是由两条反向直线型多核苷酸组成的双螺旋分子。单链多核苷酸中两个核苷酸之间的唯一连键是3′,5′-磷酸二酯键。按Watson-Crick模型,DNA的结构特点有:两条反相平行的多核苷酸链围绕同一中心轴互绕;碱基位于结构的内侧,而亲水的糖磷酸主链位于螺旋的外侧,通过磷酸二酯键相连,形成核酸的骨架;碱基平面与轴垂直,糖环平面则与轴平行。两条链皆为右手螺旋;双螺旋的直径为2nm,碱基堆积距离为0.34nm,两核酸之间的夹角是36°,每对螺旋由10对碱基组成;碱基按A=T,G≡C配对互补,彼此以氢键相连系。维持DNA结构稳定的力量主要是碱基堆积力;双螺旋结构表面有两条螺形凹沟,一大一小。
DNA能够以几种不同的结构形式存在。从B型DNA转变而来的两种结构A型和Z型结构巳在结晶研究中得到证实。在顺序相同的情况下A型螺旋较B型更短,具有稍大的直径。DNA中的一些特殊顺序能引起DNA弯曲。带有同一条链自身互补的颠倒重复能形成发卡或十字架结构,以镜影排列的多嘧啶序列可以通过分子内折叠形成三股螺旋,被称为H -DNA的三链螺旋结构。由于它存在于基因调控区,因而有重要的生物学意义。
不同类型的RNA分子可自身回折形成发卡、局部双螺旋区,形成二级结构,并折叠产生三级结构,RNA与蛋白质复合物则是四级结构。tRNA的二级结构为三叶草形,三级结构为倒L形。mRNA则是把遗传信息从DNA转移到核糖体以进行蛋白质合成的载体。
核酸的糖苷键和磷酸二酯键可被酸、碱和酶水解,产生碱基、核苷、核苷酸和寡核苷酸。酸水解时,糖苷键比磷酸酯键易于水解;嘌呤碱的糖苷键比嘧啶碱的糖苷键易于水解;嘌呤碱与脱氧核糖的糖苷键最不稳定。RNA易被稀碱水解,产生2’-和3’-核苷酸,DNA对碱比较稳定。细胞内有各种核酸酶可以分解核酸。其中限制性内切酶是基因工程的重要工具酶。
核酸的碱基和磷酸基均能解离,因此核酸具有酸碱性。碱基杂环中的氮具有结合和释放质子的能力。核苷和核苷酸的碱基与游离碱基的解离性质相近,它们是兼性离子。
核酸的碱基具有共轭双键,因而有紫外吸收的性质。各种碱基、核苷和核苷酸的吸收光谱略有区别。核酸的紫外吸收峰在260nm附近,可用于测定核酸。根据260nm与280nm的吸收光度(A260)可判断核酸纯度。
变性作用是指核酸双螺旋结构被破坏,双链解开,但共价键并未断裂。引起变性的因素很多,升高温度、过酸、过碱、纯水以及加入变性剂等都能造成核酸变性。核酸变性时,物理化学性质将发生改变,表现出增色效应。热变性一半时的温度称为熔点或变性温度,以Tm来表示。DNA的G+C含量影响Tm值。由于G≡C比A=T碱基对更稳定,因此富含G≡C的DNA比富含A=T的DNA具有更高的熔解温度。根据经验公式xG+C =(Tm - 69.3)× 2.44可以由DNA的Tm值计算G+C含量,或由G+C含量计算Tm值。
变性DNA在适当条件下可以复性,物化性质得到恢复,具有减色效应。用不同来源的DNA进行退火,可得到杂交分子。也可以由DNA链与互补RNA链得到杂交分子。杂交的程度依赖于序列同源性。分子杂交是用于研究和分离特殊基因和RNA的重要分子生物学技术。
染色体中的DNA分子是细胞内最大的大分子。许多较小的DNA分子,如病毒DNA、质粒DNA、线粒体DNA和叶绿体[]NA也存在于细胞中。许多DNA分子,特别是细菌的染色体DNA和线粒体、叶绿体DNA是环形的。病毒和染色体DNA有一个共同的特点,就是它们比包装它们的病毒颗粒和细胞器要长得多,真核细胞所含的DNA要比细菌细胞多得多。
真核细胞染色质组织的基本单位是核小体,它由DNA和8个组蛋白分子构成的蛋白质核心颗粒组成。其中H2A,H2B,H3,H4各占两个分子,有一段DNA(约146bp)围绕着组蛋白核心形成左手性的线圈型超螺旋。细菌染色体也被高度折叠,压缩成拟核结构,但它们比真核细胞染色体更富动态和不规则,这反映了原核生物细胞周期短和极活跃的细胞代谢。
核酸具有哪些共同的理化性质?核酸的变性受哪些因素的影响?
