生物化学之核酸的结构与功能
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。
生物化学核酸的结构与功能
生物化学核酸的结构与功能核酸是由多个核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键相连的多聚物，分为rna和dna。
核酸的一级结构是指构成核酸的多聚核苷酸链上的所有核苷酸或硷基的排列顺序。
每一条线形多聚核苷酸链都具有极性，有5’-端和3’-端。
书写核酸一级结构的惯例是，从左到右先写5’- 端，再写3’- 端。
核酸一级结构的意义是储存生物体的遗传资讯。
dna的二级结构主要是各种形式的螺旋，特别是b型双螺旋，此外还有a型双螺旋、z型双螺旋、三链螺旋和四链螺旋等。
其中最主要的形式为watson和crick于1953年提出的b型双螺旋，其核心内容是：dna由两条呈反平行的多聚核苷酸链组成，它们相互缠绕形成右手双螺旋；两条链通过at硷基和gc硷基对互补结合在一起；硷基对位于双螺旋的内部，并垂直于暴露在外的脱氧核糖磷酸骨架。
硷基对之间的疏水键和範德华力对双螺旋的稳定起一定的作用；双螺旋的表面含有大沟和小沟；相邻硷基对距离为，相差约36°。
螺旋直径为2nm，每一转完整的螺旋含有10个bp，其高度为3.4nm。
一定的条件下，双链dna可以从b型转变成其他螺旋构象，但在正常的细胞环境中能够存在的只有a、b、z。
引起dna双链构象改变因素有硷基组成和序列、盐的种类、盐浓度和相对溼度。
低溼度下，dna可形成a 型双螺旋。
dna与rna形成的杂交双链为a型双螺旋；嘌呤嘧啶相间排列的dna在高的盐浓度下可形成左旋的z-dna。
而体内m5c 上的甲基化被认为有利于b型向z 型的转变。
体内z-dna的形成可能与基因表达调控有关。
dna双螺旋结构的证据有x射线衍射资料、chargaff 规则和硷基的互变异构性质。
双螺旋稳定的因素有氢键、硷基堆积力和阳离子或带正电荷的化合物对磷酸基团的中和，其中起决定性作用的是硷基的堆积力。
三链螺旋结构即h-dna，它是dna的非标準二级结构，其形成需要至少dna 的一条链全部由嘌呤核苷酸组成。
在细胞内，h-dna经常出现在dna複製、转录和重组的起始位点或调节位点。
Chapter 2 核酸的结构与功能教学教材
核酸的结构与功能
Structures and Functions of Nucleic Acids
内容
2.1 核酸的种类与分布 2.2 核苷酸 2.3 DNA的分子结构 2.4 核酸与蛋白质的复合体 2.5 RNA的分子结构 2.6 核酸的理化性质
2
2.1 核酸（Nucleic acid） 的种类与分布
48
（四）DNA双螺旋结构的多样性
49
双螺旋DNA的类型及相关参数
类型 螺旋方向
存在条件
螺距 碱基数/螺旋 碱基倾角
A-DNA 右手
相对湿度75% 2.53 nm
11
19°
B-DNA 右手
相对湿度92% 3.54 nm
10.4
1°
Z-DNA 左手 嘌呤－嘧啶二核 4.56 nm
12
苷酸为重复单位
N=A/U/G/C
同样，dNDP、dNTP， N=A/T/G/C
腺嘌呤 腺苷
16
核苷多磷酸的生物学功能:
§NTP和dNTP分别是RNA和DNA的直接前体。 §ATP分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。水
解时, ATP可以释放出大量自由能，推动生物体内 各种需能的生化反应。 §UDP、ADP、GDP在多糖合成中，可作为携带葡 萄糖基的载体；CDP在磷脂合成中可作为携带胆 碱的载体。 §GTP、CTP、UTP在某些生化反应中也具有传递能 量的作用。
11
稀 有 碱 基
大多甲基化碱基，tRNA含量丰富 (高达10％) 12
2.2.3 戊糖
β-D-核糖
β-D-脱氧核糖
13
2.2.4 核苷
碱基和核糖（或脱氧核糖）通过C-N 糖苷 键连接形成核苷（或脱氧核苷）。
大学药学-生物化学-核酸的结构与功能-试题与答案(附详解)
