核酸和核苷酸
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核酸类物质RNA的重要功能
RNA种类 功能
mRNA
将信息从基因传递到蛋白质
tRNA
携带活化氨基酸参与蛋白质生物合成
rRNA
构成核蛋白体（蛋白质合成场所）
SnRNA
参与mRNA前体剪接加工
M1RNA
RNase P的催化单体
端粒酶RNA 端粒合成的模板
引物RNA 起始DNA复制
TsRNA
核酸的表示方式
若不特别注明，一般规定从5′端书写至 3′端
T
OH
5’
3’
DNA
5′PdAPdCPdGPdTOH 3′ 或5′ACGTGCGT 3′
ACGTGCGT
U
OH OH OH OH
OH
5’
3’
RNA
5′PAPCPGPUOH ′ 5′ACGUAUGU 3′
ACGUAUGU
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常见的嘌呤和嘧啶
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(三)核苷（nucleoside）
•核苷 戊糖+碱基 •糖与碱基之间的C-N键，称为C-N糖苷 键
5’
4’
1’
3’ 2’
(OH)
嘧啶核苷
5’
4’
1’
3’ 2’
(OH)
嘌呤核苷
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几种稀有核苷
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几种稀有核苷
上页 下页 章首 节首
(一)戊糖
组成核酸的戊糖有两种。DNA所含的糖为 β-D2-脱氧核糖；RNA所含的糖则为β-D-核糖。
HOCH2 O OH HH
H
H
OH OH
D-核 糖
Ribose
HOCH2 O OH HH
H
H
OH H
D-2-脱氧 核糖
Deoxyribose
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(二)碱基(嘌呤和嘧啶）
核酸的概念
核酸是酸性的大分子物质，在活细胞中与碱性 蛋白结合，以核蛋白形式存在。
核酸分为脱氧核糖核酸 ( DNA )以及核糖核酸 (RNA)两类，DNA所含核苷酸分子数比RNA大 得多。
RNA分为三个类型，即核蛋白体 RNA(rRNA)、 信使RNA(mRNA)和转移RNA(tRNA)，它们都 参与蛋白质合成
蛋白质分泌复合物中的一部分
返回
二.核酸的化学组成 及其基本结构单位核苷酸
•核酸的化学组成 •核酸的基本结构单位核苷酸
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核酸的化学组成
元素组成：C、H、O、N、P P元素的含量较多并且恒定，约占9～11%。 核酸在酸、碱或酶作用下会水解成核苷酸，
进一步水解可得碱基(嘌呤或嘧啶)，戊糖 (核糖或脱氧核糖) 和磷酸
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（四）核苷酸（nucleotide）
核苷酸 核苷+磷酸 戊糖+碱基+磷酸
腺苷酸
HH
脱氧腺苷酸 上页 下页 章首 节首
（四）核苷酸（nucleotide）
脱氧核苷酸
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（四）核苷酸（nucleotide）
核苷酸
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（五）核苷酸衍生物
1. 继续磷酸化
细胞质(线粒体)
遗传信息表达，反转录，直接 遗传的物质基础，负责遗
生物功能 参与蛋白质的生物合成
传信息贮存，发布，转录
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核酸的重要性
DNA是遗传的物质基础，负责遗传信息的贮 存和发布，遗传基因就是DNA链上的若干核 苷酸所组成的片段。
RNA负责遗传信息的表达，直接参与蛋白质 生物合成，转录DNA所发布的遗传信息，并 将之翻译给蛋白质，使生命机体的生长、发 育、繁殖和遗传得以继续进行。
1977年sanger发明末端终止法测定 DNA序列
根据sanger测序法，现在已经有各种 DNA自动测序仪，DNA测序速度大大加 快HGP得以提前完成
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DNA酶法测序
核酸序列分析
核酸分子的核苷酸序列分析是以纯品核酸 为材料，经水解，测定核苷酸组成及比例。 先以外切酶确定5’-或3’-末端核苷酸，再以 内切酶将核酸链分为若干寡核苷酸段，分段 测定核苷酸组成、比例和序列。最后将核苷 酸序列的各寡核苷酸重叠，确定整个核酸分 子的核苷酸序列。
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DNA酶法测序
GMP 上页 下页 章首 节首
三. 核酸的一级结构及其测定
•核酸的一级结构 •核苷酸序列分析
上页 下页 章首
核酸的一级结构
