核酸的结构与功能
核酸的结构与功能
核酸的结构与功能核酸，这个生物体的基本组成部分，以其独特的结构和功能，影响着生物体的生命活动。
它包括DNA和RNA两种主要类型，各有其独特的特点和功能。
一、核酸的结构核酸是由磷酸、核糖和四种不同的碱基组成。
这四种碱基分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。
它们通过特定的方式连接在一起，形成DNA或RNA。
DNA，也被称为脱氧核糖核酸，是生物体遗传信息的主要载体。
它是由两条相互旋转的链组成的双螺旋结构，其中碱基通过氢键以特定的配对方式连接，即A与T配对，G与C配对。
这种配对方式保证了DNA 的稳定性和遗传信息的正确复制。
RNA，也被称为核糖核酸，是生物体内重要的信息传递者和调节者。
它通常是由单链结构组成，也可以是双链结构。
与DNA不同，RNA的碱基配对方式相对简单，通常是A与U配对，G与C配对。
二、核酸的功能1、遗传信息的储存和传递：DNA是生物体遗传信息的主要载体，负责储存和传递生物的遗传信息。
这些信息通过DNA的复制传递给下一代，并指导生物体的生长和发育。
2、基因表达的调控：RNA在基因表达中起着重要的调控作用。
它可以通过碱基配对原则识别并携带DNA中的遗传信息，将遗传信息从DNA传递到蛋白质合成的地方。
同时，一些RNA还可以作为调节分子，影响基因的表达。
3、蛋白质合成：RNA不仅是遗传信息的载体，还是蛋白质合成的模板。
在蛋白质合成过程中，RNA将DNA中的遗传信息翻译成蛋白质中的氨基酸序列。
4、细胞内的信号传导：某些RNA分子可以作为分子开关，调控细胞内的信号传导通路。
这些RNA可以结合并调控蛋白质的活性，从而影响细胞内的生物化学反应。
5、免疫反应的调节：某些RNA分子还可以作为免疫反应的调节剂。
它们可以影响免疫细胞的活性，从而影响免疫反应的强度和持续时间。
总结起来，核酸是生物体中至关重要的分子，其结构和功能共同保证了生物体的正常生长和发育。
从DNA中的遗传信息传递到RNA的信息载体作用，再到蛋白质的合成和细胞内信号传导的调控，核酸都发挥着不可或缺的作用。
核酸的结构和功能
核酸的结构和功能核酸是生命体中的重要有机分子，承载着遗传信息传递和储存的功能。
本文将介绍核酸的结构和功能，并探讨其在生物体内的重要作用。
一、核酸的结构核酸主要由核苷酸单元组成，每个核苷酸由糖、磷酸和碱基三个部分组成。
1. 糖基核酸的糖基可以是核糖（RNA）或脱氧核糖（DNA）。
两者的化学结构略有差异，核糖分子上有一个羟基（-OH），而脱氧核糖则没有。
2. 磷酸基核酸的磷酸基连接在糖基上，形成糖磷酸骨架。
这些磷酸基在核酸的结构中起到支撑和稳定作用。
3. 碱基核酸的碱基分为嘌呤和嘧啶两类。
嘌呤包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），它们具有双环结构。
嘧啶包括胸腺嘧啶（T，DNA中）或尿嘧啶（U，RNA中）以及胞嘧啶（C），它们是单环结构。
通过糖基和碱基的结合，核苷酸单元可以形成线性或环状的核酸分子。
二、核酸的功能1. 遗传信息传递与储存核酸是生物体内传递和储存遗传信息的重要分子。
DNA是细胞内遗传信息的主要储存库，而RNA则将这些信息从DNA中传递到蛋白质的合成过程中。
2. 蛋白质合成RNA在蛋白质合成过程中起着重要的角色。
其中，转录过程将DNA上的信息转录成RNA分子，而翻译过程则利用RNA的遗传信息来合成特定的蛋白质。
3. 酶的活性调节某些RNA分子本身具有催化活性，称为核糖酶。
这些核糖酶可以催化特定的生化反应，从而调节细胞内的代谢和信号传递过程。
4. 调控基因表达RNA通过调控基因表达来控制细胞的发育和功能。
其中，小干扰RNA（siRNA）和微小RNA（miRNA）等RNA分子可以与特定的mRNA结合，从而抑制或加强特定基因的转录和翻译过程。
5. 病毒的复制与感染一些病毒利用RNA作为基因材料进行复制和传播。
例如，HIV等病毒具有RNA基因组，通过感染宿主细胞并复制RNA来使病毒持续存在。
三、核酸的重要性核酸作为生命体中的重要分子，在生物体内扮演着关键的角色。
它们不仅负责生物体遗传信息的传递和储存，还参与了细胞代谢的调控和基因表达的调节。
大学化学-核酸的结构与功能
（3）、Watson 和Crick提出双螺旋模型（1953）
2011-9
20
Franklin, Rosalind Elsie
(UK,1920-58), who conducted X-ray
diffraction studies on the structure of
the DNA molecule, the carrier of hereditary information, while working
1´
3´ 2´
5´
HOCH2 O OH
4´
1´
3´ 2´OH ຫໍສະໝຸດ HOH H-D –型
- D – 核糖
- D – 2 – 脱氧核糖
2011-9
8
两类核酸的基本成分
成分
磷酸 戊糖 嘌呤碱 嘧啶碱
RNA
磷酸 D-核糖 A、G C、U
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DNA
磷酸 D-2-脱氧核糖 A、G C、T
9
核苷、核苷酸与多核苷酸
2011-9
14
二、DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸
