1核酸的结构及功能
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1.2.1 DNA的分子结构 1.2.1.1 DNA的一级结构
DNA的一级结构是组成DNA分子的脱氧核苷酸的连接方 式和排列顺序。
DNA是由很多个dAMP、dGMP、dCMP和dTMP通过3’,5’ -磷 酸二酯键连成的无分支双链线状或环状多核苷酸。
E. coli DNA 4106bp，1.4 106nm； 人DNA 2.9 109bp 9.9 108nm
⑴DNA双螺旋结构的主要依据 ①1949-1951年Chatgaff应用紫外分光光度法
和纸层析等技术，对不同来源的DNA进行碱 基定量分析，得出组成DNA四种碱基的比例 关系。
不同来源DNA碱基组成的比例关系
DNA来源 A T 大肠杆菌 25.4 24.8
小麦 26.8 28 鼠 29.7 25.6
糖基的C-3’位
糖基的C-5’位
字符式：用A、T、G、C、U代表碱基，用P代表磷酸 残基。核酸分子中的糖基、糖苷键和酯键等均省 略不写，将碱基和磷酸相间排列即可。
省略了糖基，简写式中出现T的为DNA链，出现U则为 RNA链。以5‘和3’表示链的末端及方向，分别置 于简写式的左右二端。
5’pApCpTpTpGpApApCpG3’ DNA
猪:肝 29ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ4 29.7 胸腺 30 28.9
脾 29.6 29.2 酵母 31.3 32.9
G 24.1 23.2 21.9 20.5 20.4 20.4 18.7
C (A+G) /(T+C)
25.7
1.01
22.7
1.21
22.8
1.21
20.5
20.7
1.43
20.8
17.1
1.079
碱 基 组成 的 共同 规 律： 不 同来 源 的 DNA 中 [A]=[T]、[C]=[G]；A+G=T+C 。
常见稀有核苷
1.1.3.5 胞内的游离核苷酸及 其衍生物
细胞中还有一些游离的核苷酸及其衍生物，其中 较重要的为多磷酸核苷酸、环式单核苷酸和辅酶 类单核苷酸。
多核苷酸与环化核苷酸
Β－巯基乙胺
泛酸
辅酶A
烟酰胺
辅酶 I （烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）
核黄素
FAD (黄素腺嘌呤二核苷酸)
1.2 核酸的分子结构
RNA 主要存在于细胞质(90%)，少量存在于核仁中 mRNA 存在于细胞质中，占总RNA的5~10%。 tRNA 存在于细胞质中，占总RNA的10~15% rRNA 存在于核糖体中， 占总RNA的75~80%
1.1.3 核酸的化学组成
核酸
核苷酸
核苷
磷酸
碱基（嘌呤和嘧啶）核糖或脱氧核糖
1.1.3.1 核糖和脱氧核糖
核酸主要存在于细胞核中，含量占细胞干 重的5～15%。
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) 脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid DNA)
核酸
核糖核酸
nucleic acid ribonucleic acid RNA
信使RNA（messenger RNA, mRNA ）
核糖体RNA（ribosome RNA, rRNA）
转运RNA（transfer RNA, tRNA）
脱氧核糖核酸 deoxyribonucleic acid DNA
DNA 主要存在于细胞核，是染色质的主要成分；原核生 物DNA主要存在于类核（nucleoid）中；在核外也 存在有少量DNA，如线粒体DNA、叶绿体DNA以 及细菌的质粒（plasmid）。
1.1.1 核酸的生物学功能 1.1.2 核酸的种类和分布 1.1.3 核酸的组成
1.1.1 核酸的生物学功能
核酸是生物体内最重要的生物 大分子，任何生物 体，甚至无细胞结构的 病毒和噬菌体都含有核酸。核酸在生物的 个体发育、生长繁殖、遗传变异等生命过 程中起着极为重要的作用。
1.1.2 核酸的种类和分布
核糖
脱氧核糖
1.1.3.2 碱基(base)
嘧啶
嘌呤
