核酸的分子结构
第三节核酸的分子结构
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核小体的结构：
组蛋白八聚体： H2A H2B H3 H4 各2分子
H1
1分子
DNA盘绕八聚体1.６５圈， 共146bp, 中间连接60bp， 每个核小体重复单位约占 DNA 200bp。
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富含A T的序列
高等生物中，A+T与C+G的含量差不多相等， 但在它们的染色体的某一区域，A T含量可能很 高。在很多有重要调节功能（不是蛋白质编码区） 的DNA区段都富含A T碱基对。特别是在复制起 点和启动的Pribnow框的DNA区中，富含A T 对。这对于复制和转录的起始十分重要，因为G C对有三个氢键，而A T对只有两个氢键，此处双 键易解开。
不受年龄、营养、性别及其他环境等影响
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double helix model
第二章核酸的分子结构
O O- P O
O-
磷酸
(phosphate)
5´
CH2
（N = A、G、C、U、T）
N 碱基
O
(nitrogenous base)
4´ H O
H 3´
H 1´ 2´ H
OH (O)H
核糖(pentose sugar )
2.1.1 碱基(base)、核苷(nucleoside)、核苷酸
(nucleotide)的概念和关系
第二章 核酸的分子结构
1 核酸通论 2 核酸基本构件单位—核苷酸 3 DNA的分子结构 4 RNA的分子结构
4 重点内容：①核苷酸的化学组成与命名； ②DNA的二级结构(双螺旋模型)；③真核生 物mRNA和原核生物mRNA的结构比较；④ tRNA的二级结构。
4 难点内容：①DNA分子结构与功能的关系； ②RNA分子结构与功能的关系。
核糖体蛋白如何识别rRNA上的结合位点，如何和rRNA结合，不同核糖体蛋白彼此如 何识别，怎样互相联结，组装成为功能性的核糖体，尚在研究之中。目前只知道彼此所 处的相对位置，联结的细节不明。
3.5 DNA的三级结构——超螺旋
（supercoil）
生物体闭环DNA都以超螺旋形式存在，如 细菌质粒、病毒、线粒体DNA。线性DNA 分子或环状DNA分子中有一条链有缺口时 不能形成超螺旋。
第2节核酸的分子结构
第二节核酸的分子结构
核酸的一级结构是指其结构中核苷酸的排列次序。在庞大的核酸分子中，各个核苷酸的唯一不同之处仅在于碱基的不同。因此核苷酸的排列次序也称碱基排列次序。
核酸就是由许多核苷酸单位通过3’,5’-磷酸二酯键连接起来形成的不含侧链的长链状化合物。核酸具有方向性的长链状化合物，多核苷酸链的两端，一端称为5’-端，另一端称为3’-端。
组成DNA的核苷酸虽然只有四种，但是各种核苷酸的数量、比例和排列次序不同，并且DNA分子中的核苷酸（碱基）数量都多达百万乃至千万，因此可以形成各种特异性的DNA片段，由这些排列方式所提供的信息，几乎是无限的，从而造就了自然界丰富多彩的物种和个体之间的千差万别。
二、DNA的二级结构——双螺旋结构模式
DNA双螺旋结构是DNA二级结构的一种重要形式，它是Watson和Crick两位科学家于1953年提出来的一种结构模型。
双螺旋模型的要点如下：
1．DNA分子是由两条长度相同、方向相反的多聚脱氧核糖核苷酸链平行围绕同一“想象中”的中心轴形成的双股螺旋结构。二链均为右手螺旋。双螺旋表面存在着两条凹沟，与脱氧核糖-磷酸骨架平行。较深的沟称为大沟（major groove），较浅的称为小沟（minor groove）。这些沟状结构与蛋白质和DNA的识别及结合有关，通过这样的相互作用，实现对基因表达的调控。