脱氧核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接形成具 有方向性的线性DNA大分子，即多聚脱氧核苷酸 (polydeoxynucleotide)，常称DNA链。
H2O
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15
5´-末端
核酸是有方向性的： C 方向：5 → 3
磷酸二酯键 磷酸二酯键
(deoxyribonucleic acid, DNA)
存在于细胞核和线粒体
携带遗传信息，并通过复制传递 给下一代。
核糖核酸 (ribonucleic acid, RNA)
分布于细胞核、细胞质、线粒体
核酸的结构和功能
核酸的结构和功能核酸是生物体内的重要生物大分子之一，其结构和功能对于生物体的正常生理活动具有重要意义。
核酸主要包括核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA），它们在细胞中扮演着信息传递、遗传、调控等方面的重要角色。
本文将详细介绍核酸的结构和功能。
一、核酸的结构核酸是由核苷酸单元组成的长链分子。
核苷酸由一个含氮碱基、糖分子和磷酸组成。
核苷酸通过磷酸二酯键连接成链状结构，相邻核苷酸之间的磷酸二酯键被称为链的磷酸骨架。
在DNA中，糖分子是脱氧核糖（deoxyribose），而在RNA中则是核糖（ribose）。
碱基分为嘌呤（鸟嘌呤和胸腺嘧啶）和嘧啶（腺嘌呤、鸟嘌呤和尿嘧啶）两类。
在DNA中，鸟嘌呤和胸腺嘧啶以氢键的方式通过碱基配对相互结合，形成双螺旋结构。
而在RNA中，核糖和碱基之间没有形成稳定的双螺旋结构。
二、核酸的功能1.存储遗传信息：DNA是生物体内存储遗传信息的主要分子。
通过DNA的序列编码了生物体内所有蛋白质的合成信息。
每一个DNA分子都包含了生物体所有的遗传信息，它能够准确地复制自身，并通过遗传信息的传递实现后代群体的生存和繁殖。
2.转录和翻译：DNA的遗传信息通过转录作用被转录成一种中间产物RNA，即RNA的合成过程。
在细胞质中，RNA通过读取DNA上的密码信息并翻译成蛋白质序列，从而实现遗传信息的传递。
这个过程被称为翻译。
3.转运和储存能量：核酸还能承担转运和储存能量的功能。
例如，三磷酸腺苷（ATP）是细胞内的一种重要能量转移分子，在胞吞、细胞呼吸等细胞代谢过程中转运和释放能量。
4. 催化作用：部分RNA分子具有催化作用，被称为酶RNA （ribozyme）。
酶RNA能够在特定条件下催化化学反应，例如：RNA酶能够剪切RNA链，还能参与核酸的合成和修复等生物化学过程。
5.调控基因表达：除了DNA编码蛋白质的功能外，核酸还能调控基因表达过程。
RNA在细胞内扮演着信使RNA、转运RNA和核糖体RNA等不同角色，参与调控基因表达的过程，例如：转录因子通过与一些基因的调控区域结合，将DNA转录为RNA，进而调控该基因的表达。
核酸的结构和功能
缠绕1.75圈 约140~160bp
60bp
核心颗粒 2 (H2A·H2B ·H3 ·H4 )
染色质纤维
人类46条染色体的DNA总长可达 1.7m，经过螺旋化压缩，实际总 长只有200nm。
中心法则 (Central Dogma)
Replication
Reverse transcription
OH
HN
HCH3
H
H
ON
H
胸腺嘧啶 thymine
（T）
DNA
胸腺嘧啶 (T)
腺嘌呤 (A)
鸟嘌呤 (G)
胞嘧啶 (C)
RNA
尿嘧啶 (U)
（二）戊糖
HOH2C5’ O OH
4’
1’
3’ 2’
OH OH
β-D-2-核糖
核糖 (Ribose) 构成 RNA
HOH2C5’ O OH
4’
1’
3’ 2’
（2）碱基互补配对：AT配对（两个氢键）， GC配对（三个氢键）；碱基对平面垂直纵轴 （3）右手双螺旋：螺距为3.4 nm，直径为2.0 nm，10.5 bp/圈
（4）表面功能区：小沟较浅；大沟较深，是蛋 白质识别DNA碱基序列的基础 （5）维持结构稳定的力量：氢键维持双链横向 稳定，碱基堆积力维持螺旋纵向稳定
脱氧 d
碱基 A G T C U
磷酸基数目 M D T
磷酸 P
• DNA、RNA组成异同
DNA与RNA在组成成份上略有不同：
DNA
RNA
磷酸 碱基
戊糖
磷酸 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T） D-2脱氧核糖（dR）
磷酸 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U）
核酸结构与功能解析
核酸结构与功能解析核酸是构成生物体内遗传信息的主要分子之一，其中包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
这两种核酸都具有复杂的结构和多样的功能，对于生物体的正常运行至关重要。
本文将对核酸的结构和功能进行详细解析。
一、脱氧核糖核酸（DNA）的结构与功能DNA是一种由核苷酸单元组成的长链分子，每个核苷酸单元由磷酸、脱氧核糖和一种碱基组成。
DNA分子通常以双螺旋结构存在，其中两条链通过碱基间的氢键相互配对，形成阅读方向相反的互补链。
DNA的主要功能是存储和传递遗传信息。
在细胞分裂过程中，DNA复制可以确保每个新细胞都获得与母细胞相同的遗传信息。
