考研生化核酸

第二章 核酸的结构与功能

核酸是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，它的主要功能是携带和传递遗传信息。核酸分为两类，一类是脱氧核糖核酸，英文简称DNA，另一类是核糖核酸，英文简称RNA。DNA90%以上分布于细胞核，其余分布于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。其主要功能是携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型，这种遗传信息能通过复制的方式进行传代。RNA则与DNA相反，仅有10%分布于细胞核，90%都分布在细胞质。其主要功能是参与细胞内DNA遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。

第一节 核酸的化学组成及一级结构

我们用核酸酶将核酸进行水解，首先分解为各种核苷酸，核苷酸可以进一步分解为磷酸和核苷，核苷还可以进一步分解为戊糖和碱基。观察这个图我们可以发现核酸是由磷酸、戊糖和碱基这三部分组成的。

1. 元素组成：同蛋白质一样核酸也含有C、H、O、N这四种基本元素，另外核酸还含有一种基本元素P元素。在蛋白质中元素N的相对含量保持不变，在核酸中元素P的含量也保持在（9~10%）2. 分子组成：核酸由磷酸、戊糖和碱基三部分组成。戊糖分为两类，RNA中的戊糖是核糖，DNA中的戊糖是脱氧核糖，碱基也分为两类：嘌呤碱和嘧啶碱，它们都是含氮杂环化合物。

一、碱基

核酸中嘌呤碱主要是腺嘌呤（简写为A）和鸟嘌呤（简写为G），嘧啶碱主要是胞嘧啶

（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。碱基中的各个原子分别以数字编号。DNA和RNA中均含有腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶，而尿嘧啶主要存在于RNA中，胸腺嘧啶主要存在于DNA中。五种碱基上的酮基或氨基，均位于杂环上氮原子的邻位。因此都能形成酮式-烯醇式或氨基-亚氨基的互变异构。这两种异构体的平衡关系受介质酸碱环境的影响。

二、戊糖

戊糖有核糖、脱氧核糖两类，核糖存在于RNA中，脱氧核糖存在于DNA中。为了与碱基中原子的编号相区别，核糖或脱氧核糖中的原子标以C-1’，C-2’等。脱氧核糖与核糖两者的差别只在于脱氧核糖中与2’位碳原子连接的不是羟基而是氢，这一差别使DNA在化学上比RNA稳定得多。

三、核苷

核苷是由戊糖与含氮碱基脱水缩合生成的化合物。在大多数情况下，核糖或脱氧核糖的C1’ 羟基与嘧啶碱N1或嘌呤碱N9脱水缩合，生成糖苷键，把碱基和核糖（脱氧核糖）连接起来形成核苷（脱氧核苷）。根据碱基的不同核苷分为AR, GR, UR, CR，如果与碱基相连的是脱氧核糖那么就称为脱氧核苷包括dAR, dGR, dTR, dCR。

四、核苷酸(ribonucleotide)的结构与命名

核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。一般来说，核苷中的戊糖5’碳原子上羟基被磷酸酯化形成5’核苷酸或5’脱氧核苷酸。核苷酸：AMP, GMP, UMP, CMP，脱氧核苷酸：dAMP, dGMP, dTMP, dCMP。

核苷酸在体内除构成核酸外，尚有一些游离核苷酸参与物质代谢、能量代谢与代谢调节。一磷酸核苷的磷酸可进一步磷酸化，依据磷酸基团的多少，有一磷酸核苷、二磷酸核苷、三磷酸核苷。各磷原子分别标以α、β、γ加以区别。5’核苷酸的磷酸基与戊糖C-3’ 羟基脱水缩合成酯键，形成5’环化核苷酸（如cAMP，cGMP）。体内还有一些具有十分重要生理功能的核苷酸衍生物：如辅酶Ⅰ(NAD+)、辅酶Ⅱ(NADP+)、辅酶A、黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），它们的分子中都含有腺苷酸。

五、核酸的一级结构

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