2．两条多核苷酸链中，脱氧核糖和磷酸形成的骨架作为主链位于螺旋外侧，而碱基朝向内侧。两链朝内的碱基间以氢键相连，使两链不至松散。碱基间的氢键形成有一定的规律：即腺嘌呤与胸腺嘧啶以二个氢键配对相连；鸟嘌呤与胞嘧啶以三个氢键相连（即A=T，G≡C）。这种碱基配对规律被称为“碱基互补规律”。这些配对的碱基一般处在同一个平面上，称碱基平面，它与双螺旋的长轴垂直。
核酸的分子结构与核苷酸代谢课件
意义：一级结构蕴藏了遗传信息，决定了DNA的 二级结构和空间结构。
目录
二、 DNA的二级结构-双螺旋结构
DNA的两条多聚核苷酸链间通 过氢键形成的双螺旋结构。
目录
（一）DNA双螺旋结构的研究背景
1 、 DNA 分 子 中 碱 基 组 成 的 规 律 － Chargaff 规律(1950-1953年) a. 在所有生物的DNA中， DNA分子中 四种碱基的摩尔百分比具有一定的规 律性即A=T，G=C 且A+G=C+T (碱 基当量规律或Chargaff 规律） 。 b. DNA的碱基组成具有种的特异性。 c. DNA碱基组成没有组织和器官的特 异性。
（Watson, Crick, 1953）
1、DNA分子由两条相互平行 但走向相反的脱氧多核苷酸 链，围绕同一中心轴以右手 螺旋方式构成一个双螺旋形 状。
目录
（二） DNA双螺旋结构模型要点
（Watson, Crick, 1953）
2、疏水的碱基平面层叠于螺旋的内 部，亲水的脱氧核糖-磷酸以磷酸 二酯键相连形成的骨架位于螺旋 的外侧。
核苷酸是由核苷与磷酸经脱水缩合后生成的 磷酸酯类化合物，包括核糖核苷酸和脱氧核糖核 苷酸两大类。
核苷酸：AMP, GMP, UMP, CMP 脱氧核苷酸：dAMP, dGMP, dTMP, dCMP
DNA的分子结构和特点
DNA的分子结构和特点
一.DNA的分子结构
DNA（Deoxyribonucleic acid）是指一种核酸，它是一种左旋半胱氨
酸二糖，是有机分子中最大的一种，它包含有一个糖基骨架，也称作双螺
旋（double helix）。DNA的每一个碱基对中含有一个碱基，碱基有P
（腺嘌呤，Adenine）和Q（胞嘧啶，Guanine）、T（胸腺嘧啶，Thymine）和C（胞嘧啶，Cytosine），它们之间形成非共价键关系，以构成DNA分
子的双螺旋结构。其中，P与Q形成两个氮原子之间的三原子氢键，而T
与C之间则由两组二原子硫键构成双螺旋的一条边。
二.DNA的特点
1.DNA的双螺旋结构是其特有的特点，每条DNA分子都是一个由碱基
对组成的双螺旋结构，它们之间形成了一个特殊的结构，这允许DNA在其
双螺旋结构中存储信息、转录和翻译基因密码子。
2.DNA的具有强烈的能量和稳定性。DNA分子的稳定性比一般有机分
子都要高，并且具有良好的酸碱分析能力，可以有效地吸收环境中存在的
营养物质，在生物体发展中发挥重要作用。
3.DNA具有良好的熔点。DNA分子的熔点比较高，在此温度下分子就
可以被分解，从而进行DNA的分子克隆、序列分析、基因工程等活性操作，因此，DNA的熔点是其重要特点之一
4.DNA具有优异的遗传性能。DNA是遗传物质，它可以从一代传到另
一代，从而保证生物体进化的连续性。
核苷酸的分子结构
核苷酸的分子结构
引言
核苷酸是生命体中重要的生物分子之一，它在遗传信息的传递、蛋白质合成以及能量代谢等方面起着关键作用。本文将深入探讨核苷酸的分子结构，包括其组成、结构特点以及在生物体内的功能。
核苷酸的组成