此外，DNA还通过转录的过程将遗传信息转化为RNA，进一步参与蛋白质的合成。
二、核糖核酸（RNA）的结构与功能RNA同样由核苷酸单元组成，但与DNA不同的是，RNA中的脱氧核糖被核糖代替，而胸腺嘧啶（T）碱基则被尿嘧啶（U）取代。
RNA分子通常以单链或者部分螺旋结构存在。
RNA具有多种功能，其中最重要的是参与蛋白质合成。
在转录过程中，RNA通过与DNA互补配对的方式，将DNA中的遗传信息转录成RNA信使分子（mRNA）。
随后，mRNA将被转运到核糖体，通过翻译过程将遗传信息转化为特定的氨基酸序列，从而合成蛋白质。
除了参与蛋白质合成外，RNA还有多种其他功能。
例如，转运RNA（tRNA）能将氨基酸输送到核糖体，核糖体RNA（rRNA）在蛋白质合成中担任结构和催化剂的角色，小核仁RNA（snoRNA）参与修饰rRNA等。
三、核酸结构与功能的相互关系DNA和RNA在结构上的差异直接决定了它们具有不同的功能。
DNA具有较强的稳定性，适合长期存储遗传信息。
同时，DNA的双螺旋结构也使得它在复制过程中具有较高的准确性。
相比之下，RNA的结构相对不稳定，但具有较强的反应活性。
这使得RNA能够更加灵活地参与蛋白质合成和其他生物过程。
此外，由于RNA中的碱基尿嘧啶（U）的存在，RNA相较于DNA更容易发生突变。
核酸的结构与功能(共68张PPT)
二、DNA通过3,5-磷酸二酯键连接
一个脱氧核苷酸3的羟基与另一个核苷酸5的 α-磷酸基团缩合形成磷酸二酯键(phosphodiester bond)。
多个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键构成了具有方 向性的线性分子，称为多聚脱氧核苷酸
(polydeoxynucleotide)，即DNA链。
5.5 nm
11 nm
核小体核心颗粒
主要内容：
•核酸的化学组成
DNA
•核酸的分子结构
RNA
•核酸的理化性质
RNA的结构功能
• RNA与蛋白质共同负责基因的表达和表达过程的
调控。
• RNA通常以单链的形式存在，但有复杂的局部 二级结构或三级结构。
• RNA比DNA小的多。 • RNA的种类、大小和结构远比DNA表现出多样
核仁
核糖体组成成分 蛋白质合成模板 转运氨基酸 翻译调控
信号肽识别体的组成成分
成熟mRNA的前体 参与hnRNA的剪接、转运 rRNA的加工和修饰
线粒体核糖体RNA mt rRNA 线粒体
核糖体组成成分
线粒体信使RNA 线粒体转运RNA
mt mRNA mt tRNA
线粒体 线粒体
蛋白质合成模板 转运氨基酸
mRNA成熟过程
内含子
(intron)
外显子(exΒιβλιοθήκη n)hnRNAmRNA
成熟的真核生物mRNA
5' m 7Gppp
AUG
编 码 区
3' UAA AAA… … An
5'非 翻 译 区
3'非 翻 译 区
• 成熟的mRNA由氨基酸编码区和非编码区构成。 • 5-末端的帽子(cap)结构和3-末端的多聚A尾(poly-A
第二章 核酸的结构与功能
核酸的结构与功能
❖ 1868年，瑞士外科医生Fridrich从外科手术绷带上的脓细胞的细 胞核中分离出一种溶于碱而不溶于酸的酸性有机化合物，其分子 中含磷2.5%、含氮14%，该物质被命名为核酸。
❖ 根据核酸分子中所含戊糖的差别： （一）脱氧核糖核酸（DNA）:主要存在于细胞核中（真核细胞的 线粒体中也存在不少量的DNA），携带着决定个体基因型的遗传信 息，是遗传信息的贮存和携带者； （二）核糖核酸（RNA）:主要存在于细胞核和细胞质中，参与细
比DNA复制得多，这与它的功能多样化密切相关。
一、mRNA是蛋白质合成中的模板
❖ 1960年，Jacob 和 Monod 等人用放射性核素示踪实验证实： 一类大小不同的RNA才是细胞内合成蛋白质的真正模板，于 1961年首先提出了信使RNA（mRNA）这个概念。
❖ 在各种RNA分子中，mRNA约占细胞内RNA总量的2～5%，种类 最多，分子大小相差很大；
N H
❖DN生称AN物为稀体有的D碱N基A8 N和79NH。RN45 AN36分12 子N 中NH2还含有一些65含1N4 3量2N 很O 少H的3C碱基65 1，N4 32
N
O
鸟嘌呤
RNA
胞嘧啶
胸腺嘧啶
5´
HOCH2
4´ H
OH O
H 1´
H
H
3´
2´
OH OH
β-D-核糖（构成RNA）
5´
HOCH2
遗传的相对稳定性，又可发生各种重组和突变，适应环境的 变迁，为自然选R型择细提菌供：无机毒会型。肺炎球菌
S型细菌：有毒型肺炎球菌
肺炎球菌转化实验
第三节
RNA 的结构与功能
❖ RNA和蛋白质共同担负着基因的表达和表达调控功能。 ❖ RNA通常以单链形式存在，但可通过链内的碱基配对形成
核酸结构与功能PPT课件
snmRNAs的种类 核内小RNA 核仁小RNA 胞质小RNA 催化性小RNA 小片段干涉 RNA
snmRNAs的功能 参与hnRNA和rRNA的加工和转运。
57
RNA组学
RNA组学研究细胞中snmRNAs的种类、 结构和功能。同一生物体内不同种类的细胞、 同一细胞在不同时间、不同状态下 snmRNAs的表达具有时间和空间特异性。
核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键
连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。