生物化学第二节核酸的结构与功能一、A11、关于DNA的二级结构(双螺旋结构)描述正确的是A、碱基A和U配对B、碱基G和T配对C、两条同向的多核苷酸D、两条反向的多核苷酸E、碱基之间以共价键连接2、DNA双螺旋结构模型的描述，不正确的是A、腺嘌呤的摩尔数等于胸腺嘧啶的摩尔数B、同种生物体不同组织中的DNA碱基组成极为相似C、DNA双螺旋中碱基对位于外侧D、两股多核苷酸链通过A与T或C与G之间的氢键连接E、维持双螺旋稳定的主要因素是氢键和碱基堆积力3、核酸分子中储存、传递遗传信息的关键部分是A、戊糖构象B、碱基的旋转角C、碱基序列D、戊糖磷酸骨架E、磷酸二酯键4、DNA的主要功能是A、翻译的模板B、反转录的模板C、翻译和反转录的模板D、复制和基因转录的模板E、突变与进化5、对于tRNA 的叙述下列哪项是错误的A、tRNA 通常由70-80 个核苷酸组成B、细胞内有多种tRNAC、参与蛋白质的生物合成D、分子量一般比mRNA 小E、可作为各种氨基酸的转运载体6、下列关于RNA 的论述哪项是错误的A、主要有mRNA,tRNA ,rRNA 等种类B、原核生物共有5S、16S、23S三种rRNAC、tRNA 是最小的一种RNAD、tRNA主要的作用是在细胞核内转录DNA基因序列信息E、组成核糖体的RNA 是rRNA7、下列关于tRNA的叙述错误的是A、分子量最小B、是各种氨基酸的转运载体在蛋白质合成中转运氨基酸原料C、tRNA的二级结构为三叶草形D、tRNA的三级结构为倒“L”型的结构E、5’-末端具有特殊的帽子结构8、DNA中核苷酸之间的连接方式是A、氢键B、2’，3’-磷酸二酯键C、3’，5’-磷酸二酯键D、2’，5’-磷酸二酯键E、疏水键9、下列哪种碱基只见于RNA而不见于DNAA、AB、TC、GD、CE、U10、RNA和DNA彻底水解后的产物是A、戊糖相同，部分碱基不同B、碱基相同，戊糖不同C、碱基不同，戊糖不同D、碱基相同，戊糖相同E、碱基相同，部分戊糖不同11、组成核酸的基本单位是A、含氮碱基B、核苷酸C、多核苷酸D、核糖核苷E、脱氧核糖核苷12、核苷酸之间的连接方式是A、氢键B、酯键C、离子键D、糖苷键E、3’，5’-磷酸二酯键13、DNA的解链温度指的是A、A260nm达到最大值时的温度B、A260nm达到最大值的50%时的温度C、DNA开始解链时所需要的温度D、DNA完全解链时所需要的温度E、A280nm达到最大值的50%时的温度二、B1、A.α-螺旋B.β-折叠C.PolyA尾D.m7GpppNmE.双螺旋结构<1> 、DNA的二级结构特征A B C D E<2> 、真核生物mRNA3’-端特征A B C D E2、A.DNAB.mRNAC.rRNAD.tRNAE.hnRNA<1> 、储存遗传信息的关键核酸分子是A B C D E<2> 、蛋白质合成的直接模板是A B C D E答案部分一、A11、【正确答案】D【答案解析】DNA是一反向平行的双链结构，两条链的碱基之间以氢键相连接。
生物化学学习题核酸的组成与功能
生物化学学习题核酸的组成与功能核酸是生物体内重要的生物大分子之一，它在细胞的遗传信息传递和蛋白质的合成过程中起着关键的作用。
本文将围绕核酸的组成与功能展开讨论。
第一部分：核酸的组成核酸主要由核苷酸组成，而核苷酸又由磷酸、核糖或脱氧核糖以及核碱基三个部分构成。
核酸可分为两类：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。
1. RNA的组成RNA由核糖和磷酸基团以及四种不同的核酸碱基组成，分别是腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和尿嘧啶（U）。
RNA具有单链结构，呈现出多样的空间构象。
2. DNA的组成DNA由脱氧核糖和磷酸基团以及四种不同的核酸碱基组成，包括腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）。
DNA 以双链螺旋的形式存在，两条链通过碱基间的氢键相互结合。
第二部分：核酸的功能核酸在生物体内具有多种重要的功能，主要包括遗传信息传递、蛋白质合成和调控基因表达等。
1. 遗传信息传递DNA是生物体内遗传信息的携带者，通过基因的排列组合和序列的变异，决定了个体的遗传特征。
DNA通过复制和遗传物质的传递，保证了遗传信息在代际之间的传递。