核苷酸由三个基本组成部分构成：碱基、糖和磷酸基团。碱基是核苷酸的核心部分，常见的碱基有腺嘌呤（adenine）、胞嘧啶（cytosine）、鸟嘌呤（guanine）和尿嘧啶（thymine）。糖部分通常为五碳糖，如脱氧核糖（deoxyribose）或核糖（ribose）。磷酸基团连接在糖的第五位碳上，形成了一个三元复合物。
核苷酸的结构特点
DNA和RNA
DNA和RNA是两种不同类型的核苷酸。DNA是双链结构，由两条互补配对的链组成。每条链都是由脱氧核糖和磷酸基团交替连接而成，碱基则通过氢键与对应的互补碱基配对。DNA的四种碱基为腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和尿嘧啶。RNA是单链结构，
由核糖和磷酸基团交替连接而成，碱基则通过氢键与DNA或其他RNA分子配对。RNA的四种碱基为腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和尿苷。
碱基配对规则
在DNA分子中，腺嘌呤与胞嘧啶通过两个氢键进行配对，而鸟嘌呤与尿嘧啶通过三个氢键进行配对。这种特定的碱基配对规则使得DNA能够稳定地保持双链结构，并且在细胞复制过程中能够准确地复制遗传信息。
磷酸二酯键
核苷酸中的磷酸基团通过磷酸二酯键连接到糖的第五位碳上。这种化学键是通过一个磷原子与两个氧原子形成的。磷酸二酯键的形成使得核苷酸能够形成链状结构，并且具有稳定性。
核苷酸的功能
遗传信息的传递
核酸的结构和功能
连接区DNA
H1、H2A、H2B、H3、H4组蛋白
核小体组成
核小体的折叠及染色体组装
2nm 11nm 30nm 300nm 700nm 1400nm
真核生物DNA在细胞核内的组装
三、DNA的功能
以基因的形式储存、携带和传递遗传信息。
基因：是DNA分子中特定区段核苷酸的排列顺序， 即碱基序列信息，它决定了基因的功能。
碱基垂直螺旋轴居双螺旋 内側，与对側碱基形成氢 键配对（互补配对形式： A=T; GC） 。
相邻碱基平面距离0.34nm， 螺旋一圈螺距3.4nm，一 圈10对碱基。
氢键维持双链横向稳定 性，碱基堆积力维持双 链纵向稳定性。
碱基互补配对
A
T
C
G
碱基互补原则： 腺嘌呤（A）总是跟胸腺嘧啶（T）配对，形成两个氢键；鸟 嘌呤（G）总是跟胞嘧啶（C）配对，形成三个氢键
真核生物的mRNA前身称为不均一核RNA（hnRNA）。hnRNA 在核内经过一系列的剪接、修饰和加工，成为成熟的mRNA并转 移到细胞质中。
目录
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1965
François Jacob
Institut Pasteur Paris, France
（三）DNA双螺旋结构的多样性
不同类型的DNA双螺旋结构
核酸化学知识点总结
核酸化学知识点总结
一、核酸的化学结构
1. 核酸的基本结构
核酸是由核苷酸组成的，核苷酸又由碱基、糖和磷酸组成。碱基分为嘌呤和嘧啶两类，嘌呤包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），嘧啶包括胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）或尿嘧啶（U）。糖分为核糖和脱氧核糖，其中RNA中的糖为核糖，DNA中的糖为脱氧核糖。核苷酸是由碱基和糖组成的核苷，再与磷酸结合形成核苷酸。
2. 核酸的二级结构
核酸的二级结构是指单条核酸链上碱基序列所具有的空间结构。DNA分子具有双螺旋结构，由两条互补的DNA链通过氢键相互缠绕形成。RNA分子没有固定的二级结构，但在一些情况下也可以形成双链结构。