NH2
N O
核苷酸：
HO P HOO CCHH22 OO N O OH
AMP, GMP, UMP, CMP
脱氧核苷酸：
OOHH OH
dAMP, dGMP, dTMP, dCMP
12
电 脑 模 型图
简化式
酯键
糖苷键
13
体内重要的游离核苷酸及其衍生物
NH
O
胸腺嘧啶(thymine, T) 8
碱基的互变异构
▪ 酮式－烯醇 C=O
N ▪ 氨基－亚氨基
C-NH2 +HN
C-OH N
C=NH2 + HN
▪ 受介质pH影响
9
戊糖
HO CH2
OH HO CH2
OH
5´ O
O
4´
1´
3´ 2´
OH OH
核糖(ribose) （构成RNA）
OH H 脱氧核糖(deoxyribose)
原核生物 5S rRNA 23S rRNA 16S rRNA
54
核蛋白体的组成
原核生物（以大肠杆菌为例） 真核生物（以小鼠肝为例）
小亚基 rRNA 蛋白质
16S 21种
核酸结构与功能
核酸结构与功能核酸是生物体内重要的生物大分子，广泛存在于细胞核和细胞质中。
它们以其特殊的结构和功能在遗传信息的传递和蛋白质合成等生物过程中发挥着重要的作用。
本文将介绍核酸的结构和功能，以便更好地了解这一重要的生物分子。
一、核酸的结构核酸包括DNA和RNA两种类型，它们的结构有所不同。
DNA分子由磷酸、脱氧核糖和碱基组成。
碱基可以分为腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）四种，其中A与T之间有双氢键连接，G与C之间有三氢键连接。
这种配对方式使得DNA具有双链结构，形成了一个螺旋状的双螺旋结构，我们通常所说的DNA结构。
RNA分子由磷酸、核糖和碱基组成。
与DNA不同的是，RNA中的胞嘧啶（C）被尿嘧啶（U）取代，U与A之间同样有双氢键连接。
由于RNA只有单链结构，因此它的形状是比较灵活的。
在细胞中，RNA能够根据需要折叠成不同的结构，以实现其特定的功能。
二、DNA的功能DNA作为遗传信息的携带者，在细胞遗传学中起着重要作用。
它的主要功能包括：1.遗传信息存储：DNA分子中的碱基序列编码了生物体的遗传信息，包括个体的性状、生理功能和行为特征等。
这些信息通过DNA的复制和传递进行遗传。
2.蛋白质合成的模板：DNA中的遗传信息通过转录作用转写成RNA，然后再通过翻译作用转化成蛋白质。
DNA是这一过程的模板。
3.基因调控：DNA还通过染色质的结构紧密联系在一起，形成染色体。
在细胞活动中，染色体的结构变化与基因的活化和关闭有关，从而影响细胞内生物过程的进行。
三、RNA的功能RNA的功能比较多样，可以分为以下几类：1.信息传递：mRNA（信使RNA）负责将DNA中的遗传信息传递到细胞质中，为蛋白质合成提供模板。
tRNA（转运RNA）在蛋白质合成时将氨基酸转运到相应的位置，起到“适配子”的作用。
2.催化作用：rRNA（核糖体RNA）是构成细胞核糖体的主要组成部分，参与催化蛋白质合成的反应。
此外，一些特殊的RNA分子也具有催化某些生化反应的能力。
核酸的结构和功能
核酸的结构和功能核酸是生命体内十分重要的一种生物大分子，它不仅可以储存遗传信息，还可以传递遗传信息和控制遗传信息的表达。
核酸的结构和功能一直是生物学研究中备受关注的重要领域，本文将从核酸的结构和功能两个方面进行探讨。
一、核酸的结构核酸是由核苷酸单元组成的，每个核苷酸单元由一个糖分子、一个碱基和一个磷酸基团组成。
糖分子是五碳糖，对于RNA来说，是核糖，对于DNA来说，是脱氧核糖。
碱基有四种类型，分别为腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶，它们可以自由地组合在一起，形成不同的核苷酸单元。
核苷酸单元通过磷酸基团的连接形成了核酸链。
RNA是单链结构，而DNA是双链结构，其中一条链具有正向朝向，另一条链具有反向朝向。
DNA两条链通过氢键相互串联在一起，即A碱基配对T碱基，C碱基配对G碱基，这种配对方式保证了DNA两条链互补性，且不同的DNA序列具有不同的特异性。
RNA在一些特殊情况下可以形成双链结构，例如siRNA和微小RNA可以通过与靶序列的互补配对来抑制基因表达。
二、核酸的功能核酸的功能主要包括储存遗传信息、传递遗传信息和控制遗传信息的表达。
1. 储存遗传信息DNA作为遗传物质的载体，在细胞分裂和繁殖的过程中，能够确保一定程度的遗传稳定性和连续性。
它能够储存所有生物的遗传信息，并且在细胞复制过程中保持遗传信息的准确复制。
当细胞分裂时，DNA能够在细胞的两个子细胞之间进行遗传信息的传递，从而保证遗传信息的传承。
2. 传递遗传信息RNA作为DNA的转录产物，能够通过核糖体进行翻译，合成蛋白质。
RNA分为mRNA、tRNA和rRNA三类，其中mRNA是将DNA上的遗传信息转录并运送到核糖体的，tRNA是将氨基酸运送到核糖体，rRNA是核糖体的主要构成部分之一。
RNA通过转录和翻译过程，将DNA上的遗传信息传递到蛋白质上，控制蛋白质的合成和功能性质。
3. 控制遗传信息的表达DNA序列中含有许多启动子和基因调控元件，它们能够通过结合转录因子调节基因的表达。
核酸的结构与功能简答题
核酸的结构与功能简答题
核酸是生命体内存储和传递遗传信息的分子，主要包括DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）。
