- 陳鈞輝《普通生物化學》(第5版)筆記和課后習題(含考研真題)詳解
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- 7810字
- 2021-05-28 19:32:42
第4章 核酸化學
4.1 復習筆記
一、核酸的類別、分布和組成
1類別
核酸分核糖核酸RNA與脫氧核糖核酸DNA。RNA中又分mRNA、tRNA和rRNA三種,此外還有許多其他種類的RNA。
2分布
DNA主要存在于細胞核的染色質(chromatin)中,線粒體和葉綠體中也有。90%的RNA存在于細胞質中,10%存在于細胞核中,rRNA主要存在于核糖體內。
DNA和RNA核糖和嘧啶是有區別的。它們的組分區別如表4-1所示。
表4-1 RNA與DNA組分上的區別
3組成
(1)核糖及脫氧核糖
表4-2 RNA與DNA的組成與鑒定
(2)嘌呤堿
嘌呤堿為核酸中的嘌呤類物質,主要為腺嘌呤(A)和鳥嘌呤(G)兩種,次黃嘌呤、黃嘌呤與尿酸是腺嘌呤的代謝產物。
(3)嘧啶堿
嘧啶堿為核酸中的嘧啶類物質,核酸中存在的嘧啶堿有胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)及胸腺嘧啶(T)3種。DNA含胸腺嘧啶,RNA含尿嘧啶。
二、核苷與核苷酸
用核酸酶水解核酸可得到核苷酸,核苷酸經核苷酸酶水解又產生核苷和磷酸。核苷酸為核酸的組成單位,核苷和磷酸是組成核苷酸的基本物質。
圖4-1 核酸、核苷酸的化學組成
1核苷
核苷是由嘧啶和嘌呤與核糖或脫氧核糖相連組成的,嘌呤核苷是第9位氮與核糖或脫氧核糖第1′位碳相連,嘧啶核苷則由嘧啶第1位氮與糖第1′位碳相連。天然的核酸中只有5′-核糖磷酸。
表4-3 核苷的類別
2核苷酸
核苷酸是核苷的磷酸酯,由嘌呤堿或嘧啶堿、核糖或脫氧核糖和磷酸所組成。含核糖的核苷酸稱核(糖核)苷酸,含脫氧核糖的核苷酸稱脫氧核(糖核)苷酸。
表4-4 核苷酸的類別
(1)核苷酸的結構
核苷酸分子中糖基與磷酸基的連接方式為核糖基的第2′、3′和5′碳位上的自由羥基,分別與磷酸連接可生成3種核糖-磷酸酯異構體。
此外還有環式結構如環腺苷酸(cAMP)和環鳥苷酸(cGMP)。
(2)核苷酸的性質
①一般物理性質
核苷酸為無色粉末或結晶,易溶于水,不溶于有機溶劑,具有旋光性,在酸性溶液中不穩定,在中性及堿性溶液中很穩定。
②互變異構現象
凡堿基上有酮基的核苷酸都有酮式和烯醇式的互變異構現象。酮式和烯醇式兩種互變異構體常同時存在,并處于一定的平衡狀態。在體內核酸結構中酮式占優勢,這對于核酸分子中氫鍵的形成是很重要的。
③紫外吸收
由于嘌呤堿和嘧啶堿具有共軛雙鍵,所以堿基、核苷及核苷酸在260nm附近有最大吸收峰。
④核苷酸的兩性解離和等電點
核苷酸分子既含磷酸基,又含堿基,是兩性電解質,有等電點。
(3)核苷酸重要的衍生物
①ATP類的高能磷酸化合物:核苷二磷酸和核苷三磷酸。
②輔酶核苷酸:如尿苷-5′-二磷酸葡糖(UDPG)在代謝中作為輔酶以供給葡萄糖;煙酰胺核苷酸、黃素腺嘌呤二核苷酸和輔酶A等都參加氧化還原和其他代謝。
③核苷多磷酸和寡核苷多磷酸類化合物。
三、DNA的結構