3. 核酸的三级结构
核酸的三级结构是指单条核酸链在立体空间上所呈现的结构。DNA分子呈现出右旋的螺旋结构，RNA分子则可以形成各种复杂的结构。
4. 核酸的四级结构
核酸的四级结构是指多条核酸链相互作用所形成的更为复杂的结构。在一些特定情况下，核酸分子可以形成四级结构，并参与到一些生物学过程中。
二、核酸的功能
1. 遗传信息的储存与传递
核酸是生物体内遗传信息的携带者，DNA分子储存着生物体的遗传信息，RNA分子则在转录和翻译过程中参与到遗传信息的传递和表达中。
2. 蛋白质合成
核酸通过转录和翻译的过程，参与到蛋白质的合成过程中。DNA分子在转录过程中产生mRNA，mRNA再通过翻译过程将基因信息翻译成蛋白质。
3. 调节基因表达
在一些生物学过程中，核酸可以通过转录调控、剪接调控和甲基化调控等方式来参与到基因的表达调节中。
4. 氧化磷酸化
核酸分子参与到细胞内氧化磷酸化过程中，通过释放出磷酸来提供细胞内化学能量，并维持细胞内正常生理活动。
2 核酸的结构与功能
核酸的发现
1868－69 F. Miescher从脓细胞核中 提出含磷量高的核素（nuclein），其后 从鲑鱼精子中提取出鱼精蛋白和核素。 1889年，Altman等从酵母和动物的细胞 核中得到了不含蛋白质的称为核酸 (nucleic acids)的物质，其功能不清楚。 1944年O.T. Avery等的肺炎双球菌转化 实验，证明了DNA就是遗传物质。
1952年A.D.Hershey和M.Cha-se用 DNA35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质 和核酸，感染大肠杆菌的实验进一步证明 了DNA是遗传物质。
1.1.2 核酸的种类和分布
核酸主要存在于细胞核中(原核分布在类核)， 由几千至几万个核苷酸(nucleotide)连接成 的无分支长链高分子化合物也称多聚核苷酸 (polynucleotide) 。 核酸根据核酸的化学组成和生物学功能，将核 酸分为： 核糖核酸（ribonucleic acid RNA）和 脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid DNA)
(A+G)/(C+T)
1.01 1.21 1.21
碱 基 组成 的 共同 规 律： 不 同来 源 的 DNA 中 [A]=[T]、[C]=[G]；A+G=T+C 。
②Wilkins及其同事Franklin等用X-射线衍射 方法获得的DNA结构资料。 ③用电位滴定法证明DNA的磷酸基可以滴定， 而嘌呤和嘧啶的-NH、-CO则不能滴定，因 此它们之间形成氢键。 ④Norweger,Furberg研究证实，戊糖糖环与 DNA分子纵轴平行，而碱基平面与纵轴垂直。
人教版高中生物：核 酸 的 结 构 和 功 能
①a的种类约有20种，b的种类有8种 ②a的结构通式可表示为 ③B是人体的遗传物质 ④A的种类在神经细胞与表皮细胞中相同，B则 不同 A．①③ B．②③ C．①④ D．③④
由1分子磷酸、1分子碱基 和1分子化合物a构成了 化合物b，如右图所示， 则叙述正确的是( C )
分离，使DNA水解 C．酒精灯烘干载玻片，可迅速杀死细胞，防
止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏 D．用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色
的染色体和呈红色的RNA分子
磷酸、核糖和 A、U、C、G 四种含氮碱基
代谢 产物