2. 蛋白质合成RNA在蛋白质的合成过程中发挥重要作用。
首先，DNA通过转录过程生成RNA的复制体，即mRNA。
然后，mRNA被带有氨基酸的tRNA识别，从而在核糖体上进行翻译，合成出特定的蛋白质。
3. 调控基因表达除了编码蛋白质的mRNA外，RNA还包括转运RNA（tRNA）、核糖体RNA（rRNA）和小核RNA（snRNA）等。
这些RNA参与了基因表达的调控过程，例如，tRNA将特定的氨基酸带给核糖体进行蛋白质合成，而rRNA则是核糖体的组成部分。
此外，还有一类特殊的RNA，即非编码RNA（ncRNA），它们不编码蛋白质，而在细胞过程中扮演重要的调控角色，如调控基因表达、修饰染色体结构等。
结语：核酸作为生物体内不可或缺的生物大分子，其组成和功能多种多样。
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
生物化学中的核酸结构与功能
生物化学中的核酸结构与功能生物化学是研究生物分子结构与生命活动相关的化学知识。
而核酸作为生物分子中的一个关键组分，其结构与功能自然也是生物化学领域的热点之一。
本文将探讨核酸结构与功能这一重要话题。
1.核酸的基本结构核酸是由核苷酸构成的生物分子，核苷酸由碱基、糖和磷酸三部分组成。
DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）是两种常见的核酸类型。
DNA是存储细胞遗传信息的主要分子，RNA则参与了细胞信息的传递和蛋白质合成过程。
DNA分子中的糖是脱氧核糖，在其上连接着碱基（A、C、G、T），磷酸基则连接在糖的横向羟基上。
因此，聚合成的核酸分子具有一个单一的方向（5’端到3’端）。
RNA分子的糖是核糖，在其上连接着A、C、G、U 四种碱基。
2.核酸组装与空间结构在细胞内，DNA分子往往呈现出复杂的空间结构，包括环状、线性等形式。
其中的空间结构对于DNA在遗传过程中的功能发挥起到了至关重要的作用。
RNA分子则不具备对应的二级结构、三级结构，更多的是通过与蛋白质相互作用形成复合物来发挥催化和调控物质运转的能力。
3.核酸的生物功能从功能角度来讲，核酸是生物体重要的储存和传递遗传信息的生物分子。
这种传递是通过DNA基因编码蛋白质，进而实现生命活动中各种生命过程的顺畅进行。
RNA则参与了直接的蛋白质合成过程，由于核酸含有碱基、糖和磷酸等多种有机分子，因此也有着其他许多重要的生物功能，如RNA的酶活性，可以为其他分子转化化学键，将RNA分子作为分子的催化反应剂，促进细胞内的化学反应。
4.核酸构建与生命细胞如此微小而又复杂，核酸的构成和运作在其中起着至关重要的作用。
作为生物分子的一个重要组成部分，核酸的构建和正常的细胞分裂及特定功能发挥密切相关。
细胞内分子之间相互依存，调控本身，核酸与其他生物分子的相互作用与协调作用，让细胞更加完善，在生命表现方面不断实现优化。
总之，核酸结构与功能是生物化学领域的重点话题之一，涉及信息传递、蛋白质合成等许多关键过程。
核酸的结构和功能《生物化学》复习提要
核酸的结构和功能核酸（nucleic acid）是重要的生物大分子，它的构件分子是核苷酸（nucleotide），天然存在的核酸可分为脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）和核糖核酸（ribonucleic acid，RNA）两类。
DNA贮存细胞所有的遗传信息，是物种保持进化和世代繁衍的物质基础。
RNA 中参与蛋白质合成的有三类：转移RNA（transfer RNA，tRNA），核糖体RNA（ribosomal RNA，rRNA）和信使RNA（messenger RNA，mRNA）。
20世纪末，发现许多新的具有特殊功能的RNA，几乎涉及细胞功能的各个方面。
第一节核苷酸核苷酸可分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两类，核糖核苷酸是RNA的构件分子，而脱氧核糖核苷酸是DNA构件分子。
细胞内还有各种游离的核苷酸和核苷酸衍生物，它们具有重要的生理功能。
核苷酸由核苷（nucleoside）和磷酸组成。