1DNA的一級結構
DNA的一級結構是指DNA分子中核苷酸之間的連接方式和核苷酸的序列。
(1)DNA分子中核苷酸之間的連接方式
核苷酸的連接方式是由一個核苷酸脫氧核糖第5′的磷酸與另一核苷酸脫氧核糖第3′位的-OH相連成3′,5′-磷酸二酯鍵,沒有支鏈。核苷酸鏈堿基的順序是5′→3′。
(2)與DNA結構研究有關的工具酶
與DNA研究有關的工具酶如表4-5所示。
表4-5 與DNA研究有關的工具酶
(3)DNA分子中核苷酸的序列
①化學斷裂法
化學斷裂法利用一種多核苷酸激酶在被測DNA樣品的5′端羥基上標記32P,然后根據堿基所在位置分為G、G+A、T+C和C 4組,采用不同專一性試劑修飾堿基,使每組樣品在其特定堿基位斷裂,即得長度不同的核苷酸片段。
②鏈終止法
鏈終止法又稱雙脫氧法或酶法,是用2′,3′-雙脫氧核苷三磷酸(2′,3′-ddNTP)為核苷酸鏈合成的抑制劑,根據DNA復制原理制備各種核苷酸片段。從互補鏈的核苷酸序列,即可推知被測核酸的核苷酸序列。
③DNA測序的新方法
DNA雜交法(sequencing by hybridization,SBH)、MALDI-TOF質譜法、掃描隧道顯微鏡(scanning tunneling microscope,STM)和原子力顯微鏡(atomic force microscope,AFM)。
2DNA的二級結構——雙螺旋結構
通過用X射線衍射法研究DNA,Watson與Crick提出了DNA的雙螺旋結構模型。
大多數天然DNA是雙鏈DNA,也有單鏈、三鏈和四鏈的DNA。
(1)DNA的雙螺旋結構
雙螺旋結構式DNA的經典模型結構,DNA的雙螺旋結構模型結構的下列特點:
①兩條反向平行的多核苷酸鏈形成右手雙螺旋,它們平行地圍繞同一個中心軸盤繞。
②DNA的兩條多核苷酸鏈之間有兩條螺旋形的凹槽,一條深而且寬,稱為大溝,另一條淺而且窄,稱為小溝。這些溝對DNA和蛋白質的相互識別是很重要的。
③堿基位于螺旋的內部,脫氧核糖和磷酸位于螺旋的外側,它們組成多核苷酸鏈的骨架。
④雙螺旋的直徑是2nm,兩個相鄰的堿基對之間的距離為0.34nm,每10個核苷酸形成螺旋的一轉。
⑤兩條多核苷酸鏈由堿基對之間的氫鍵相連,A與T配對形成兩個氫鍵;G與C配對形成三個氫鍵。這種堿基之間的配對關系稱作堿基互補。
⑥堿基互補具有重要的生物學意義,它是DNA復制、轉錄和逆轉錄等的分子基礎。
(2)DNA雙螺旋結構的穩定性
DNA雙螺旋結構很穩定的,穩定DNA結構的主要有3種作用力。包括:
①氫鍵
A與T相配對,形成2個氫鍵;G與C相配對,形成3個氫鍵;G與C配對更穩定,DNA結構的穩定性與G+C的百分含量成正比。
②堿基堆積力
堿基形狀扁平,疏水,分布于螺旋的內側,大量鄰近堿基對的堆積,使其內部形成一個強大的疏水區,與介質的水分子隔開,這種現象稱疏水作用。
③離子鍵
磷酸基上的負電荷與介質中陽離子之間形成的離子鍵,可以有效地屏蔽磷酸基之間的靜電斥力。
(3)DNA雙螺旋的種類
①右手螺旋DNA
用X射線衍射分析研究DNA結構時,因DNA鈉鹽纖維樣品相對濕度或鹽的種類等條件不同,雙螺旋結構的特征也不相同,通常用A、B、C 3種類型,均為右手螺旋。