CO2、H2O、含N废物
二.核酸功能： 核酸是一切生物(除朊病毒外)的遗传物质。
DNA是绝大多数生物的遗传物质，是遗传信 息的载体。
细胞生物：体内既有DNA也有RNA，但 仅是DNA
病毒：体内只有一种核酸，并以这种核酸
为遗传物质。
如：噬菌体是DNA病毒的代表，烟草花叶病 毒、HIV、SARS病毒都是RNA
考向 4 核酸的结构和功能
不同生物含有的核酸种类不同。原核生物和真核生物 同时含有 DNA 和 RNA，病毒体内含有 DNA 或 RNA。下列各种 生物中关于碱基、核苷酸、五碳糖种类的描述正确的是( )
碱基 核苷酸 五碳糖
A T2 噬菌
体
5种 5种 1种
核酸的分子结构
按重复程度不同，分为高度重复、中度重复和轻
度重复三种。
★高度重复序列
2-10bp/拷贝 105-106拷贝/基因组（单倍体细胞中的全部基因）。 多为串联重复排列（tandem repeats)。 分布于着丝点、端粒区（线状染色体末端的DNA重复序列）、 结构基因两侧。 同一种属中，不同个体的高度重复序列的重复次数不 同，这可以作为每一个体的特征，即DNA指纹。
不能转录为 信使RNA， 不能编码蛋 白质
内含子能转录 为信使RNA
真核细胞的基因结构
重复序列按排列方式不同可分为三种类型：
★正向重复（顺向重复） ★反向重复（回文序列）(inverted repeat, palindrome sequence)
★镜象重复（mirror repeat)
★正向重复（顺向重复）：这种重复序列的方向是相同的。 ★反向重复（回文序列）(inverted repeat, palindrome sequence)：重 复序列的方向相反，呈两侧对称。
（ a）
（ b）
反向重复
回文序列可形成茎环结构(发夹结构)或十字形结构；
茎环结构(发夹结构)
十字形结构
回文序列，可作为一种特别信号，如限制性核酸内切酶的 识别位点。
转录的终止作用与回文结构有关。
★镜象重复 （ mirror repeat) ： 由反方向完全相同的 两个序列组成。
一、核酸的分布、结构和功能1.核酸在细胞
[答案] (1)B (2)单糖 麦芽糖(或纤维二糖) (3)磷脂 固醇 糖脂(任选两空作答) (4)糖蛋白
下列哪一组物质的基本组成单位是相同的
()
A.动物和植物的遗传物质 B.动物的肝糖原和抗原
C.人的胰岛素和性激素
D.植物的纤维素和维生素
解析：动物和植物的遗传物质是DNA；抗原大多是蛋白 质；胰岛素是蛋白质，而性激素属于脂质；纤维素是多 糖，维生素多属于脂质。 答案：A
一、核酸的分布、结构和功能 1.核酸在细胞中的分布
①DNA主要分布于 细胞核 中， 线粒体和 叶绿体 (1)分布 有少量DNA分布
②RNA主要分布在 细胞质 中
甲基绿 使DNA呈绿色 (2)检测： 吡罗红 使RNA呈红色
2.核酸的结构和功能 (1)结构
①基本单位是 核苷酸 ，由一分子 含氮碱基 ，一分 子 五碳糖 和一分子磷酸组成。 ②根据五碳糖 的不同，将核酸分为DNA和RNA两种。 ③DNA和RNA在化学组成上的区别是DNA含有脱氧核 糖和胸腺嘧啶，而RNA则含有 核糖和尿嘧啶 。 (2)功能：细胞内携带 遗传信息 的物质，在生物的遗传、 变异和蛋白质合成中具有重要作用。
4种碱基＋磷酸＋1种五碳糖
A、G、T、C
脱氧核糖
或
或
(A、G、U、C)
(核糖)
②同时含有DNA和RNA的生物中
5种碱基＋磷酸＋2种五碳糖
第2章核酸的结构与功能ppt课件
1.1.1核酸的生物学功能
DNA作为遗传物质的载体，负责遗传 信息的储存、传递和发布；RNA负责 遗传信息的表达。