而核苷则由碱基（base）和戊糖构成。
一、碱基构成核苷酸中的碱基是含氮杂环化合物，有嘧啶（pyrimidine）和嘌呤（purine）两类。
核酸中嘌呤碱主要是腺嘌呤和鸟嘌呤，嘧啶碱主要是胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶。
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。
在某些tRNA分子中也有胸腺嘧啶，少数几种噬菌体的DNA含尿嘧啶而不是胸腺嘧啶。
这五种碱基受介质pH的影响出现酮式、烯醇式互变异构体。
在DNA和RNA中，尤其是tRNA中还有一些含量甚少的碱基，称为稀有碱基（rare bases）稀有碱基种类很多，大多数是甲基化碱基。
tRNA中含稀有碱基高达10%。
二、戊糖核酸中有两种戊糖DNA中为D-2-脱氧核糖（D-2-deoxyribose），RNA中则为D-核糖（D-ribose）（图3-5）。
在核苷酸中，为了与碱基中的碳原子编号相区别核糖或脱氧核糖中碳原子标以C-1’，C-2’等。
核酸的生物化学结构和功能解析
核酸的生物化学结构和功能解析核酸是构成生物体的重要分子之一，它在细胞内担负着存储和传递遗传信息的重要功能。
本文将深入探讨核酸的生物化学结构和功能，揭示核酸在生命活动中的重要作用。
一、核酸生物化学结构核酸是由核苷酸组成的大分子化合物。
核苷酸是由碱基、糖和磷酸基团组合而成。
碱基分为嘌呤和嘧啶两类，嘌呤包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），嘧啶则包括胸腺嘧啶（T）、尿嘧啶（U）和胞嘧啶（C）。
糖分为核糖（在RNA中）和脱氧核糖（在DNA中）。
磷酸基团连接在糖的3'位和5'位，形成磷酸二酯键，从而将核苷酸链接成链状结构。
核酸的主要类型包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
DNA是双链结构，由两条互补的核苷酸链缠绕而成，通过碱基配对形成稳定的螺旋结构。
RNA则是单链结构，可以形成类似DNA的二级结构，也可以形成各种不同的三维结构。
二、核酸的功能1. 存储遗传信息DNA是细胞中的遗传物质，它编码了细胞中合成蛋白质所需的遗传信息。
每个生物体细胞核内都包含一段完整的DNA，称为基因组。
基因组中的基因决定了生物的遗传特征，包括形态、功能和行为等。
2. 转录和翻译DNA通过转录过程生成RNA，而RNA通过翻译过程转化为蛋白质。
这一过程被称为中心法则。
在细胞内，DNA通过转录酶酶解，使其中的一条链作为模板，合成相应的RNA分子。
这一过程可以是一次性的（即合成的RNA直接用于蛋白质合成）或经过修饰后再转化为蛋白质。
通过这种机制，细胞可以根据需要合成特定的蛋白质，发挥不同的功能。
3. 调控基因表达RNA具有多种功能，其中包括调控基因表达。
在基因调控过程中，某些RNA分子可以与DNA的调控区结合，阻止或促进基因的转录。
这种调控方式可以调整细胞内基因的表达水平，对细胞功能的稳定和适应具有重要影响。
4. 催化反应核酸具有催化某些生物化学反应的能力。
在细胞中，一类特殊的RNA分子称为酶RNA（ribozyme），它能够催化化学反应，如自身剪切、肽键形成等。
生物化学核酸习题.doc
1核酸的结构与功能一、名词解释1、生物化学：是运用化学原理和方法，研究生命有机体化学组成和化学变化的科学，即研究生命活动化学本质的学科。
（运用，研究，科学，学科）2、DNA 一级结构：由数量极其庞大的四种脱氧的单核昔酸按照一定的顺序，以3' ,5,一磷酸二酯键彼此连接而形成的线形或环形多核昔酸链。
3、增色效应：含DNA和RNA的溶液经变性或降解后对紫外线吸收的增加。
是由于碱基之间电子的相互作用的改变所致，通常在260nm测量。
4、减色效应：一种含有DNA或RNA的溶液与含变性核酸或降解核酸的相同溶液相比较，其紫外线吸收为低。
是山于DNA双螺旋结构使碱基对的n电子云发生重叠，因而减少了对紫外线的吸收。
5、DNA的变性：指核酸双螺旋的氢键断裂，变成单链，并不涉及共价键的断裂。
6、DNA的复性：变性DNA在适当条件下，又可使两条彼此分开的链重新缔合成为双螺旋结构，全过程为复性。
