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12024-02-02第五讲核酸的化学

目录contents核酸概述与分类核酸组成单位-核苷酸DNA双螺旋结构与稳定性RNA种类与功能多样性核酸物理化学性质及应用前景实验方法：核酸提取、纯化和鉴定

301核酸概述与分类

核酸是生物体内重要的生物大分子，承载着遗传信息。核酸在生物体的生长、繁殖、遗传和变异等过程中发挥着重要作用。核酸的研究对于理解生命本质、疾病诊断和治疗等具有重要意义。核酸定义及重要性

DNA主要由脱氧核糖核苷酸组成，而RNA由核糖核苷酸组成。化学组成差异结构差异功能差异DNA通常为双链结构，稳定性较高；RNA通常为单链结构，较易发生变异。DNA是生物体的遗传物质，主要承担遗传信息的存储和复制；RNA则参与遗传信息的传递和表达。030201DNA与RNA结构差异

DNA作为遗传物质，存储着生物体的全部遗传信息。遗传信息的存储DNA通过复制将遗传信息传递给子代细胞，保证生物体遗传的连续性。遗传信息的传递RNA作为信使，将DNA中的遗传信息转录并翻译成蛋白质，实现生物体的各种功能。遗传信息的表达核酸在生物体内作用

RNA核糖核酸，参与生物体遗传信息的传递和表达，包括信使RNA（mRNA）、转运RNA（tRNA）和核糖体RNA（rRNA）等。DNA脱氧核糖核酸，承担生物体遗传信息的存储和复制功能。其他核酸如微小RNA（miRNA）、长链非编码RNA（lncRNA）等，在生物体内发挥特定的调控作用。核酸分类及功能

302核酸组成单位-核苷酸

碱基与糖分子通过糖苷键连接形成核苷，核苷再与磷酸根离子结合形成核苷酸。核苷酸是核酸的基本结构单位，通过磷酸二酯键连接形成核酸长链。核苷酸由碱基、糖分子和磷酸根离子三部分组成。核苷酸基本结构

碱基主要分为嘌呤和嘧啶两类，包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）/尿嘧啶（U）。碱基配对是核酸双链结构稳定的关键，也是遗传信息传递的基础。DNA中的碱基配对规律为A-T、G-C，而RNA中的碱基配对规律为A-U、G-C。碱基类型及其配对规律

核酸中的糖分子主要为脱氧核糖（DNA）和核糖（RNA）。脱氧核糖与核糖在结构上相似，但脱氧核糖在2号碳原子上缺少一个氧原子。糖分子通过糖苷键与碱基连接，形成核苷，是核苷酸的重要组成部分。糖分子种类与特点

磷酸根离子在核苷酸中起到连接糖分子和下一个核苷酸的作用，形成磷酸二酯键。磷酸根离子带有负电荷，使得核酸链具有极性，对核酸的结构和功能具有重要影响。磷酸根离子还参与核酸的代谢过程，如核酸的合成与降解等。磷酸根离子作用

303DNA双螺旋结构与稳定性

Watson-Crick模型介绍Watson和Crick于1953年提出了DNA双螺旋结构模型模型基于X射线衍射数据和化学知识，揭示了DNA的分子结构Watson-Crick模型是生物学领域的重要里程碑，奠定了现代遗传学的基础

A与T配对，G与C配对，形成氢键连接两条链碱基互补配对原则螺距为3.4nm，直径为2nm，每10个碱基对构成一个完整的螺旋螺距和直径双螺旋结构特点分析

碱基对之间的氢键是维持双螺旋稳定性的重要因素氢键碱基在螺旋内侧的堆积作用也有助于稳定双螺旋结构碱基堆积力带负电荷的磷酸基团与带正电荷的阳离子之间形成离子键，以及范德华力也对稳定性有所贡献离子键和范德华力维持双螺旋稳定性因素探讨

123DNA序列发生改变，包括碱基替换、插入和缺失等形式基因突变可能导致遗传信息改变，进而引发疾病或性状变异基因突变的影响细胞通过一系列复杂的修复机制来识别和修复DNA损伤，包括直接修复、切除修复和重组修复等途径DNA修复机制基因突变与修复机制

304RNA种类与功能多样性

携带遗传信息mRNA（信使RNA）从DNA转录而来，携带了特定基因的遗传信息。翻译模板在核糖体中，mRNA作为翻译的模板，指导氨基酸的序列合成蛋白质。瞬时存在mRNA在细胞质中瞬时存在，完成蛋白质合成后迅速降解。mRNA信息传递作用

tRNA（转运RNA）具有特定的反密码子，能够识别并转运相应的氨基酸。转运氨基酸在核糖体中，tRNA与mRNA的密码子配对，将氨基酸添加到正在合成的蛋白质链上。参与翻译生物体内存在多种tRNA，每种tRNA对应不同的氨基酸。种类多样tRNA在蛋白质合成中角色

核糖体组成rRNA主要在细胞核的核仁中合成，然后转运到细胞质中参与核糖体的组装。合成场所参与翻译在蛋白质合成过程中，rRNA作为核糖体的催化中心，参与肽键的形成和tRNA的转运等过程。rRNA（核糖体RNA）是核糖体的重要组成部分，与蛋白质一起构成核糖体的结构和功能基础。rRNA参与核糖体组成和功能

通过碱基互补配对的方式与靶mRNA结合，导致mRNA降解或翻译抑制，从而在转录后水平调控基因表达。微小RNA（miRNA）在表观遗传调