表4-6 不同類型右手DNA雙螺旋比較
②左手螺旋DNA
左手螺旋DNA分子中磷原子的走向為鋸齒形,因而被稱為Z-DNA。其結構特點為:
a.左手螺旋DNA分子中每12個核苷酸組成一個左手螺旋,比右手螺旋DNA的直徑略細。
b.堿基對偏離螺旋軸心而比較靠近螺旋分子外表,呈現堿基比較暴露的狀態。
c.小溝深窄,大溝平坦而不明顯。
d.Z-DNA中的鳥嘌呤為順式,核糖的C-3′外露,而右手螺旋DNA分子中的鳥嘌呤為反式,核糖C-2′為外露。
(4)DNA的三鏈結構和四鏈結構
①三鏈DNA
三螺旋DNA是在雙螺旋DNA的大溝中插入第三條鏈,從而形成三股螺旋,有Py型和Pu型兩種類型。
②四鏈DNA
X射線衍射和核磁共振的研究表明,合成序列(T/A)m Gn(m=1~4,n=1~8)的單鏈DNA中4個鳥嘌呤可通過Hoogsteen堿基配對,形成分子內或分子間的四螺旋結構,其基本結構單元是鳥嘌呤四聯體。
3DNA的三級結構
DNA的三級結構是在二級結構上進一步扭曲、折疊而形成。
(1)超螺旋結構
環狀DNA分子的雙螺旋多轉幾圈后產生額外張力使DNA內部使原子的位置重排,DNA發生扭曲,這種DNA雙螺旋的扭曲為超螺旋。
雙鏈環狀DNA可形成共價閉環DNA的超螺旋結構和開環DNA等三級結構,其中超螺旋是DNA三級結構的一種最常見形式。
(2)超螺旋的分類
①負超螺旋
放松DNA雙螺旋形成的超螺旋為負超螺旋,自然界存在的超螺旋DNA分子絕大多數是負超螺旋,負超螺旋有利于DNA的解鏈,在DNA的復制和轉錄中具有重要意義。
②正超螺旋
旋緊DNA雙螺旋形成的超螺旋為正超螺旋。
4真核細胞染色體DNA的結構的特點
真核生物形成高度有序和高度致密的結構——染色體。
(1)有重復序列
真核細胞染色體DNA中有許多重復出現的核苷酸序列,為重復序列。除酵母以外的真核細胞都有重復序列,原核細胞中不存在重復序列。根據重復出現的次數不同,分為高度重復序列、中度重復序列和單一序列。
①高度重復序列
高度重復序列是指在整個基因組中重復的次數很高,大于105的重復序列,對維持染色體的結構有關。
②中度重復序列
中度重復序列在整個基因組中重復次數為10~105。中度重復序列的DNA通常作為基因用,如rRNA基因、tRNA基因、組蛋白基因和免疫球蛋白基因等都屬于中度重復序列。
③單一序列
單一序列,又稱單拷貝基因,是指在整個基因組中只出現1次或少數幾次的序列。單一序列是作為基因用,絕大多數編碼蛋白質(如血紅蛋白、卵清蛋白和絲心蛋白等)或酶的結構基因屬于單一序列。
(2)回文序列
回文序列又稱反向重復序列,回文序列變性和復性后可形成十字形結構或發夾結構,原核細胞和真核細胞中均有,與DNA和蛋白質之間的識別有關。
四、RNA的結構
表4-7 mRNA、tRNA和rRNA的結構
1RNA的一級結構
(1)RNA分子中核苷酸之間的連接方式
RNA的一級結構指核苷酸之間的連接方式和核苷酸的序列。RNA分子中核苷酸之間的連接方式是通過3′,5′-磷酸二酯鍵相連,形成有一個5′端和一個3′端的無支鏈RNA長鏈結構。
(2)RNA分子中核苷酸的序列
常用的RNA分子中核苷酸的序列測定方法有:
①用專一性核糖核酸酶裂解RNA
用各種堿基專一的核糖核酸酶分別將RNA部分水解,得到長度不一的核苷酸片段,經變性聚丙烯酰胺凝膠電泳,放射自顯影后即可讀出RNA的序列。
②用化學試劑裂解RNA
同DNA序列測定的化學斷裂法。
③逆轉錄成cDNA
先用逆轉錄酶(又稱RNA指導的DNA多聚酶),將被測RNA逆轉錄為互補DNA(cDNA),然后按照測DNA序列的化學斷裂法或鏈終止法進行序列測定的。
(3)降解RNA的核酸酶
降解RNA的核酸酶稱核糖核酸酶,這是一類水解RNA的酶。常見的具有專一性的有RNaseⅠ和RNaseT1。非專一性核酸酶類如蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二酯酶。專一性核糖核酸酶RNaseⅠ和RNaseT1的功能如表4-8所示:
表4-8 RNaseⅠ和RNaseT1的功能特性
(4)RNA的一級結構
①tRNA的一級結構
tRNA為單鏈多聚核苷酸,核苷酸之間以3′,5′磷酸二酯鍵相連。主要結構特點有:
a.相對分子質量很小。
b.各種tRNA的鏈長很接近,一般在73~93個核苷酸之間。
c.各種tRNA中約有20多個位置上的核苷酸是不變和半不變的。
d.各種tRNA的3′端都為CCA,這是接受氨基酸的一端;5′端大多數為pG,少數為pC。
e.tRNA含有較多的修飾成分。
②rRNA的一級結構
rRNA是指核糖體RNA,其一級結構是由3′,5′-磷酸二酯鍵相連的多核苷酸核糖體,由大小兩個不同亞基組成。rRNA中修飾堿基的含量比tRNA少得多,但有甲基化核苷的存在。
③mRNA的一級結構
mRNA為單鏈多聚核苷酸,核苷酸之間以3′,5′磷酸二酯鍵相連。
a.mRNA種類多,分子量差異很大。
b.真核細胞mRNA為單順反子,有5′-非編碼區、3′-非編碼區,中間的編碼區編碼一條多肽鏈。原核細胞mRNA為多順反子,一條mRNA有多個編碼區。
c.真核細胞mRNA5′端有一個帽子結構,可防止5′核酸外切酶的降解作用,同時有助于核糖體與mRNA的識別與結合。
d.大多數真核細胞mRNA 3′末端有poly(A)結構,與mRNA分子的穩定性及運輸有關,原核細胞mRNA沒有poly(A)結構。
2RNA的二級結構
大多數RNA分子鏈的許多區域自身發生回折。回折區內的多核苷酸段呈螺旋結構。由于鏈的回折配對的堿基之間形成氫鍵,不能配對的堿基形成突環。螺旋結構的穩定因素主要也是堿基堆積力,其次才是氫鍵。
(1)tRNA的二級結構
tRNA的二級結構為三葉草形,由五部分構成:氨基酸接受臂、DHU環、TψC環、可變環(或額外環)、反密碼子環(圖4-2)。
①氨基酸接受臂由tRNA3′端和5′端附近的7對堿基所組成,3′端的CCA接受活化的氨基酸;
②二氫尿嘧啶環:由8~12個核苷酸組成,具有兩個二氫尿嘧啶,與tRNA分子的其余部分相連。
③反密碼環具有反密碼子。
④Tψc臂與一個含有TψC序列的環和一個可變環(或稱額外環)相連;
⑤額外環,又稱可變環,位于TψC環和反密碼環之間,其大小往往是tRNA分類的重要指標。
圖4-2 酵母丙氨酸tRNA(tRNAAla)的三葉草形二級結構