热变性后的复性又称为退火。
7、核酸分了杂交：应用核酸分了的变性和复性的性质，使来源不同的DNA （或RNA）片断按碱基互补关系形成杂交双链分子，这一过程称为核酸的分子杂交。
8、熔解温度：DNA变性的特点是爆发式的，变性作用发生在一个很窄的温度范围内。
通常把热变性过程中光吸收达到最大吸收（完全变性）一半（双螺旋结构失去一半）时的温度称为该DNA的熔点或熔解温度（melting temperature）,用tm表示。
9、Chargaff定律：所有DNA中腺口票吟与胸腺唯嚏的摩尔含量相等，（A=T）,鸟噱吟和胞啧嚏的摩尔含量相等（G = C）,即噂吟的总含量与H密度的总含量相等（A+G = T+C）。
DNA的碱基组成具有种的特异性，但没有组织和器官的特异性。
另外生长发育阶段、营养状态和环境的改变都不影响DNA的碱基组成。
二、填空1、核酸完全的水解产物是（碱基）、（戊糖）和（磷酸）。
其中（碱基）又可分为（噂吟）碱和仆密嚏）碱。
2、体内的噂吟主要有（腺n票吟）和（鸟喋吟）；口密喘碱主要有（胞口密喘）、（胸腺口密嚏）和（尿嚅嚏）。
生物化学中的核酸结构和功能
生物化学中的核酸结构和功能核酸是生物体中最具有代表性的分子之一，它们不仅逐步揭示了生命中的复杂机理，而且也在基因工程、医学以及药物研究领域中发挥了关键作用。
本文将从核酸的结构和功能两个方面探讨其重要性。
一、核酸的结构核酸分为DNA和RNA，它们在化学成分上都是由核苷酸组成的，不同的是DNA的糖是脱氧核糖糖（deoxyribonucleic acid）而RNA的糖是核糖糖（ribonucleic acid）。
核苷酸是由五碳糖、碱基和磷酸基组成的。
其中碱基分为嘌呤和嘧啶两类，嘌呤有腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），嘧啶有胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。
DNA的结构是双螺旋结构，这也是Watson和Crick通过对X 射线晶体学的实验建立的模型。
这个结构是由两条互补的链组成的，两条链通过碱基的键合连接着，形成一个细长的旋曲结构。
而RNA的结构则没有DNA那么复杂，其中的碱基序列单链折叠成不同的结构体，例如tRNA、rRNA等。
这种单链结构使得RNA 在一些领域中也具有非常独特的功能。
二、核酸的功能核酸在细胞中有很多重要的功能，其中最为显著的就是携带生命的基因信息。
DNA是所有生物体的重要遗传信息数据储存物质，其序列决定了物种的生长、发育和生存。
人类DNA的基因组由约30亿个不同的碱基组成，其中只有一小部分负责蛋白质编码，其余则可能与常见的疾病、短暂起效的压力反应以及更长期的环境早期节律有关。
RNA则在生物学过程中具有多种的功能，例如：1.转录作用，tRNA和rRNA将DNA序列中的信息转录成蛋白质。
2.miRNA和siRNA制造，控制基因表达和killing错配的RNA分子。
3.telomeraseRNA，在DNA末端形成保护端（T/D）。
4. RNA丝，催化酶，帮助调节基因转录的过程。
5.纤维素RNA，凝聚编码序列中需求蜕变的基因。
在生物学的开发和应用方面，核酸发挥着重要的作用，并取得了很多的成就。
例如，我们可以利用DNA合成基因、制造蛋白质，或者通过基因检测和基因工程来开发药物。
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。
生物化学知识点与题目-第五章-核酸