以下是关于核酸结构和功能的简要说明：核酸的结构：
1.DNA结构：DNA是由两条互相缠绕的螺旋链组成的，形成了著名的DNA 双螺旋结构。
每个DNA链由磷酸、脱氧核糖和四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和鸟嘧啶）组成。
碱基通过氢键相互配对，腺嘌呤与胞嘧啶形成两个氢键，而鸟嘌呤与鸟嘧啶形成三个氢键。
2.RNA结构：RNA同样由核苷酸组成，但其糖是核糖而不是脱氧核糖。
RNA 通常是单链结构，但在某些情况下，它也可以形成二级结构，如tRNA和rRNA。
核酸的功能：
1、遗传信息存储：DNA是细胞内存储遗传信息的主要分子。
基因是DNA 中的特定区域，编码了生物体合成蛋白质所需的信息。
2、遗传信息传递：DNA通过遗传信息的复制和传递确保遗传物质在细胞分裂时得以传递给下一代。
这是生命传承的基础。
3、蛋白质合成：RNA在蛋白质合成中起关键作用。
mRNA（信使RNA）通过转录将DNA上的遗传信息转移到RNA上，然后tRNA（转运RNA）将氨基酸输送到正在合成蛋白质的地方。
4、调节基因表达：一些RNA分子，如miRNA（微小RNA）和siRNA（小干扰RNA），参与基因表达的调控。
它们可以通过与mRNA结合来影响蛋白质合成。
5、能量传递：ATP（腺苷三磷酸）等能量分子包含在核酸中。
这些能量分子在细胞中储存和传递能量，用于许多生物学过程。
核酸的结构与功能
二、核酸的结构与功能1.核酸：是以核苷酸为基本结构单位的组成贮存和传递遗传信息的生物大分子，是生命的基础物质之一，存在于所有的生物中。
2.参与蛋白质合成的RNA分类：3.RNA 种类：rRNA（核糖体）tRNA（转移）mRNA（信使）比例80%—82%15%—16%3%—5%代谢稳定性稳定稳定不稳定存在形式与多种蛋白质形成核糖蛋白体，位于粗面内质网上，或以单体形式存在与氨基酸结合或以游离状态存在与核糖体结合或单独存在存在部位细胞浆细胞浆细胞浆生理功能蛋白质合成场所在蛋白质合成中运输活化氨基酸蛋白质合成的模板4.核酸的分布：真核生物原核生物病毒DNA主要分布于细胞核中分布于“拟核”中只存在一种核酸，RNA或DNA线粒体、叶绿体也有少量RNA主要分布于细胞质中分布于细胞质中核仁、线粒体、叶绿体也有少量5.核酸的生物学功能DNA:贮存遗传信息 传递遗传信息DNADNARNA蛋白质生物学功能是通过蛋白质体现的。
RNA：病毒RNA 贮存遗传信息转录DNA 的遗传信息，指导参与蛋白质生物合成 参与基因表达调控 生物催化作用（酶的作用）6.核酸的元素组成C、H、O、N、P、S（个别有硫）PDNA(9.9%)RNA(9.5%)7.核酸的化学组成亲代复制子代转录翻译备注：DNA包含碱基：腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶TRNA包含碱基：腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、尿嘧啶U8.核苷定义：是由戊糖与含氮碱基经脱水缩合而生成的糖苷。
核苷类型：RNA核糖核苷（核苷）：A、G、C、UDNA脱氧核糖核苷（脱氧核苷）：dA、dG、dC、dT9.核苷酸定义：是由核苷和磷酸经脱水缩合而生成的磷酸脂类化合物。
核苷酸类型：RNA核糖核苷酸（N MP）：AMP、GMP、CMP、UMPDNA脱氧核糖核苷酸（d N MP）：dAMP、dGMP、dCMP、dTMP。
核酸的结构与功能
核酸的结构与功能核酸是生物体内重要的生物大分子，在细胞中承担着传递、储存和表达遗传信息的重要功能。
核酸的结构与功能是深入了解生物学的基础，对于揭示生命现象的本质和开展相关研究具有重要意义。
一、核酸的结构核酸的结构主要包括DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）两种形式。
它们都由核苷酸组成，核苷酸是由碱基、糖分子和磷酸组成的。
1.碱基碱基是核酸的重要组成部分，共有四种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。
在DNA中，A和T以A-T键相互连接，G和C以G-C键相互连接。
而在RNA中，A和U以A-U 键相互连接，G和C以G-C键相互连接。
2.糖分子DNA中的糖分子是脱氧核糖，因此又称作脱氧核糖核酸。
RNA中的糖分子是核糖，因此称为核糖核酸。
这两种糖分子的主要区别在于脱氧核糖缺少一氧化碳基团。
3.磷酸核苷酸的磷酸基团由磷酸根团和糖分子骨架连接而成。
它们在核酸结构中起到连接碱基和糖分子的作用。
二、DNA的功能1.存储遗传信息DNA是生物体遗传信息的主要携带者，能够准确地储存并传递基因信息。
DNA的双螺旋结构具有稳定性和复制能力，通过遗传物质的复制和遗传物质的转录翻译，实现了基因信息的传递和表达。
2.控制基因表达DNA中的基因编码了生物体的蛋白质，通过DNA的转录过程，可以合成RNA分子，进而由RNA转译为蛋白质。
这个过程被称为基因表达，是生物体内复杂的调控过程之一。
三、RNA的功能1.基因转录RNA是DNA转录的产物，通过对DNA进行复制和转录，RNA可以携带DNA的遗传信息，并在细胞质中进行翻译和转录。
2.蛋白质合成RNA通过翻译过程将遗传信息转换为蛋白质的氨基酸序列，促进蛋白质的合成。
这是生物体内的重要生化过程，同时也是维持细胞结构和功能的基础。