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
胸腺嘧啶
尿嘧啶
1.1.3.3 核苷
腺苷
胞苷
1.1.3.4 核苷酸和稀有核苷酸
Chemical structures of (a) ribonucleotides and (b) deoxyribonucleotides
腺苷酸
5’pApCpUpUpGpApApCpC3’ RNA
简化为： 5’pACTTGAACG3’ DNA
5’pACUUGAACG3’RNA
简写式的5‘-末端均含有一个磷酸残基（与糖基的C-5’位 上的羟基相连），3‘-末端含有一个自由羟基（与糖 基的C-3’位相连），若5‘端不写P，则表示5’-末端为 自由羟基。
DNA分子中链骨架是固定不变的，脱氧核糖核 苷酸的排列顺序实质上是碱基的排列顺序。
核酸链的简写式：核酸分子的简写式可简明表 示高度复杂的核酸分子。简写式表示的是核 酸分子的一级结构，即核酸分子中的核苷酸 （或碱基）排列顺序。
书写方式由5’ → 3’ 端。
线条式：以竖线和斜线分别表示糖基和 磷酸酯键。
第一部分： 生物大分子的结构和功能 （核酸，蛋白质，脂类）
第二部分： 新陈代谢（糖代谢，脂类代谢，核酸代谢）
第三部分： 遗传信息的存储、传递和表达
1 核酸的结构与功能
1.1 核酸的种类、分布和化学组成 1.2 核酸的分子结构 1.3 核酸的理化性质及其应用
1.1 核酸的种类、分布及化学组成
鸟苷酸
尿苷酸
胞苷酸
脱氧腺苷酸 脱氧鸟苷酸 脱氧胸腺苷酸 脱氧胞苷酸
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。
双链DNA分子的简写式是在一条简式的基础上再 增加一条互补链，链间的配对碱基用短纵线相 连或省略
5’GGAATCTCAT3’ 3’CCTTAGAGTA5’ 注： bp（base pair），代表碱基对。
1.2.1.2 DNA的二级结构及其多态性
Watson和Crick集各项对DNA的研究成果于一 体，在1953年以立体化学上的最适构型建立 了与DNA X-射线衍射资料相符的分子模型— —DNA双螺旋结构模型。 它可在分子水平 上阐述遗传的基本特征。
DNA的一级结构是组成DNA分子的脱氧核苷酸的连接方 式和排列顺序。
DNA是由很多个dAMP、dGMP、dCMP和dTMP通过3’,5’ -磷 酸二酯键连成的无分支双链线状或环状多核苷酸。
E. coli DNA 4106bp，1.4 106nm； 人DNA 2.9 109bp 9.9 108nm
⑴DNA双螺旋结构的主要依据 ①1949-1951年Chatgaff应用紫外分光光度法
和纸层析等技术，对不同来源的DNA进行碱 基定量分析，得出组成DNA四种碱基的比例 关系。
不同来源DNA碱基组成的比例关系
DNA来源 A T 大肠杆菌 25.4 24.8
小麦 26.8 28 鼠 29.7 25.6
糖基的C-3’位
糖基的C-5’位
字符式：用A、T、G、C、U代表碱基，用P代表磷酸 残基。核酸分子中的糖基、糖苷键和酯键等均省 略不写，将碱基和磷酸相间排列即可。
省略了糖基，简写式中出现T的为DNA链，出现U则为 RNA链。以5‘和3’表示链的末端及方向，分别置 于简写式的左右二端。
5’pApCpTpTpGpApApCpG3’ DNA
猪:肝 29ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ4 29.7 胸腺 30 28.9
脾 29.6 29.2 酵母 31.3 32.9
G 24.1 23.2 21.9 20.5 20.4 20.4 18.7
C (A+G) /(T+C)
25.7
1.01
22.7
1.21
22.8
1.21
20.5
20.7
1.43
20.8
17.1
1.079
碱 基 组成 的 共同 规 律： 不 同来 源 的 DNA 中 [A]=[T]、[C]=[G]；A+G=T+C 。
常见稀有核苷
1.1.3.5 胞内的游离核苷酸及 其衍生物
细胞中还有一些游离的核苷酸及其衍生物，其中 较重要的为多磷酸核苷酸、环式单核苷酸和辅酶 类单核苷酸。
多核苷酸与环化核苷酸
Β－巯基乙胺
泛酸
辅酶A
