第二章核酸.doc

第二章 核酸的结构与功能 Structures and Functions of Nucleic Acids 核酸的发现和研究工作进展: 1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 1968年 Nirenberg发现遗传密码 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 1985年 Mullis发明PCR 技术 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) 1994年 中国人类基因组计划启动 2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架 核酸（nucleic acid)：是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，担负着生命信息的储存和传递。 天然存在的核酸依据其分子中含有戊糖种类的不同分两类，一类为脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid，DNA)，另一类为核糖核酸(ribonucleic acid, RNA)。DNA主要分布在细胞核和线粒体内，携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型。RNA存在于细胞质中和细胞核内，负责遗传信息的表达，即直接参与体内蛋白质的合成。病毒中，RNA也可作为遗传信息的载体。 There are two kinds of nucleic acids, DNA and RNA. The monomers of nucleic acids are nucleotides. 第一节 核酸的化学组成及一级结构 The Chemical Components and Primary Structure of Nucleic Acid 一、 核苷酸的结构 核酸在核酸酶的作用下水解为核苷酸，核苷酸完全水解可释放出等摩尔量的含氮碱基、戊糖和磷酸。因此，核酸的基本组成单位是核苷酸(nucleotide)，而核苷酸则由碱基、戊糖和磷酸三种成分连接而成。 （一）、碱基(base) 核苷酸的碱基主要有五种，分属于嘌呤(purine)和嘧啶(pyrimidine)两类含氮杂环化合物。嘌呤类化合物包括腺嘌呤(adenine，A)和鸟嘌呤(guanine，G)它们既存在于DNA也存在于RNA分子中。嘧啶类化合物有三种，DNA和RNA分子中均含有胞嘧啶(cytosine，C)，胸腺嘧啶(thymine，T)仅出现于DNA分子中，而尿嘧啶（uracil, U）仅出现于RNA分子中。 构成核酸的五种碱基成分中的酮基或氨基均位于杂环上氮原子的邻位，受介质pH的影响可形成酮式或烯醇式两种互变异构体和氨基或亚氨基的互变异构体。 嘌呤和嘧啶环中均含有共轭双键，因此对波长260nm左右的紫外光有较强吸收。这一重要的理化性质被用于对核酸、核苷酸、核苷及碱基进行定性定量分析。 （二）、戊糖（ribose）β-D-2-脱氧核糖，构成RNA分子的核苷酸的戊糖为β-D-核糖。为区别于碱基中的碳原子编号，核糖或脱氧核糖中的碳原子标以C-1，C-2。 （三）、核苷 戊糖的第一位碳原子（C1）上的半缩醛羟基与嘧啶碱基上的第一位氮原子（N1）或嘌呤碱基上的第九位氮原子（N9）上的氢脱水缩合成糖苷键。碱基和核糖或脱氧核糖通过糖苷键相连而成核苷或脱氧核苷。 An individual nucleotide consists of three parts — a base, a sugar, and a phosphoric acid residue — all of which are covalently bonded together. The order of bases in the nucleic acids specifies the genetic code. The nucleic acid bases (also called nucleobases) are of two types, purins and pyrimidines. The common purine bases are guanine and adenine, both of which are found in both DNA and RNA. Three pyrimidine bases, cytosine, uracil, and thymine, commonly occur. Cytosine is found in both RNA and DNA. Uracil occurs only in RNA. In DNA thymine is substituted for uracil. （四）、核苷酸（nucle