(2)rRNA的二級結構
rRNA的二級結構亦為三葉形。
(3)mRNA的二級結構
mRNA的二級結構也是通過單鏈自身回折而形成莖-環結構。
3RNA的三級結構
tRNA的三級結構為倒L形。
五、核酸的性質
1性狀和溶解度
DNA為白色纖維狀固體,RNA為白色粉末,微溶于水,鈉鹽溶解度較大。不溶于一般有機溶劑,可用乙醇和異丙醇沉淀核酸。
2分子大小
DNA和RNA分子量都很大,但DNA的分子量比RNA的更大,在1.6×106~2.2×109之間。DNA分子大多數是不對稱的。
3酸堿性質
核酸分子中含有磷酸基和堿基,磷酸基可解離放出H+,堿基可接受H+,具有酸堿性質。由于磷酸基的酸性較強,所以其等電點較低。RNA的等電點為pH 2.0~2.5,而DNA的等電點在pH4~4.5范圍內。
4紫外吸收特征
(1)嘌呤和嘧啶都含有共軛雙鍵,因此堿基、核苷、核苷酸、核酸都具有紫外吸收特性,最大吸收值在260nm附近。
(2)A260=1.0相當于50μg/ml雙鏈DNA,40μg/ml單鏈或RNA以及20μg/ml寡核苷酸。
(3)利用A260/A280可以判斷核酸樣品的純度,純DNA樣品A260/A280為1.8,純RNA為2.0。
5核酸的變性及復性
(1)DNA變性
①DNA變性定義
DNA變性是指DNA雙鏈互補堿基對之間的氫鍵在某些理化因素(溫度、pH、離子強度等)作用下發生斷裂,使雙鏈DNA解離為單鏈的現象。
②熔解溫度(Tm)
a.溶解溫度的定義
熔解溫度又稱DNA的解鏈溫度,是指在解鏈過程中,DNA雙螺旋失去一半時的溫度。
b.Tm值可作為衡量DNA樣品均一性的標準。
c.DNA的Tm值與其DNA長短以及堿基的GC含量相關。GC的含量越高,Tm值越高,其經驗公式為:(G+C)%=(Tm-69.3)×2.44。
d.溶液的離子強度越高,Tm值越高,反之則相反。因此,DNA制品應保存在較高濃度的溶液中,常保存在1 mol/L NaCl溶液中。
③DNA的增色效應
DNA的增色效應是指在DNA解鏈過程中,由于有更多的共軛雙鍵得以暴露,DNA在260nm處的吸光度隨之增加的現象,是監測DNA雙鏈是否發生變性的最常用的指標。
(2)DNA復性
①復性的定義
復性是指兩條解離的互補鏈在變性條件緩慢地除去后可重新配對,恢復原來的雙螺旋結構的現象。
②復性的制約因素
a.DNA濃度較高時,兩條互補鏈彼此相碰的機會增加,易于復性。
b.因加熱變性的DNA,當溫度超過Tm后,即迅速冷卻到低溫時,不能復性,可以用來保持DNA變性狀態。但當溶液維持在Tm以下的較高溫度時,則可能復性,一般比Tm低25℃左右時最佳。
c.DNA片段的大小也影響其復性的速度,大的線狀單鏈,其擴散速度慢,碰撞機會小。
(3)雜交
來源不同具有互補堿基序列的多核苷酸片段在溶液中冷卻時可以再形成雙螺旋結構,稱為雜交作用。其基本原理是利用硝酸纖維素濾膜能牢固地結合單鏈核酸,而不能結合雙鏈DNA或雙鏈RNA。
①Southern印跡法,也稱DNA印跡法,是指通過將待測的單鏈DNA轉移并固定到特定的膜上并用標記的探針進行雜交,是檢測目的基因的一種分子雜交技術。具體方法步驟如圖4-3所示。
圖4-3 DNA印跡法步驟
