核酸的结构与功能(II)

《核酸的结构与功能(II)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、核酸的结构与功能NucleicAcid核酸与蛋白质一样，是一切生物机体不可缺少的组成部分。核酸是生命遗传信息的携带者和传递者，它不仅对于生命的延续，生物物种遗传特性的保持，生长发育，细胞分化等起着重要的作用，而且与生物变异，如肿瘤、遗传病、代谢病等也密切相关。因此，核酸是现代生物化学、分子生物学和医学的重要基础之一。核酸与遗传早在1868年，F.Miescher从细胞核中分离得到一种酸性物质，即现在被称为核酸的物质。1939年，E.Knapp等第一次用实验方法证实核酸是生命遗传的基础物质。第一节核酸的分

2、类和组成核酸分为两大类.脱氧核糖核酸（DNA）DeoxyribonucleicAcid核糖核酸（RNA）RibonucleicAcid。一、核酸的分类DNA分子含有生物物种的所有遗传信息，分子量一般都很大。DNA为双链分子，其中大多数是链状结构大分子，也有少部分呈环状结构。脱氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和表达，分子量要比DNA小得多。RNA为单链分子。RNA的类别根据RNA的功能，可以分为mRNA、tRNA和rRNA三种。mRNA(信使RNA)约占总RNA的

3、5%。不同细胞的mRNA的链长和分子量差异很大。它的功能是将DNA的遗传信息传递到蛋白质合成基地–核糖核蛋白体。MessengerRNAtRNA(转移RNA)约占总RNA的10-15%。它在蛋白质生物合成中起翻译氨基酸信息，并将相应的氨基酸转运到核糖核蛋白体的作用。已知每一个氨基酸至少有一个相应的tRNA。RNA分子的大小很相似，链长一般在73-78个核苷酸之间。TransferRNArRNA(核糖体RNA)约占全部RNA的80%，是核糖核蛋白体的主要组成部分。rRNA的功能与蛋白质生物合成相关。Rib

4、osomeRNA二核酸的化学组成核酸（DNA和RNA）是一种线性多聚核苷酸，它的基本结构单元是核苷酸。核苷酸本身由核苷和磷酸组成,而核苷则由戊糖和碱基形成DNA与RNA结构相似，但在组成成份上略有不同。1．核苷酸（1）组成核酸的碱基腺嘌呤Adenine1．核苷酸（1）组成核酸的碱基鸟嘌呤guanine1．核苷酸（1）组成核酸的碱基尿嘧啶uracil1．核苷酸（1）组成核酸的碱基胞嘧啶cytosine1．核苷酸（1）组成核酸的碱基胸腺嘧啶thymine1．核苷酸碱基的结构特征碱基都具有芳香环的结构特征。嘌

5、呤环和嘧啶环均呈平面或接近于平面的结构。碱基的芳香环与环外基团可以发生酮式—烯醇式或胺式—亚胺式互变异构。胺式亚胺式互变异构酮式烯醇式互变异构1．核苷酸碱基的结构特征嘌呤碱和嘧啶碱分子中都含有共轭双键体系，在紫外区有吸收（260nm左右）。1．核苷酸（2）戊糖组成核酸的戊糖有两种。DNA所含的糖为β-D-2-脱氧核糖；RNA所含的糖则为β-D-核糖。1．核苷酸（3）核苷nucleoside糖与碱基之间的C-N键，称为C-N糖苷键。1．核苷酸（4）核苷酸nucleotide核苷酸是核苷的磷酸酯。作为DN

6、A或RNA结构单元的核苷酸分别是5′-磷酸-脱氧核糖核苷和5′-磷酸-核糖核苷。1．核苷酸(5)修饰成分核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。稀有碱基的种类很多，大部分是上述碱基的甲基化产物。2．核苷酸的衍生物ATP是生物体内分布最广和最重要的一种核苷酸衍生物。它的结构如下：（1）ATP(腺嘌呤核糖核苷三磷酸)ATP的性质ATP分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。ATP水解时,可以释放出大量自由能。ATP是生物体内最重要的能量转换中间体。ATP水解释放出来的能量用于推动生物体内各种需能的生化反应。ATP也

7、是一种很好的磷酰化剂。磷酰化反应的底物可以是普通的有机分子，也可以是酶。磷酰化的底物分子具有较高的能量（活化分子），是许多生物化学反应的激活步骤。(2)GTP(鸟嘌呤核糖核苷三磷酸)GTP是生物体内游离存在的另一种重要的核苷酸衍生物。它具有ATP类似的结构,也是一种高能化合物。GTP主要是作为蛋白质合成中磷酰基供体。在许多情况下,ATP和GTP可以相互转换。（3）cAMP和cGMPcAMP(3’,5’-环腺嘌呤核苷一磷酸)和cGMP(3’,5’-环鸟嘌呤核苷一磷酸)的主要功能是作为细胞之间传递信息的信使

8、。cAMP和cGMP的环状磷酯键是一个高能键。在pH7.4条件下,cAMP和cGMP的水解能约为43.9kj/mol，比ATP水解能高得多。3．多聚核苷酸多聚核苷酸是通过核苷酸的5’-磷酸基与另一分子核苷酸的C3’-OH形成磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。由脱氧核糖核苷酸聚合而成的称为DNA链；由核糖核苷酸聚合而成的则称为RNA链。多聚核苷酸的特点在多聚核苷酸中，两个核苷酸之间形成的磷酸二酯键通常称为5′—3′磷酸二酯键。多聚核苷酸链一端的