细胞 内DNA含量很稳定，不受营养条 件、年龄等因素的影响。DNA是染色 体的主要成分，而染色体与遗传直接 有关。可作用于DNA的一些物理、化 学因素都可以引起遗传特性的改变。
肺炎双球菌的转化实验
1.1.3.3 核苷 戊糖与碱基缩合形成核苷，并以糖苷键连接。 嘌呤环上的N-9或嘧啶环上的N-1与戊糖的C1
上的-OH形成N-C糖苷键。 X-衍射证明核苷中的碱基与糖环平面相互垂直。
核酸中的主要核苷有8 种。
1.1.3.4 核苷酸和稀有核苷酸 核苷酸(nucleotide)是核苷的磷酸酯。 核苷酸的核糖有3个 自由羟基，可以酯化 分别生成2 -、3 -和 5 -核苷酸。 脱氧核苷只能生成 3 -和5 -脱氧核苷 酸。生物体内多为 5 -核苷酸。
DNA分子由两条反向平行的多核苷酸链构成右 手双螺旋结构。螺旋表面有一条大沟和一条小 沟。大沟和小沟分别指双螺旋表面凹下去的较 大沟槽和较小沟槽。小沟位于双螺旋的互补链 之间，而大沟位于相毗邻的双股之间。
一条多核苷酸链上的嘌呤碱基与另一条 多核苷酸链上的嘧啶碱基以氢键相连， 配对原则是A=T，C G。
稀有核苷酸：核酸中的稀有核苷酸是碱基或戊 糖被修饰后形成的。
核酸中的稀有核苷酸常以其核苷的形式表示。 常见的为甲基化修饰以“m”（methy-）表示， 修饰基团在碱基上的写在碱基符号的左方， 修饰基团在戊糖上的写在碱基符号的右方， 修饰基团个数写在其右下角，修饰位置写在 右上角。
核酸的结构及功能
三级结构 在二级结构基础上进一折叠扭曲形成倒L型 在二级结构基础上进一折叠扭曲形成倒 型
rRNA
与核糖体蛋白构成核糖体，是蛋白生物合成的场所 与核糖体蛋白构成核糖体，
肽键形成、 肽键形成、AA-tRNA、 、 肽基-tRNA的结合 肽基 的结合
mRNA结合位点、起始部 结合位点、 结合位点 分的识别、 分的识别、密码子与反密 码子的相互作用
拓扑异构酶Ⅰ 拓扑异构酶Ⅰ 负超螺旋→双螺旋DNA松弛 负超螺旋→双螺旋DNA松弛 DNA 正超螺旋→双螺旋DNA紧缠 正超螺旋→双螺旋DNA紧缠 DNA 拓扑异构酶Ⅱ 拓扑异构酶Ⅱ 转录、 转录、 复制等 的启动
三链DNA: DNA分子中的单链与双链相互作用形成的 三链 分子中的单链与双链相互作用形成的 三链结构 1. 基因表达抑制物：选 基因表达抑制物： 择性阻断靶基因， 择性阻断靶基因，抑 制其转录 2. 阻断序列专一性蛋白 质的结合，影响 质的结合，影响DNA 与蛋白质结合及DNA 与蛋白质结合及 复制、 复制、转录
核酶
核酸的分子杂交
• DNA的变性(Denaturation) ：维持双螺旋稳定性 DNA的变性 的变性(Denaturation) 的氢键和疏水键的断裂，DNA分子由稳定的双螺 的氢键和疏水键的断裂，DNA分子由稳定的双螺 旋结构松解为无规则线性结构的现象。 旋结构松解为无规则线性结构的现象。 • 断裂可以是部分的或全部的，是可逆的或是非可 断裂可以是部分的或全部的， 逆的，但不涉及DNA一级结构的变化 逆的，但不涉及DNA一级结构的变化 • 核酸分子杂交(hybridization):具有一定互补序列 核酸分子杂交(hybridization):具有一定互补序列 的不同来源的核苷酸单链在一定条件下， 的不同来源的核苷酸单链在一定条件下，按照碱 基互补配对原则形成异源双链的过程
核酸的组成单体
核酸的组成单体
核酸是一种重要的生物大分子，它由许多单体组成。核酸的单体通常被称为核苷酸。
核苷酸由三个主要部分组成：含氮碱基、戊糖和磷酸。其中，含氮碱基是核苷酸的关键部分，因为它决定了核酸的遗传信息。