烟酰胺
辅酶 I （烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）
核黄素
FAD (黄素腺嘌呤二核苷酸)
1.2 核酸的分子结构
RNA 主要存在于细胞质(90%)，少量存在于核仁中 mRNA 存在于细胞质中，占总RNA的5~10%。 tRNA 存在于细胞质中，占总RNA的10~15% rRNA 存在于核糖体中， 占总RNA的75~80%
1.1.3 核酸的化学组成
核酸
核苷酸
核苷
磷酸
碱基（嘌呤和嘧啶）核糖或脱氧核糖
1.1.3.1 核糖和脱氧核糖
核酸主要存在于细胞核中，含量占细胞干 重的5～15%。
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) 脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid DNA)
核酸
核糖核酸
nucleic acid ribonucleic acid RNA
信使RNA（messenger RNA, mRNA ）
核糖体RNA（ribosome RNA, rRNA）
转运RNA（transfer RNA, tRNA）
脱氧核糖核酸 deoxyribonucleic acid DNA
DNA 主要存在于细胞核，是染色质的主要成分；原核生 物DNA主要存在于类核（nucleoid）中；在核外也 存在有少量DNA，如线粒体DNA、叶绿体DNA以 及细菌的质粒（plasmid）。
1.1.1 核酸的生物学功能 1.1.2 核酸的种类和分布 1.1.3 核酸的组成
1.1.1 核酸的生物学功能
核酸是生物体内最重要的生物 大分子，任何生物 体，甚至无细胞结构的 病毒和噬菌体都含有核酸。核酸在生物的 个体发育、生长繁殖、遗传变异等生命过 程中起着极为重要的作用。
1.1.2 核酸的种类和分布
核糖
脱氧核糖
1.1.3.2 碱基(base)
嘧啶
嘌呤
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
胸腺嘧啶
尿嘧啶
1.1.3.3 核苷
腺苷
胞苷
1.1.3.4 核苷酸和稀有核苷酸
Chemical structures of (a) ribonucleotides and (b) deoxyribonucleotides
腺苷酸
5’pApCpUpUpGpApApCpC3’ RNA
简化为： 5’pACTTGAACG3’ DNA
5’pACUUGAACG3’RNA
简写式的5‘-末端均含有一个磷酸残基（与糖基的C-5’位 上的羟基相连），3‘-末端含有一个自由羟基（与糖 基的C-3’位相连），若5‘端不写P，则表示5’-末端为 自由羟基。
DNA分子中链骨架是固定不变的，脱氧核糖核 苷酸的排列顺序实质上是碱基的排列顺序。
核酸链的简写式：核酸分子的简写式可简明表 示高度复杂的核酸分子。简写式表示的是核 酸分子的一级结构，即核酸分子中的核苷酸 （或碱基）排列顺序。
书写方式由5’ → 3’ 端。
线条式：以竖线和斜线分别表示糖基和 磷酸酯键。
第一部分： 生物大分子的结构和功能 （核酸，蛋白质，脂类）
第二部分： 新陈代谢（糖代谢，脂类代谢，核酸代谢）
第三部分： 遗传信息的存储、传递和表达
1 核酸的结构与功能
1.1 核酸的种类、分布和化学组成 1.2 核酸的分子结构 1.3 核酸的理化性质及其应用
1.1 核酸的种类、分布及化学组成
鸟苷酸
尿苷酸
胞苷酸
脱氧腺苷酸 脱氧鸟苷酸 脱氧胸腺苷酸 脱氧胞苷酸
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。
双链DNA分子的简写式是在一条简式的基础上再 增加一条互补链，链间的配对碱基用短纵线相 连或省略
5’GGAATCTCAT3’ 3’CCTTAGAGTA5’ 注： bp（base pair），代表碱基对。
1.2.1.2 DNA的二级结构及其多态性
Watson和Crick集各项对DNA的研究成果于一 体，在1953年以立体化学上的最适构型建立 了与DNA X-射线衍射资料相符的分子模型— —DNA双螺旋结构模型。 它可在分子水平 上阐述遗传的基本特征。