引言：核酸概述

引言：核酸概述 核酸的发现： 1868年，瑞士青年科学家 F.Miescher 从外科绷带上脓细胞的细胞核中分离得到一种含磷较高的酸性物质，称之为核素（nuclein）核素实质是一种核糖核蛋白

二、核酸的种类和分布 （一）核糖核酸（RNA）核糖核酸（ribonucleic acid-RNA）:转移RNA(transfer RNA-tRNA) 、信使RNA(messenger RNA-mRNA)、核糖体RNA（ribosomal RNA-rRNA）功能：三者共同参与遗传信息的表达。

高等真核生物rRNA：小亚基含18S rRNA，大亚基含5S rRNA、 5.8S rRNA、 28S rRNA。低等真核生物rRNA：小亚基含17S rRNA，大亚基含5S rRNA、 5.8S rRNA、 26S rRNA。原核生物rRNA：小亚基含16S rRNA。大亚基含5S rRNA、 23S rRNA。真核生物和原核生物mRNA的区别： 20世纪80年代以来，又发现了很多小RNA(small RNA,sRNA)——这些RNA分子大小在300个核苷酸左右或更小，具有新的特殊的生理功能。核内小RNA（snRNA）、核仁小RNA（snoRNA）、反义RNA（antisense RNA）、双链RNA（dsRNA）、细胞质小RNA（scRNA）、具有催化活性的RNA（ribozyme）、各种病毒RNA

（二）脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid- DNA） 功能：遗传信息的载体，负责遗传信息的贮存和发布。质粒DNA 真核生物

（二）核酸的分布

三、核酸的生物学功能 （一）DNA是主要的遗传物质 S代表有夹膜、菌落光滑型；R代表无夹膜、菌落粗糙型。 1944年，O.T.Avery（美）肺炎链球菌的转化实验,首次证明DNA是细菌遗传性状的转化因子。

转化作用： • 感受态的微生物或离体培养的细胞获得外源DNA并产生新的形状特征。

（一）DNA是主要的遗传物质 1952年，美国冷泉港 Hershey-Chase 噬菌体浸染细菌的实验。

（二）RNA生物学功能

第二节：核酸的化学组成 核酸的元素组成基本元素：C H O N P 核酸的元素组成有两个特点： 1. 一般不含S。 2. P含量较多，并且恒定（9%-10%）。因此，实验室中用定磷法进行核酸的定量分析。（DNA9.9% 、RNA9.5%）

核酸的分子组成 • 核酸（DNA和RNA）是一种线性多聚核苷酸，它的基本结构单元是核苷酸。 • 核苷酸本身由核苷和磷酸组成, • 而核苷则由戊糖和碱基形成所以，核酸核苷酸核苷磷酸戊糖碱基

4 3 N 5 2 6 N 1 一、核苷酸（一）碱基尿嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶 uracil cytosine thymine 嘧啶 —CH3 H U C T

6 7 5 N 1 N 2 4 8 N N 3 9 一、核苷酸（一）碱基腺嘌呤鸟嘌呤嘌呤 Adenine guanine AG

DNA的碱基组成：A G C T RNA的碱基组成：A G C U （tRNA中含有少量的T）

NH2 N O N —CH3 O N N N N 一、核苷酸组成核酸的稀有碱基 • 核酸中除了5类基本的碱基外，还有一些含量甚少的碱基，称为稀有碱基。稀有碱基大多是甲基化碱基，tRNA中含量丰富。 hm5C m5C I DHU

一、核苷酸 碱基的结构特征 • 碱基都具有芳香环的结构特征。嘌呤环和嘧啶环均呈平面或接近于平面的结构。 • 碱基的芳香环与环外基团可以发生酮式—烯醇式或胺式—亚胺式互变异构。

胺式亚胺式互变异构

酮式烯醇式互变异构 已公认：氢原子在碱基上有固定的位置

一、核苷酸 （二）核苷 • 组成核酸的戊糖有两种。DNA所含的戊糖为β-D-2-脱氧核糖；RNA所含的戊糖则为β-D-核糖。核苷和核苷酸分子中的核糖均为β型。

NH2 O 1 9 N U HOCH2 HOCH2 O O N N O H H H H N H H H H N OH H N OH O H dA （二）核苷 nucleoside 1．核苷酸 • 核苷由戊糖和碱基缩合而成，嘌呤的N9或嘧啶的N1与戊糖C-1’-OH以C-N糖苷键相连接。均为β-糖苷键。

它的结构很特殊，核糖不是与尿嘧啶的第一位氮（N1），而是与第5位碳（C5）相连接。它的结构很特殊，核糖不是与尿嘧啶的第一位氮（N1），而是与第5位碳（C5）相连接。假尿苷 胸腺嘧啶核糖核苷存在于tRNA和rRNA 存在于tRNA

一、核苷酸 （三）核苷酸nucleotide • 核苷酸是核苷的磷酸酯。作为DNA或RNA结构单元的核苷酸分别是5′-磷酸-脱氧核糖核苷和5′-磷酸-核糖核苷。

核苷酸的衍生物 （1） ATP (腺嘌呤核糖核苷三磷酸) • ATP是生物体内分布最广和最重要的一种核苷酸衍生物。它的结构如下：

(2) GTP (鸟嘌呤核糖核苷三磷酸)

（3）环化核苷酸cAMP 和 cGMP • cAMP(3’,5’- 环腺嘌呤核苷一磷酸)和 cGMP( 3’,5’-环鸟嘌呤核苷一磷酸)的主要功能是作为细胞之间传递信息的信使。 • cAMP 和 cGMP 的环状磷酯键是一个高能键。在 pH 7.4 条件下, cAMP 和 cGMP 的水解能约为43.9 kj /mol，比 ATP 水解能高得多。

（4）辅酶核苷酸 NAD+ NADP+ FMN FAD CoA

核苷酸的生物学作用 （1）参与DNA、RNA的合成、蛋白质的合成、糖与磷脂的合成。（2）在能量转化中起重要作用，ATP是生物体内能量的通用货币。（3）是构成多种辅酶的成分：NAD、NADP、FAD、FMN和CoA。（4）参与细胞中的代谢与调节（cAMP、cGMP）。

二、核酸的共价结构 • 核酸——指多聚核苷酸，是通过核苷酸的5’-磷酸基与另一分子核苷酸的C3’-OH形成磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。核酸的共价结构也就是核酸的一级结构，指核酸中核苷酸的序列。 • 由脱氧核糖核苷酸聚合而成的称为DNA链； • 由核糖核苷酸聚合而成的则称为RNA链。

NH2 NH2 CH2 O CH2 O O N N N N H H H H H H H H O—P—O— N N OH H O H N N OH -O—P=O O

（一）核酸中核苷酸的连接方式 • 在多聚核苷酸中，两个核苷酸之间形成的磷酸二酯键通常称为3′—5′磷酸二酯键。 • 多聚核苷酸链一端的C5′带有一个自由磷酸基，称为5′-磷酸端（常用5 ′-P表示）；另一端C3’带有自由的羟基，称为3′-羟基端（常用3 ′ -OH表示）。 • 多聚核苷酸链具有方向性，当表示一个多聚核苷酸链时，必须注明它的方向是5′→3′或是3′→5′。

引 言：核酸概述