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核酸化学 核酸：是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，起携带和传递遗传信息的作用。 脱氧核糖核酸 (DNA): 90%以上分布于细胞核，其余分布于线粒体内。 储存和携带遗传信息。 核糖核酸 ( RNA): 分布于胞浆、胞核中。 参与遗传信息的表达。 一、核酸的分子组成 核苷 磷酸 戊糖 碱基 嘌呤碱——A、G 嘧啶碱——C、U 核酸 DNA RNA 脱氧核糖 核苷酸 核糖 核苷酸 磷酸 核苷 戊糖 碱基 核糖 脱氧核糖 嘌呤碱——A、G 嘧啶碱——C、T 二、核酸的分子组成 1.磷酸 （比较：蛋白质中的氮比较恒定） 2.戊糖（核糖RNA和脱氧核糖DNA两种） （一）核酸的基本成分 （构成RNA） 1′ 2′ 3′ 4′ 5′ D-核糖 （构成DNA） D-脱氧核糖 H 嘌呤(purine) 腺嘌呤(adenine, A) 鸟嘌呤(guanine, G) 嘧啶(pyrimidine) 胞嘧啶(cytosine, C) 尿嘧啶(uracil, U) 胸腺嘧啶(thymine, T) 腺嘌呤核苷 脱氧腺嘌呤核苷 核苷 =戊糖+碱基 （二）、核苷酸的结构 + 磷酸 =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 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 游离核苷酸： ①是生物体生理活动所需能量的直接供体，如ATP。 ②是合成糖原、磷脂、蛋白质、DNA和RNA所必需的物质和原料，如各种核苷三磷酸。 ③是某些重要辅酶（基）的组成成分。 ④有的核苷酸是体内代谢调节的重要物质，如cAMP和cGMP。 三磷酸核苷与环化核苷酸 cAMP（信息传递） ATP(能量供应） P O- O— O ‖ AMP O— P OH O ‖ ~ ADP ATP P OH HO— O ‖ ~ 二、核酸的分子结构 （一）核酸的一级结构（多核苷酸链） 核酸的一级结构：在多核苷酸链中核苷酸的排列顺序称为核酸的一级结构。 —A-T-G-C-C-A-G-G-T— —T-A-C-G-G-T-C-C-A— 5ˊ 3ˊ 3ˊ 5ˊ 5′磷酸 3′羟基 3′,5′ -磷酸二酯键 A G P 5’ P T P G P C P T P OH 3’ 书写方法 5’ pApCpTpGpCpT-OH 3’ 5’ A C T G C T 3’ 线条式 字母式 多核苷酸链 5′端 3′端 C G A 3’-末端与5’-末端：多核苷酸链的一端是磷酸与戊糖C-5’相连，称为5’-末端；另一端在戊糖C-3’上有一个自由羟基，称为3’-末端。 3’，5’-磷酸二酯键：一个核苷酸C-3’上的羟基与另一个核苷酸C-5’上的磷酸脱水缩 合而成的酯键。 1. DNA的碱基组成及规律 碱基组成：A、G、T、C Chargaff规则： （1）所有DNA中都均存在以下关系A=T、G=C，即嘌呤=嘧啶 A+G=T+C （2）DNA的碱基组成具有种属特异性，而无组织和器官特异性，也不随条件的变化而变化 意义：是双螺旋结构模型的重要依据 （三）核酸的空间结构 2. DNA的二级结构： （1）Watson—Crick双螺旋结构模型： 碱基 A或G T或C 2 nm 特点： a.双链反向平行右手螺旋 b.糖-Pi 在螺旋外侧构成主链骨架， c.碱基在内侧且与轴平面垂直 d.配对碱基形成氢键，总是A与T、G与C为碱基对，碱基对间氢键数：A=T、G≡C e.螺旋直径为2nm， 10对核苷酸上升一圈，螺距为3.4nm 该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征，最有价值的是确认了碱基配对原则，这是DNA复制、转录和反转录的分子基础，亦是遗传信息传递和表达的分子基础。该模型的提出是上个世纪生命科学的重大突破之一，它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石。 沃森和克里克的DNA双螺旋结构模型具有十分重大的生物学意义。 3.RNA的空间结构 ——RNA分子通常以单链的形式存在，但是单链可以在某些节段回折形成局部的双螺旋结构。 （1） tRNA 主要特征：1.四臂四环；2.氨基酸臂3′端有CCAOH的共有结构；3.D环上有二氢尿嘧啶（D）；4.反密码环上的反密码子与mRNA相互作用；5.可变环上的核苷酸数目可以变动；6.TψC环含有T和ψ；7.含有修饰碱基和不变核苷酸。 氨基酸臂 功能：结合氨基酸 T?C环 额外环 （可变环） 反密码子 功能：识别密码子 反密码环 DHU环 功能：与核糖