第五章核酸一、DNA/RNA结构与功能RNA结构和功能的多样性，两类核酸的比较脱氧核糖核酸（DNA）的结构：方向性: 5′3′，5’-磷酸端，3’-羟基端Chargaff法则维持DNA结构的作用力：碱基堆积力核糖核酸（RNA）的结构：3′→5′磷酸二酯键tRNA的一级结构特点，tRNA二、三级结构校正tRNAmRNA的结构特征：二、性质及应用核酸的变性、复性及杂交：增色效应与减色效应；DNA的熔点、紫外吸收：260nm 核酸的水解：碱水解，RNA的磷酸酯键易被稀碱水解，得到2′,3′-核苷酸混合物酶水解：核酸酶属于磷酸二酯酶核酸研究技术：Sanger双脱氧终止法DNA测序原理一、DNA/RNA结构与功能RNA结构和功能的多样性，两类核酸的比较脱氧核糖核酸（DNA）的结构：方向性: 5′3′，5’-磷酸端，3’-羟基端Chargaff法则维持DNA结构的作用力：碱基堆积力核糖核酸（RNA）的结构：3′→5′磷酸二酯键tRNA的一级结构特点，tRNA二、三级结构校正tRNAmRNA的结构特征：名词解释反密码子Chargaff规则碱基堆积力DNA的一级结构DNA的二级结构选择题1．A TP分子中各组分的连结方式是：A、R-A-P-P-PB、A-R-P-P-PC、P-A-R-P-PD、P-R-A-P-PE、P-A-P-R-P 2．决定tRNA携带氨基酸特异性的关键部位是：A、3′末端B、T C环C、二氢尿嘧啶环D、额外环E、反密码子环3．构成多核苷酸链骨架的关键是：A、2′，3′－磷酸二酯键B、2′，4′－磷酸二酯键C、2′，5′－磷酸二酯键D、3′，4磷酸二酯键E、3′，5′－磷酸二酯键4．含稀有碱基较多的核酸是：A、核DNAB、线粒体DNAC、tRNAD、mRNAE、rRNA 5．有关DNA的叙述哪项绝对错误：A、A＝TB、G＝CC、Pu=PyD、C总=C+mCE、A=G，T=C 6．真核细胞mRNA帽结构最多见的是：A、m7ApppNmPB、m7GpppNmPC、m7UpppNmPD、m7CpppNmPE、m7TpppNmP7．下列哪种辅酶结构中不含腺苷酸残基：A、FADB、NADP+C、辅酶QD、辅酶A填空题1．核酸可分为和两大类，前者主要存在于真核细胞的和原核细胞部位，后者主要存在于细胞的部位。
生物化学第二章_核酸的结构与功能试题及答案
第二章核酸的结构与功能一、名词解释1．核酸2．核苷3．核苷酸4．稀有碱基5．碱基对6．DNA的一级结构7．核酸的变性8．Tm值9．DNA的复性10．核酸的杂交二、填空题11．核酸可分为____和____两大类，其中____主要存在于____中，而____主要存在于____。
12．核酸完全水解生成的产物有____、____和____，其中糖基有____、____，碱基有____和____两大类。
13．生物体内的嘌呤碱主要有____和____，嘧啶碱主要有____、____和____。
某些RNA分子中还含有微量的其它碱基,称为____。
14．DNA和RNA分子在物质组成上有所不同，主要表现在____和____的不同，DNA分子中存在的是____和____,RNA分子中存在的是____和____。
15．RNA的基本组成单位是____、____、____、____，DNA的基本组成单位是____、____、____、____，它们通过____键相互连接形成多核苷酸链.16．DNA的二级结构是____结构，其中碱基组成的共同特点是（若按摩尔数计算)____、____、____.17．测知某一DNA样品中,A=0。
53mol、C=0.25mol、那么T= ____mol，G= ____mol。
18．嘌呤环上的第____位氮原子与戊糖的第____位碳原子相连形成____键，通过这种键相连而成的化合物叫____。
19．嘧啶环上的第____位氮原子与戊糖的第____位碳原子相连形成____键，通过这种键相连而成的化合物叫____。
20．体内有两个主要的环核苷酸是____、____，它们的主要生理功用是____。
21．写出下列核苷酸符号的中文名称：ATP____、22．DNA分子中，两条链通过碱基间的____相连，碱基间的配对原则是____对____、____对____.23．DNA二级结构的重要特点是形成____结构,此结构属于____螺旋,此结构内部是由____通过____相连维持.24．因为核酸分子中含有___和____碱基，而这两类物质又均含有____结构,故使核酸对____波长的紫外线有吸收作用.25．DNA双螺旋直径为__2__nｍ，双螺旋每隔__3__nｍ转一圈，约相当于_10___个碱基对.戊糖和磷酸基位于双螺旋__外__侧、碱基位于__内__侧。
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4
3N
5
2 1N 6
NH 2 ?