②Northern印跡法,又稱RNA印跡法,是將變性RNA轉移到硝酸纖維素膜上,與放射性同位素標記的RNA或與單鏈DNA探針進行雜交的方法。
③Western印跡法,又稱蛋白質印跡法,是根據抗體與抗原可以結合的原理,分析蛋白質的方法。
6沉降
沉降是指在超離心機的離心力作用下,核酸分子下沉的現象。沉降DNA時常用氯化銫作介質。DNA的浮力密度與DNA分子構象有密切關系。經沉降后的分布圖如圖4-4所示。
圖4-4 DNA的沉降
六、核酸的生物功能和實踐意義
核酸是基本遺傳物質,在蛋白質的生物合成上占有重要位置,在個體的生長、生殖、遺傳、變異和轉化等一系列生命現象中起決定性作用
1DNA的生物功能
(1)DNA是基本的遺傳物質
DNA主要存在于細胞核內,是染色體的主要成分,DNA是生物遺傳的主要物質基礎,是基因的基礎化學物質。在遺傳過程中DNA的具體作用有兩方面。
①在細胞分裂時按照自己的結構精確復制傳給子代。
②作為模板將所儲遺傳信息傳給mRNA。
細菌的轉化實驗第一次直接證明了DNA是遺傳物質,噬菌體感染實驗,又一次直接證明了具有遺傳作用的是DNA而不是蛋白質。
(2)DNA與變異
①基因突變的定義
基因突變是由于DNA堿基對的置換、增添或缺失而引起的基因結構的變化。
②基因突變的類型
按基因結構改變的類型可分為堿基置換和移碼突變。基因突變的類型和機制如表4-9所示.
表4-9 基因突變的類型及機制
(3)DNA與病變
①DNA與遺傳性疾病
遺傳性疾病又稱先天性疾病,是由于遺傳缺陷而產生的,即是DNA結構改變的結果。如血紅蛋白鏈中的谷氨酸密碼子發生突變變成纈氨酸導致鐮刀狀貧血病的發生,缺乏產生促黑素生成的酪氨酸酶的基因引起白化病。
②DNA與癌變
DNA與癌變的關系十分復雜,某些物理或化學因素導致DNA結構改變,形成了一種變異的癌細胞的DNA,這種變異的DNA生物體不能修復,最后會導致癌癥。
(4)克隆與克隆化
克隆是指由單一親代細胞用無性繁殖產生的子代細胞。形成克隆的過程稱克隆化。利用克隆技術可使新引入的基因擴大化,產生大量DNA、單克隆抗體和某些稀有蛋白質。克隆技術在基因工程和免疫學上有著重要作用。
2RNA的生物功能
(1)RNA與蛋白質的生物合成
①RNA的功能和特性
3種RNA(mRNA、tRNA和rRNA)都參與了蛋白質的生物合成。RNA可通過參與蛋白質的合成、中心法則和逆轉錄過程傳遞遺傳信息。具體的功能如表4-10所示。
表4-10 mRNA、tRNA和rRNA參與蛋白質合成的功能特性
②遺傳密碼
a.密碼子
密碼子,又稱三聯體密碼,是mRNA上3個相鄰的核苷酸序列,一個密碼子就代表一種氨基酸。共有64個密碼子,AUG稱為起始密碼子,UAA、UAG、UGA 3個密碼子為終止密碼子,不編碼任何氨基酸,只作為肽鏈合成終止的信號。
b.反密碼子
反密碼子是tRNA上與mRNA密碼子結合的特殊堿基三聯體。密碼子與反密碼子作用示意圖如圖4-6所示。
圖4-5 密碼子和反密碼子的關系
(2)RNA與遺傳
部分病毒以RNA作為遺傳物質。
(3)RNA在傳遞遺傳信息上的作用
①mRNA是蛋白質合成的模板。
②tRNA是氨基酸的運載工具及蛋白質生物合成的適配器。