3.参与调控某些种类的RNA可以直接调控基因表达，如小干扰RNA（siRNA）和微小RNA（miRNA），它们能够切断信使RNA分子或抑制其转录，从而调控基因表达水平。
核酸的结构与功能
RNA）通过碱基配
对形成杂交分子的
过程。
• 特点：灵敏度高、
专一性强
（G+C）%=（Tm-69.3）×2.44
• DNA的均一性：均质DNA Tm范围窄；
• 介质的离子强度：低离子强度，Tm较低，范
围较宽；高离子强度，Tm较高，范围较窄。
（二）复性（renaturation）
1、定义：热变性DNA在温度逐渐降低时，在一定 浓度的盐溶液中，两条分开的单链重新恢复双螺 旋结构的过程，又称为退火（annealing） 。 2、复性的特征 • 减色效应（hypochromicity） • 粘度上升，浮力密度下降 • 生物活性部分恢复
• 分子量最小、不同tRNA分子的大小很相似
• 功能：转运活化的 Aa 到生长肽链的正确位
置。
• 每个Aa至少有一个对应的tRNA（如丙氨酸
tRNA、tRNAAla）。
3、rRNA（核糖体RNA）
• 比例最大，
• 是核糖体的主要组成部分。 • 功能：与蛋白质生物合成相关。
已经发现的RNA种类
名称 核糖体RNA 缩写 rRNA 功能 核糖体组成成分
水
磷酸phosphate
核苷nucleoside
解
戊糖ribose
碱基base
嘌呤碱purine
嘧啶碱pyrimidine
1、戊糖（Ribose）
β —D—核糖 (in RNA)
β —D— 2’－脱氧核糖
(in DNA)
2、碱基 （Base）
嘧啶环
RNA
DNA
胞嘧啶 C
尿嘧啶 U
胸腺嘧啶 T 腺嘌呤 A
核酸的结构功能
一、核酸的种类、分布和功能
核酸的结构与功能
核酸的结构与功能核酸是生物体内重要的生物大分子之一，它不仅参与到遗传信息的传递和转录过程中，还在细胞生理活动中发挥着重要的功能。
本文将重点介绍核酸的结构和功能。
一、核酸的结构核酸主要由核苷酸组成，而核苷酸又由糖基、碱基和磷酸残基构成。
1. 糖基：核酸中的糖基有两种，即脱氧核糖和核糖。
脱氧核糖是构成DNA的糖基，而核糖则是RNA的糖基。
2. 碱基：碱基是核苷酸的重要组成部分，它可分为两类，嘌呤和嘧啶。
嘌呤包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），而嘧啶则包括胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U）。
3. 磷酸残基：磷酸残基是核苷酸的磷酸部分，通过醣苷酸的骨架连接在一起，形成了核酸的链状结构。
二、核酸的功能1. 遗传信息的传递：核酸承载着生物体的遗传信息，其中DNA是生物体遗传信息的主要媒介。
DNA分子通过编码自身的碱基序列，传递给下一代，从而实现了生物遗传的连续性。
2. 转录过程中的模板：DNA作为模板参与到转录过程中，转录酶根据DNA的碱基序列合成RNA，这个过程被称为转录。
RNA承载着从DNA传递过来的信息，进一步参与到蛋白质的合成中。
3. 蛋白质的合成：核酸在蛋白质的合成过程中发挥着重要的功能。
由DNA转录形成的RNA分子将遗传信息带到细胞质中的核糖体，核糖体根据RNA的信息合成特定的氨基酸序列，最终形成特定的蛋白质。
4. 能量传递：核酸有能量转移的功能。
在细胞生理活动中，ATP（腺苷三磷酸）作为一种常见的核苷酸，通过释放相应的磷酸，将化学能转化为细胞内能量。
5. 调节基因表达：核酸还通过一系列的调控机制来调节基因的表达。
例如，RNA干扰技术能够通过干扰特定基因的转录过程，实现对基因表达的调控。
结语：通过对核酸的结构与功能进行了解，我们深刻认识到核酸在生物体内的重要性。
作为遗传信息的承载者和调控蛋白质合成的关键参与者，核酸在维持生物体的正常功能和生理过程中起着不可忽视的作用。
进一步研究核酸的结构和功能有助于揭示生命活动的本质，并为生物技术领域的发展提供新的思路和路径。
核酸的结构与功能
核酸的结构与功能核酸是生物体内重要的生物大分子之一，它在遗传信息的传递和蛋白质的合成中都发挥着关键的作用。
本文将主要探讨核酸的结构特点以及它们在生物体内的功能。
1. 核酸的结构1.1 DNA的结构DNA（脱氧核糖核酸）是细胞中最重要的核酸分子，它由两条互补的单链组成的双螺旋结构。
每条DNA链由磷酸、脱氧核糖和四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶）组成。
DNA的碱基通过氢键相互结合，形成基对，其中腺嘌呤和鸟嘌呤之间通过三个氢键连接，胸腺嘧啶和胞嘧啶之间通过两个氢键连接。
这种碱基的配对方式使得DNA具有高度的稳定性和准确性。
1.2 RNA的结构RNA（核糖核酸）是一类单链结构的核酸分子，它和DNA一样都由磷酸、核糖和碱基组成。
和DNA不同的是，RNA中的胸腺嘧啶被尿嘧啶取代，而核糖代替了脱氧核糖。
此外，RNA的碱基配对方式也与DNA不同，腺嘌呤与尿嘧啶之间通过两个氢键连接，胸腺嘧啶与腺嘌呤之间通过三个氢键连接。
2. 核酸的功能2.1 遗传信息的传递DNA是细胞中遗传信息的存储库，它通过基因的方式储存着生物体的遗传信息。
在细胞分裂的过程中，DNA能够准确地复制自己，并将复制得到的两条DNA链分给两个新生物体。
这样，生物体的遗传信息得以准确传递给下一代。
2.2 蛋白质的合成DNA中的遗传信息需要转录为RNA分子，然后通过翻译作用转化为蛋白质分子。