4
3N
5
2 O
NH1
6?
O?
4
3N
5
2 O
NH1
6?
O?
4 3N
2 ?O
NH1
CH 3? 5 6?
嘧啶 (pyrimidine)
胞嘧啶 （2-氧， 4-氨基嘧 啶 ）
尿嘧啶 (2，4二氧嘧啶)
Cytosine(C)
Uracil(U)
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胸腺嘧啶（5-甲 基尿嘧啶）
RNA A，G C，U 核糖
磷酸
嘌呤、嘧啶环上由于有共轭双键，在260nm 波长附近对紫外光有较强的吸收。
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二、核苷 由核糖和碱基之间以糖苷键（C-
N糖苷键）缩合而成。连接方式是嘌 呤环上的N-9或嘧啶环上的N-1与糖的 C-1’以糖苷键相连。 β-构型（1位羟基 在环的上面）。
O
-
Oγ
P O
～ -
O
O P ～β O O-
O Pα O-
O C H2
NH2
N
N
NN
O
OH OH AM P ADP
ATP
磷酸之间的焦磷酸键含有很高的能量，称为高能键（~）， 是生物体内能量利用和贮存的主要物质（12000卡/每克分子高能 键）。
核苷二磷酸：ADP、GDP、CDP、UDP 核苷三磷酸：ATP、GTP、CTP、UTP 脱氧核苷二磷酸：dADP、-----d精G品文D档P--、---- dCDP、dTDP 脱氧核苷三磷酸：dATP、dGTP、dCTP、dTTP
第四章 核酸的结构与功能
第一节 核酸的化学组成 第二节 核苷酸的结构 第三节 核酸的一级结构 第四节 DNA的结构与功能 第五节 RNA的空间结构与功能 第六节 核酸的理化性质及应用 第七节 核酸酶
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核酸的研究历史： 1868年，瑞士外科医生Fridrich
Miescher从脓细胞核中分离到核酸样物 质。 1944年，Oswald Avery通过肺炎双球菌 转化实验证实了DNA是遗传的物质基础。 核酸分为DNA和RNA。DNA存在于细胞 核和线粒体内，RNA存在于细胞质和细 胞核内。
5/ 3
9
H O CH 2 O
4/ H
H 3/
OH 2 /H ?1 /?
OH H
腺嘌呤核苷（腺苷）
核苷=核糖+碱基
NH 2 ?
4
3N
5
2 O
1N
6?
5/ H O CH 2
O
4/ H
H 3/
OH
H
?1 / 2 H//
H
胞嘧啶脱氧核苷（脱氧胞苷） -----精品文档------
三、核苷酸
❖核苷中的戊糖羟基（主要是5位上的）被磷酸酯化，形成核 苷酸（p.481，表3-4）。 核糖核苷酸：腺嘌呤核苷酸（AMP）、鸟嘌呤核苷酸 （GMP）、胞嘧啶核苷酸（CMP）、尿嘧 啶核苷酸（UMP） 脱氧核糖核苷酸：腺嘌呤脱氧核苷酸（dAMP）、鸟嘌 呤脱氧核苷酸（dGMP）、胞嘧啶脱氧核 苷酸（dCMP）、胸腺嘧啶脱氧核苷酸 （dTMP）
Thymine(T)
此外还有：5-甲基胞嘧啶，5-羟甲基胞嘧啶，5,6-双氢 尿嘧啶，假尿嘧啶。
O?