③rRNA是核糖體的主要成分,是翻譯工作的場所。
④遺傳信息從DNA轉錄到mRNA,從mRNA翻譯為蛋白質的遺傳信息傳遞過程稱為中心法則。逆轉錄現象的發現證明遺傳信息也可以從RNA逆轉錄到DNA,這一現象豐富了中心法則。
3核酸與病毒
(1)病毒是含DNA或RNA的核蛋白,結構以核酸為中心,外包以保護性蛋白質外殼,主要成分為糖蛋白。病毒一般為棒狀和球狀,有無定形者,病毒RNA一般為發夾形。
(2)可分為DNA病毒和RNA病毒兩大類。
常見的DNA病毒有:牛痘病毒、T4噬菌體。
RNA病毒有:煙草花葉病毒(TMV)、小兒麻痹病毒、流行感冒病毒、呼吸道及腸道病毒。
4核酸及其水解產物在人類生活上的實踐意義
目前,人類已利用核酸的水解物,如腺苷三磷酸(ATP)、肌苷酸(5-IMP)、環腺苷酸(cAMP)以及核酸水解后的核苷酸混合物等,已應用于醫學(如ATP、cAMP、核酸水解物“核酪”)、工業(5-IMP用作增鮮劑)和農業(核酸水解物用作農作物的增產)等各方面。
七、核酸的分離、合成和鑒定原理
核酸分離和純化的原則:DNA要注意保持分子完整性,RNA注意盡可能完全抑制RNA酶的活性。
1DNA的分離純化
DNA的分離純化步驟:將細胞破碎,提取DNA,然后用苯酚或氯仿等除去蛋白質,用2倍體積的乙醇沉淀DNA,得纖維狀DNA。用RNA酶除去RNA,再去多糖等雜質,得較純的DNA。最后用柱層析或密度梯度離心等方法純化,最終得到純的DNA。
2RNA的分離純化
RNA的提取可采用苯酚提取法,破碎細胞做成勻漿時,直接加入含水苯酚,使含水苯酚與勻漿一起振蕩,然后離心。上層水相含RNA和多糖,取出水層,加入2倍體積的乙醇使RNA沉淀,再進一步純化。
3合成
人工合成核酸的方法有兩類,一類是酶促合成法,另一類是化學合成法。酶促合成法主要是利用核苷酸磷酸化酶或有關專一性核酸聚合酶合成DNA或RNA。
4鑒定和含量測定
(1)核酸的鑒定
①RNA的鑒定方法
濃鹽酸和苔黑酚(3,5-二羥甲苯)與RNA反應生成綠色物質,可以鑒定RNA,也可以在670nm測吸光度,通過標準曲線計算RNA的含量。
②DNA的鑒定方法
DNA在酸性條件(冰醋酸和少量濃硫酸)下與二苯胺反應生成藍色物質,可以鑒定DNA,也可以在595nm測吸光度,通過標準曲線計算DNA的含量。
(2)核酸含量的鑒定
①根據磷元素的含量測定
RNA中含磷量為9.0%,DNA中含磷量為9.2%,因此可以根據磷元素的含量計算DNA和RNA的含量。含磷量的測定是用濃硫酸將核酸消化,使其有機磷變成無機磷,然后與鉬酸銨定磷試劑作用,生成藍色的鉬藍。在一定濃度范圍內,藍色的深淺和磷含量成正比,可在660nm比色測定。從磷的標準曲線可知樣品中磷的含量,從而求出核酸的含量。
②根據核糖和核脫氧核糖的含量測定
DNA與二苯胺反應生成藍色物質,RNA與苔黑酚反應生成綠色物質,再利用比色法計算DNA和RNA的含量。
③紫外吸收法
實驗室中常見的是測量核酸在260nm和280nm的吸光度(A值),從A260/A280的比值可判斷樣品的純度。
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