这个过程被称为基因表达。
在基因表达过程中，DNA 的特定区域被RNA聚合酶酶识别并转录为RNA。
这个RNA分子被称为信使RNA（mRNA），它携带着遗传信息到细胞质中，然后通过核糖体的翻译作用合成蛋白质。
这样，DNA的遗传信息转化为蛋白质，实现了生物体内重要生化过程的调控和实现。
3. 核酸的重要性核酸在生物体内具有重要作用，它不仅是遗传信息的携带者，还参与了许多生物过程的调控和控制。
例如，核酸能够通过碱基对的配对选择性地与其他分子结合，从而实现特定的功能。
核酸的结构与功能
核酸的结构与功能核酸是一类重要的生物分子，包括DNA（脱氧核酸）和RNA（核糖核酸）。
核酸在生物体内起着关键的遗传信息传递、蛋白质合成和调控基因表达等重要作用。
本文将详细介绍核酸的结构与功能，并探讨其在生物体内的作用机制。
一、核酸的结构1. DNA的结构DNA是由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳟嘧啶）和磷酸二酯键组成的双螺旋结构。
DNA的两条链通过碱基间的氢键相互配对，形成一个稳定的螺旋结构。
DNA的结构具有方向性，其中一条链的3'末端连着另一条链的5'末端。
2. RNA的结构RNA与DNA相似，也由碱基和磷酸二酯键组成。
然而，RNA中胸腺嘧啶被尿嘧啶取代。
此外，RNA通常是单链的，而不像DNA那样是双螺旋的结构。
RNA的结构也具有方向性，由5'末端到3'末端。
二、核酸的功能1. 遗传信息传递DNA是生物体内遗传信息的载体，具有将父代传递给子代的重要作用。
通过DNA的遗传信息，生物体的一些特征和功能可以在不同代中传递和延续。
2. 蛋白质合成DNA中的遗传信息可以转录成RNA，并进一步翻译成蛋白质。
这是生物体合成蛋白质的基本过程，被称为中心法则。
在蛋白质合成过程中，RNA起着传递遗传信息的作用，而DNA则作为模板参与了RNA的合成。
3. 基因表达调控除了编码蛋白质外，核酸还参与基因表达的调控过程。
通过DNA 和RNA分子之间的相互作用，可以调控基因的转录和翻译过程，从而控制蛋白质的合成速率和水平。
这种调控机制对维持生物体的正常功能非常重要。
三、核酸的作用机制1. DNA复制DNA复制是生物体进行有丝分裂和无丝分裂的基础，也是新细胞生成的重要过程。
在DNA复制过程中，DNA双链解旋并逐个配对碱基，通过酶的作用合成两条新的DNA链。
这种准确的复制机制保证了遗传信息的传递和稳定性。
2. 转录与翻译转录是指DNA模板上的信息转化为RNA的过程。
RNA聚合酶将DNA作为模板合成一条与DNA互补的RNA链。
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3、核糖体RNA (ribosome RNA ，rRNA)
? 占细胞中总 RNA80%左右，含量最大 。在蛋白质 合成中起催化作用，催化肽键的形成 （可以说， 核 糖体是一种核酶，蛋白质只是维持 rRNA构象）。
? 包括核糖核苷酸 （ RNA的结构单位） 和脱氧核糖核苷酸 （ DNA的结构单位）
? 细胞内还有 各种游离 的核苷酸和核苷酸衍 生物，它们有重要的 生理功能。
? 如：FAD、CoA、 NAD+、NADP+、腺 苷钴胺素 ……
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（一）碱基（base）
1、嘧啶碱(pyrimidine base)
? 嘧啶的衍生物。 ? 核酸中常见的嘧啶：胞嘧啶 (cytosine,C) 、尿
（2）稀有碱基种类极多，大多数都是 甲基化（m） 碱基。
? 修饰基团在碱基上的写在碱基符号左边，修饰基团 在核糖上的写在碱基符号右边，修饰基团的位置写 在右上角，数目写在右下角。
（3）稀有碱基在各种类型核酸中的分布不均一， 在 tRNA中含量较高 （可高达10%）
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（二）核苷
? 1.核苷：由戊糖与碱基 以糖苷键 连接而成， 是一种糖苷。
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三、核酸ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生物功能
1、ＤＮＡ是主要的遗传物质 2、RNA功能的多样性 ? 控制蛋白质合成； ? 作用于RNA转录后加工与修饰； ? 基因表达与细胞功能的调控； ? 催化作用； ? 遗传信息的加工与进化； ? 在RNA病毒中是遗传信息的一级载体
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第三节、核酸的组成、结构
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一、核苷酸
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（三）核苷酸
1.核糖核苷的糖环上有 3个自由羟基，能形成 3种 不同的核苷酸；
? 脱氧核糖核苷的糖环上有 2个自由羟基，只能 形成2种不同的核苷酸；
? 生物体内游离存在的核苷酸多是5′ -核苷酸。
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2.多磷酸核苷酸