含氮碱基有四种类型：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。这些碱基通过特定的碱基配对原则（A 与 T 配对，C 与 G 配对）在核酸分子中形成双链结构，这对于存储和传递遗传信息至关重要。
戊糖部分通常是脱氧核糖或核糖，具体取决于核酸的类型。脱氧核糖用于组成脱氧核糖核酸（DNA），而核糖用于组成核糖核酸（RNA）。
磷酸基团连接在戊糖上，形成了核苷酸的骨架。多个核苷酸通过磷酸酯键连接在一起，形成了核酸的长链结构。
不同的核酸分子（如 DNA 和 RNA）具有不同的结构和功能。DNA 是遗传信息的主要携带者，它的双链结构保证了遗传信息的稳定性和准确性。RNA 在转录和翻译过程中起着重要的作用，它可以参与蛋白质合成等生物过程。
总之，核酸的组成单体是核苷酸，每个核苷酸由含氮碱基、戊糖和磷酸组成。这些单体通过特定的方式连接在一起，形成了具有不同功能和结构的核酸分子，如 DNA 和 RNA。对核酸的研究对于理解生命的遗传、转录和表达等过程具有重要意义。
如果你对核酸的其他方面还有疑问，比如核酸的作用、检测方法等，都可以继续向我提问 我会尽力帮你解答的。
核酸的结构与功能
脱氧核糖核酸
(deoxyribonucleic acid, DNA)
核糖核酸
(ribonucleic acid, RNA)
分布于细胞核、细胞质、线粒体
DNA转录的产物，参与遗传信息的复制与 表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的 载体。
目录
第一节 核酸的分子组成
The Molecular Component of Nucleic Acid
百度文库
P
P
P
P
OH 3
5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3
ACTGCT
目录
单 链 DNA 和 RNA 分 子 的 大 小 常 用 碱 基 数 目 （ base，kilobase ）表示；双链核酸分子的大 小常用碱基对 (base pair, bp 或 kilobase pair, kbp)来表示。 小 的 核 酸 片 段 (<50bp) 常 被 称 为 寡 核 苷 酸 (oligonucleotide) 。自然界中的 DNA 和 RNA 的
目录
U
构成DNA的碱基、核苷、核苷酸 碱基 脱氧核苷 脱氧核苷酸 脱氧腺苷 脱氧腺苷一磷酸 A deoxyadenosine deoxyadenosine monophosphate, dAMP 脱氧鸟苷 脱氧鸟苷一磷酸 G deoxyguanosine deoxyguanosine monophosphate, dGMP 脱氧胞苷 脱氧胞苷一磷酸 C deoxycytidine deoxycytidine monophosphate, dCMP 脱氧胸苷 脱氧胸苷一磷酸 T deoxythymidine deoxythymidine monophosphate, 或thymidine dTMP
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詹姆斯·沃森《双螺旋——发现DNA结构的故事》
克沃森和克里克:核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的结构
1953年4月25日
我们希望能提出一种脱氧核糖核酸的结构，该结构新颖而且具有相当可观的生物意义。
Pauling and Corey已经提出了一种核酸结构。他们曾非常好心地在出版前将他们的手稿借给我们阅读。他们的模型由三条多核苷酸链以类似纤维轴的形式包裹磷酸，并碱基挂着外面。我们认为这种结构不够完善，原因有二，第一，我们相信，这种分子的X射线衍射分析说明DNA是一种盐而不是游离酸，没有酸性氢原子存在，到底是什么力使他们结合在一起的我们还不清楚，特别是轴中心带负电的磷酸会相互排斥；第二，有些范德华力距离似乎太小了。