4
3NH
5R
2 O
NH1
6?
Ψ假尿嘧啶核苷
O?
4 3 NH
H2 5
2 O
N1
6? H2
Rቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
DHU:双氢尿嘧啶
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2、嘌呤碱：
在嘌呤2位或6位碳原子上H被氨基或酮基取代
此外还有：N6-甲基腺嘌呤，7-甲基鸟嘌呤等（p.479，表 13-2）。
❖核糖核苷酸在2、3、5位上都有一个自由羟基，能各自被磷 酸酯化；
❖脱氧核糖核苷酸在2位上没有羟基，故只有3、5能被磷酸酯 化。
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四、多磷酸核苷酸
核苷与一个磷酸产生磷酸酯化的核苷酸，称为核苷单磷酸（
NMP）；核苷单磷酸进一步磷酸化，形成核苷二磷酸（NDP）
和核苷三磷酸（NTP）。
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戊糖
5/
H O CH 2 O
4/ H
H 3/
OH OH2/H?1 /?
OH H
5/ H O CH 2
O
4/ H
H 3/
OH
H
?1/ 2H//
OH H
核糖
脱氧核糖
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核酸的重要性
1、DNA是遗传物质，是遗传信息的载体：DNA→ RNA→多肽中氨基酸的组成和顺序 （中心法则）
6
1N
5
7
N
2 N 4 NH 8
39
NH 2 ?
6
1N
5
7
N
2 N 4 NH 8
3
9
O
6
1N
5
7
N
2
H 2 N?
N 4 NH
39
8
嘌 呤(purine)
腺嘌呤 (6-氨基嘌呤) Adenine(A)
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鸟嘌呤 (2-氨基6-氧嘌呤) Guanine(G)
7-甲基鸟嘌呤
OH
❖核糖核苷：腺嘌呤核苷、鸟嘌呤核 苷、胞嘧啶核苷、尿嘧啶核苷（p.480 ，表13-3） ❖脱氧核糖核苷：腺嘌呤脱氧核苷、 鸟嘌呤脱氧核苷、胞嘧啶脱氧核苷、 胸腺嘧啶脱氧核苷 ❖（假尿嘧啶核苷：核糖与尿嘧啶第5 位碳原子形成C-C糖苷键）
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NH 2 ?
65
1N
N7
2 N4N 8
1N 6 5 N7 CH 3
H2N 2 N 4 N 8
9
?
R
mG：甲基鸟嘌呤核苷
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在DNA和RNA中都有腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G） 和胞嘧啶（C）。胸腺嘧啶（T）只出现在DNA 分子中，尿嘧啶（U）则只出现于RNA分子中。
两类核酸分子的组成比较
嘌呤 嘧啶 核糖
磷酸
DNA A，G C，T 脱氧核糖 磷酸
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第一节 核酸的化学组成
❖核酸是一种线形多聚核苷酸。核酸 在核酸酶作用下水 解为核苷酸，所以核酸的基本单位是：核苷酸。
❖核苷酸由碱基、戊糖和磷酸组成。 核酸
核苷酸
磷酸 嘌呤 嘧啶
核苷
碱基
戊糖
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核糖 脱氧核糖
• 碱基+戊糖 • 核苷 + 磷酸
2、DNA以自身的半保留复制方式把遗传信息一代一代 传递下去；
3、核酸的研究在医学、农学等生命科学中发挥重要作 用；
4、基因工程进行的DNA重组，将创造出自然界原来没 有的新品种。
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第二节 核苷酸的结构
一、碱基 1、嘧啶碱：
在嘧啶2位碳原子上由酮基取代H，4位碳原子上有氨基或 酮基取代H
•
核苷酸
poly
聚合
•
核酸
• (核苷酸之间通过3,5-磷酸二脂 键连接)
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按戊糖不同，可分： 1、脱氧核糖核酸（DNA）：分布于细胞核中，为染 色体主要成份。 D-2-脱氧核糖；磷酸；碱基（腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧 啶，胸腺嘧啶） 2、核糖核酸：（RNA）：分布于细胞质和核仁中。 D-核糖；磷酸；碱基（腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶，尿 嘧啶）