? ⑴种类： 5′-二 磷酸核苷（ 5′NDP）、 5′ -三 磷酸核苷（ 5′NTP）
? 1944 年， O. Avery 通过肺炎双球菌转化实验证 明DNA是遗传物质
? 1953年， Watson-Crick 提出DNA双螺旋结构模型， 为分子生物学的发展史奠定了基础。
? 2000年，人类基因组计划（ HGP）基本完成：
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第二节、核酸的种类、分布及功能
一、核酸的种类
? 脱氧核糖核酸 （deoxyribonucleic acid ，DNA）和 核糖核酸（ribonucleic acid ， RNA）两大类。
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? DNA：含有D-2-脱氧核糖；通常为双链结构，使 DNA分子稳定；是 主要的遗传物质 ，通过复制而将 遗传信息由亲代传给子代。
? RNA：含有D-核糖；通常为单链结构（某些病毒为 双链RNA）；与遗传信息的表达有关 。
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㈠、DNA的种类
? 1、线型双链DNA：真核生物染色体 DNA、某些 病毒DNA 。
? 2.通常是戊糖的 C1′ 与嘧啶碱的 N1或嘌呤 碱的N9相连接。糖苷 键为 C—N键，为 N-糖 苷键（核酸中均为β 糖苷键）。
? 3.包括核糖核苷和脱 氧核糖核苷。
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? 4.糖环中的碳原子标号右上角 加撇，而碱基中原 子的标号不加撇。
? 5、稀有核苷包括修饰核苷和异构化核苷。 ? 核糖也能被修饰，主要是 甲基化； ? 稀有核苷主要在 RNA中； ? 假尿苷：核糖的 C1′与尿嘧啶的 C5相连。
? 2、环状双链DNA：原核生物染色体 DNA、质粒 DNA、真核生物细胞器 DNA、某些病毒 DNA 。
? 3、线型单链DNA：某些病毒 DNA，如：小鼠微 小病毒
? 4、环状单链DNA：某些病毒 DNA，如：丝杆噬 菌体fd
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㈡、RNA的种类
1、信使RNA （ mRNA） ? 占细胞总RNA的3%~5%左右，
? ⑵功能：核酸合 成的前体；重要 的辅酶和能量载 体。
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3、环化核苷酸
? ⑴重要的有： cAMP 、cGMP 。
? ⑵功能：细胞功 能的调节因子和 信号分子。
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cAMP的产生
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二、核酸的共价结构
? 核酸的共价结构 ：即核 酸的一级结构，指核酸 的核苷酸序列。
（一）核酸中核苷酸的连 接方式
⑴原核细胞中 rRNA有三种，分别是： 16SrRNA（小亚 基），23SrRNA、5SrRNA（大亚基） ；
⑵高等真核细胞中 rRNA有四种，分别是： 18SrRNA （小亚基）， 28SrRNA 、5.8SrRNA、5SrRNA （大亚基） 。
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二、核酸的分布
? 1、DNA的分布 ? 核（ 98 %） ；浆（ 2 %） ? 原核细胞：核区；细胞质 ? 真核细胞：细胞核；线粒体、叶绿体等细胞器 ? 2、RNA的分布 ? 核（%） <10；浆（%） >90 ? 3、病毒或只含 DNA，或只含RNA。
6-氨基嘌呤
2-氨基,6-氧嘌呤
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? 核酸中五种碱基中的 酮基和氨基，均位于碱基 环中氮原子的邻位，可以发生 酮式一烯醇式 或 氨基、亚氨基 之间的结构互变，书写时用任何 一种皆可。
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3、稀有碱基（minorbase）
（1）稀有碱基：又称修饰碱基（ modified base ）， 稀有的微量碱基衍生物。
嘧啶(uracil,U) （ RNA ）、胸腺嘧啶 (thymine,T) （ DNA ）。 ? 胸腺嘧啶在tRNA中也有少量存在。
2、嘌呤碱(purine base)
? 嘌呤的衍生物。 ? 核酸中常见的嘌呤：鸟嘌呤 (guanine,G) 、腺嘌
呤(adenine,A)
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2-氧,4-氨基嘧啶 5-甲基尿嘧啶 2,4-二氧嘧啶
第一章、核酸的结构与功能 （nucleic acid）
1
本章内容提要：
? 第一节、核酸的发现与研究简史
? 第二节、核酸的种类、分布及功能 ? 第三节、核酸的组成、结构 ＊ ? 第四节、核酸的理化性质 ＊
2
第一节、核酸的发现与研究简史
? 1868年，瑞士的外科医生 Friedrich Miescher 从脓 细胞中发现了 DNA。