核酸的一级结构是核酸中各核苷酸化学键连接 方式即核苷酸排列顺序。
核苷酸通过3’，5’-磷酸二酯键连接起来，以磷 酸-糖-磷酸-糖…形成核酸骨架
5’
3’ 5’
3’
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本章目录
一. 核酸的概念和重要性 二. 核酸的化学组成及其基本结构单位核苷酸 三. 核酸的一级结构及其测定 四. DNA的高级结构 五. RNA的高级结构 六.核酸和核苷酸的理化性质 七.核酸的分离提取和纯化
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一.核酸的概念和重要性
•核酸的概念 •核酸的重要性
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1944年 O.N.Avery通过转化实验证实DNA 是主要的遗传物质
1953年 J. D.Watson和F.H.C.Crick提出 DNA 双螺旋结构模型
1958 Crick提出遗传信息传递的中心法则 1970s 建立DNA重组技术 1980s后 分子生物学、分子遗传学等学科突
飞猛进发展，提出并完成HGP
NH2
N
N
O O- P
O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH 三磷酸腺苷 (AATMP)P
ADP
ATP
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（五）核苷酸衍生物
2.环化磷酸化
cAMP
cGMP 上页 下页 章首 节首
3. 肌苷酸及鸟苷酸(特鲜味精)
IMP
4. 辅酶
NAD、NADP、FMN
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wk.baidu.com
脱氧核糖核酸和核糖核酸异同的对比
戊糖
RNA 核糖
DNA 脱氧核糖
组成 碱基 磷酸
结构
A,G,C
A,G,C
U
T
Pi(磷酸二酯键)
Pi(磷酸二酯键)
单链，部分碱基互补，局部双 双链，碱基互补，双螺旋
螺旋，三叶草形等
形
分布
细胞核(核仁)， 细胞质(线粒 细胞核(染色质)
体、核蛋白体、胞液)
第三章 核酸和核苷酸
学习要求
认识核酸在生命科学上的重要性 弄清碱基、核苷、核苷酸和核酸分子结
构上的关系 了解核酸的化学本质及DNA和RNA在组分、
结构和功能上的差异 认识核酸的结构与其性质与功能之间的
关系。
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核酸化学的发展过程
1868年 F.Miescher首先从伤员绷带的脓细 胞中分离得到称为“核素”的核酸
核酸类物质RNA的重要功能
RNA种类 功能
mRNA
将信息从基因传递到蛋白质
tRNA
携带活化氨基酸参与蛋白质生物合成
rRNA
构成核蛋白体（蛋白质合成场所）
SnRNA
参与mRNA前体剪接加工
M1RNA
RNase P的催化单体
端粒酶RNA 端粒合成的模板
引物RNA 起始DNA复制
TsRNA
核酸的表示方式
若不特别注明，一般规定从5′端书写至 3′端
T
OH
5’
3’
DNA
5′PdAPdCPdGPdTOH 3′ 或5′ACGTGCGT 3′
ACGTGCGT
U
OH OH OH OH
OH
5’
3’
RNA
5′PAPCPGPUOH ′ 5′ACGUAUGU 3′
ACGUAUGU
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常见的嘌呤和嘧啶
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(三)核苷（nucleoside）
•核苷 戊糖+碱基 •糖与碱基之间的C-N键，称为C-N糖苷 键
5’
4’
1’
3’ 2’
(OH)
嘧啶核苷
5’
4’
1’
3’ 2’
(OH)
嘌呤核苷
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几种稀有核苷
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几种稀有核苷
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(一)戊糖
组成核酸的戊糖有两种。DNA所含的糖为 β-D2-脱氧核糖；RNA所含的糖则为β-D-核糖。
HOCH2 O OH HH
H
H
OH OH
D-核 糖
Ribose
HOCH2 O OH HH
H
H
OH H
D-2-脱氧 核糖
Deoxyribose
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(二)碱基(嘌呤和嘧啶）
核酸的概念
核酸是酸性的大分子物质，在活细胞中与碱性 蛋白结合，以核蛋白形式存在。
核酸分为脱氧核糖核酸 ( DNA )以及核糖核酸 (RNA)两类，DNA所含核苷酸分子数比RNA大 得多。
RNA分为三个类型，即核蛋白体 RNA(rRNA)、 信使RNA(mRNA)和转移RNA(tRNA)，它们都 参与蛋白质合成