核酸的糖苷键和磷酸二酯键可被酸、碱和酶水解,产生碱基、核苷、核苷酸和寡核苷酸。酸水解时,糖苷键比磷酸酯键易于水解;嘌呤碱的糖苷键比嘧啶碱的糖苷键易于水解;嘌呤碱与脱氧核糖的糖苷键最不稳定。RNA易被稀碱水解,产生2’-和3’-核苷酸,DNA对碱比较稳定。细胞内有各种核酸酶可以分解核酸。其中...
常见的酸和碱中哪些在空气中质量会减小,哪些会增大,分别是化学性质还是...
——常见的酸:浓硫酸:质量增大(具有吸水性,会吸收空气中的水蒸气),物理性质 浓盐酸:质量减小(HCl本身易溶于水,HCl分子会于空气中的H2O结合),物理性质 浓硝酸:质量减小(见光易分解,4HNO3=光照=4NO2↑+O2↑+2H2O),化学性质;同时具有挥发性,物理性质 ***说法不一,具体以你老师...
以盐酸和烧碱为例,归纳整理酸和碱有哪些通性。
以盐酸为例:1)酸溶液能与酸碱指示剂作用 稀盐酸能使无色酚酞不变色,使紫色石蕊试液变红色 2)酸溶液能与活泼金属锌、铁等反应 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ 3)酸溶液能与金属氧化物氧化铜等反应 CuO + 2HCl = CuCl2+ H2O 4)酸溶液能与碱反应 HCl + NaOH = NaCl + H2O 5)酸溶液...
酸和碱的物理性质
另外还有被称为-{zh-hk:刘以士;zh-cn:路易斯}-(G. N. Lewis)酸的定义,定义酸为电子对的接受者,范围更为广泛。酸可以和碱进行中和作用(neutralization),生成水和盐 根据酸在水溶液中电离度的大小,有强酸和弱酸之分 ,一般认为,强酸在水溶液中完全电离,如盐酸、硝酸;弱酸在水溶液中部分电离,如乙酸、碳酸[1...
酸的物理性质
他认为在水中能电离出氢离子并且不产生其它阳离子的物质叫酸。盐酸(HCl)、 硫酸(H2SO4)、硝酸( HNO3 )、磷酸(H3PO4) 碳酸(H2CO3) 在水溶液中电离时,产生的阴离子(酸根)虽然各不相同,但产生的阳离子(H+)却是相同的 , 因此它们在性质上有共同的地方,例如具有酸味;能溶解许多金属...
初中化学中常见的酸有哪些?物理性质和化学性质。以及用途分别表现在哪些...
初中化学涉及的酸常见的有稀盐酸,稀硫酸。物理性质方面,浓盐酸易挥发,稀盐酸也会挥发,稀硫酸比较稳定。化学性质方面,均可与活性比较强的金属置换反应,产生氢气,也可与大多数碳酸盐发生反应生成二氧化碳,稀盐酸可用范围较多,稀硫酸在与部分碳酸盐反应时可能会生成难溶物,如硫酸钙,硫酸钡等阻碍反应...
盐酸具有哪些理化性质?
盐酸的理化性质有:物理性质、化学性质、配位性、有机化学。外观与性状:无色液体有腐蚀性。为氯化氢的水溶液(工业用盐酸会因有杂质三价铁盐而略显黄色)。在化学上人们把盐酸和硫酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸合称为六大无机强酸。有刺激性气味。由于浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体与空...
酸都有酸味吗
大多数酸都是有酸味的,这和他们电离出的H+有关,H+具有酸味,所以大多数酸都有酸味,但并非所有酸都有酸味,例如单宁酸就有涩味,因为被多个硝基相连。酸性和酸味是两个不同领域的概念。酸性的概念从科学上讲是属化学概念,而酸味是人们在日常生活中,用舌或鼻感觉到的气味和味道。
酸性氧化物的通性有哪些
3. 可以溶于水并产生相应的酸。部分酸性氧化物可以溶于水,产生对应的酸。例如,二氧化硫与水反应生成亚硫酸。4. 与还原剂发生氧化还原反应。酸性氧化物在某些情况下,可以与还原剂发生氧化还原反应。接下来详细解释这些通性:与碱反应生成盐和水,这一性质表明酸性氧化物具有接受电子的能力,能够中和碱性...