Fraser提出了另一种三链结构。在他的结构中，磷酸包裹在外而碱基嵌在里面，内外以氢键连接。这种结构并没有明确的描述，因此，我们对它不进行评论。
我们提出的是一种全新的脱氧核糖核酸盐结构。这种结构中，两条链围绕一条轴心螺旋缠绕（如图）。我们已经建立了基本化学假设模型，每个β-D-2-脱氧核糖以3',5'-磷酸二酯键相连成链，两条链关于纤维轴对称垂直，并且都是右手螺旋。由于旋转对称性，两条链的原子顺序方向相反。每条链在自由情况下都类似于Furberg的1号模型，也就是，碱基在内而磷酸在外，脱氧核糖在分子中的结构接近于Furberg的“标准模型”，脱氧核糖大致垂直于相连的碱基。每条链在z轴方向每隔3.4埃有一个核苷酸，我们假定同一条链中相邻核苷酸之间夹角36度，因此，一条链每10个核苷酸，即每34埃出现一次螺旋重复。纤维轴距磷酸分子的距离是10埃。因为磷酸暴露在外，阳离子易于接近。
这种结构是开放的，其中水含量相当高。如果水分含量降低，碱基倾斜，我们有希望得到一个更紧密稳定的结构。
该结构的新特点是在其中的两条链分别由嘌呤和嘧啶碱基连在一起。相连的碱基对垂直于纤维轴，碱基配凑成对，一条链上的碱基以氢键与另一条链上的碱基相连，两条链沿共同的z轴方向相连。为了形成氢键，碱基对中必须一个是嘌呤，另一个是嘧啶。在碱基上形成氢键的位置：嘌呤的1位对嘧啶的1位；嘌呤的6位对嘧啶的6位。
如果假设碱基只以结构上最合理的互变异构（即酮式而非烯醇式构型）配对，可以发现，只有特定的碱基对存在。即是：腺嘌呤（嘌呤）与胸腺嘧啶（嘧啶），鸟嘌呤（嘌呤）与胞嘧啶（嘧啶）。
换句话说，如果一个碱基对中发现有一个腺嘌呤，在另一条链的碱基上则必然是胸腺嘧啶，鸟嘌呤和胞嘧啶同样如此。单链上的碱基序列没有受到任何限制。但是，如果特定的碱基能够被确定，则一条链上的碱基序列就能确定，接着与之配对的另一条链的碱基序列就能确定。
据实验发现，腺嘌呤对胸腺嘧啶的比例，鸟嘌呤对胞嘧啶的比例，总是非常接近脱氧核糖核酸。
对于脱氧核糖核酸，是不大可能建立起这样的结构的，因为游离氧原子会接近到范德华力的作用范围内。
以前公布的关于脱氧核糖核酸的X射线衍射分析资料，不足以严格证明我们提出的这种结构。到现在，我们可以说它是大致符合实验数据的，但尚需更严密的实验来验证这种结构。在本文后面发表的一篇文章提供了一些精确的数据。但在我们设计我们的结构时并不知道那些详细信息，我们的结构主要是建立在未完全发表的实验数据和立体化学参数基础上。
我们没有忽略，我们所主张的碱基配对方式提供了一种可能的遗传物质复制机制。其全部详细的结构，包括一个共同原子体系内的反应条件，我们将在随后发表。
我们非常感谢Dr. Jerry Donohue不断的建议和批评，特别是在原子距离方面。我们也得到伦敦金氏学院Dr. M. H.F. Wilkins，Dr. R. E. Franklin及同事们一些尚未发表的实验结果和思想的鼓舞。我们之一（沃森）由美国小儿麻痹症国家基金会（Natiortal Foundation for lnfantile Para1ysis，U.S.A。）奖学金资助。
剑桥卡文迪什实验室，医学研究委员会生物分子结构研究单位，1953年4 月2日。
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罗雪菡
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