蛋白质分泌复合物中的一部分
返回
二.核酸的化学组成 及其基本结构单位核苷酸
•核酸的化学组成 •核酸的基本结构单位核苷酸
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核酸的化学组成
元素组成：C、H、O、N、P P元素的含量较多并且恒定，约占9～11%。 核酸在酸、碱或酶作用下会水解成核苷酸，
进一步水解可得碱基(嘌呤或嘧啶)，戊糖 (核糖或脱氧核糖) 和磷酸
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（四）核苷酸（nucleotide）
核苷酸 核苷+磷酸 戊糖+碱基+磷酸
腺苷酸
HH
脱氧腺苷酸 上页 下页 章首 节首
（四）核苷酸（nucleotide）
脱氧核苷酸
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（四）核苷酸（nucleotide）
核苷酸
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（五）核苷酸衍生物
1. 继续磷酸化
细胞质(线粒体)
遗传信息表达，反转录，直接 遗传的物质基础，负责遗
生物功能 参与蛋白质的生物合成
传信息贮存，发布，转录
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核酸的重要性
DNA是遗传的物质基础，负责遗传信息的贮 存和发布，遗传基因就是DNA链上的若干核 苷酸所组成的片段。
RNA负责遗传信息的表达，直接参与蛋白质 生物合成，转录DNA所发布的遗传信息，并 将之翻译给蛋白质，使生命机体的生长、发 育、繁殖和遗传得以继续进行。
1977年sanger发明末端终止法测定 DNA序列
根据sanger测序法，现在已经有各种 DNA自动测序仪，DNA测序速度大大加 快HGP得以提前完成
上页 下页 章首 节首
DNA酶法测序
核酸序列分析
核酸分子的核苷酸序列分析是以纯品核酸 为材料，经水解，测定核苷酸组成及比例。 先以外切酶确定5’-或3’-末端核苷酸，再以 内切酶将核酸链分为若干寡核苷酸段，分段 测定核苷酸组成、比例和序列。最后将核苷 酸序列的各寡核苷酸重叠，确定整个核酸分 子的核苷酸序列。
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DNA酶法测序
GMP 上页 下页 章首 节首
三. 核酸的一级结构及其测定
•核酸的一级结构 •核苷酸序列分析
上页 下页 章首
核酸的一级结构
核酸的一级结构是核酸中各核苷酸化学键连接 方式即核苷酸排列顺序。
核苷酸通过3’，5’-磷酸二酯键连接起来，以磷 酸-糖-磷酸-糖…形成核酸骨架
5’
3’ 5’
3’
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本章目录
一. 核酸的概念和重要性 二. 核酸的化学组成及其基本结构单位核苷酸 三. 核酸的一级结构及其测定 四. DNA的高级结构 五. RNA的高级结构 六.核酸和核苷酸的理化性质 七.核酸的分离提取和纯化
上页 下页 章首
一.核酸的概念和重要性
•核酸的概念 •核酸的重要性
上页 下页 章首
1944年 O.N.Avery通过转化实验证实DNA 是主要的遗传物质
1953年 J. D.Watson和F.H.C.Crick提出 DNA 双螺旋结构模型
1958 Crick提出遗传信息传递的中心法则 1970s 建立DNA重组技术 1980s后 分子生物学、分子遗传学等学科突
飞猛进发展，提出并完成HGP
NH2
N
N
O O- P
O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH 三磷酸腺苷 (AATMP)P
ADP
ATP
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（五）核苷酸衍生物
2.环化磷酸化
cAMP
cGMP 上页 下页 章首 节首
3. 肌苷酸及鸟苷酸(特鲜味精)
IMP
4. 辅酶
NAD、NADP、FMN
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脱氧核糖核酸和核糖核酸异同的对比
戊糖
RNA 核糖
DNA 脱氧核糖
组成 碱基 磷酸
结构
A,G,C
A,G,C
U
T
Pi(磷酸二酯键)
Pi(磷酸二酯键)
单链，部分碱基互补，局部双 双链，碱基互补，双螺旋
螺旋，三叶草形等
形
分布
细胞核(核仁)， 细胞质(线粒 细胞核(染色质)
体、核蛋白体、胞液)
第三章 核酸和核苷酸
学习要求
认识核酸在生命科学上的重要性 弄清碱基、核苷、核苷酸和核酸分子结
构上的关系 了解核酸的化学本质及DNA和RNA在组分、
结构和功能上的差异 认识核酸的结构与其性质与功能之间的
关系。
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核酸化学的发展过程
1868年 F.Miescher首先从伤员绷带的脓细 胞中分离得到称为“核素”的核酸