硫酸的物理和化学性质
硫酸的性质如下:硫酸(化学式H2SO4)是一种常见的无机化合物,具有较强的氧化性和腐蚀性。下面从形态、液态和固态等方面来介绍硫酸的性质。1.硫酸的形态 硫酸呈无色、浓密的油状液体,具有非常强烈的硫酸味。在常温下,浓硫酸的密度大约为1.84g\/cm³,是众多化学品中密度最大的之一。此外,...
粱霞金龙:[答案] 第二章 核 酸一、知识要点核酸分两大类:DNA和RNA.所有生物细胞都含有这两类核酸.但病毒不同,DNA病毒只含有DNA,RNA病毒只含RNA.核酸的基本结构单位是核苷酸.核苷酸由一个含氮碱基(嘌呤或嘧啶),一个戊糖(核糖或脱...
宿豫县15852399485: 核酸具有哪些物理化学特性、光谱学和热力学特性? - ?
粱霞金龙: (1)化学性质①酸效应:在强酸和高温,核酸完全水解为碱基,核糖或脱氧核糖和磷酸.在浓度略稀的的无机酸中,最易水解的化学键被选择性的断裂,一般为连接嘌呤和核糖的糖苷键,从而产生脱嘌呤核酸.②碱效应1. DNA:当PH值超出生...
宿豫县15852399485: 核酸具有哪些物理化学特性? - ?
粱霞金龙:[答案] 核酸是由核苷酸或脱氧核苷酸通过3′,5′-磷酸二酯键连接而成的一类生物大分子.具有非常重要的生物功能,主要是贮存遗传信息和传递遗传信息.包括核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两类.核酸的基本结构单位是核苷酸.核...
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宿豫县15852399485: 核苷酸理化性质是什么? ?
粱霞金龙: 核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物,为生命的最基本物质之一.核酸广泛存在于所有动植物细胞、微生物体内,生物体内的核酸常与蛋白质结合形成核蛋白....
宿豫县15852399485: 组成核酸的碱基有哪几种?有何主要理化性质 - ?
粱霞金龙: 组成核酸的碱基有5种,即A、T、U、C、G,五碳糖有2种,核糖与脱氧核糖,核苷酸有8种,其中4种脱氧核糖核苷酸,4种核糖核苷酸,脱氧核糖核苷酸所含碱基为A、T、C、G,核糖核苷酸所含碱基为A、U、C、G 碱基互补配对规律的计算的...
宿豫县15852399485: 核苷酸有哪些生物学功能 - ?
粱霞金龙:[答案] 核酸是生物体内极其重要的生物大分子,是生命的最基本的物质之一.最早是瑞士的化学家米歇尔于1870年从脓细胞的核中分离出来的,由于它们是酸性的,并且最先是从核中分离的,故称为核酸.核酸的发现比蛋白质晚得多.核酸分为脱氧核糖核酸(...
宿豫县15852399485: 试说明蛋白质和核酸在结构和性质上有哪些相似的特点? - ?
粱霞金龙:[答案] 相似点: 1)都是在结构单元基础上链接而成的生物大分子.都具有一级结构,即结构单元的排列顺序,蛋白质中是氨基酸的排列,核酸中是核苷酸的排序; 2)都具有在一级结构基础上的二级结构,而且这些二级结构都是特定的结构,蛋白质中α-螺...
宿豫县15852399485: 核酶的生物学意义是? - ?
粱霞金龙: 合酶的生物学意义就是,核酸可以仅依靠自身,而不依靠蛋白质即可进行催化活动,打破了生化催化一定需要蛋白质的限制.bs一下楼上拷贝粘贴.
宿豫县15852399485: 核酸的主要功能是什么?越全面越好! - ?
粱霞金龙: (一)核酸的紫外光吸收 在核酸分子中,由于嘌呤碱与嘧啶碱中含有共轭双键体系,因而有特殊的紫外吸收光谱,一般在260nm外有最大吸收峰,其吸收强度常以光密度表示,简称o.d.值(optical density),可以此定量测定核酸或...