核酸的化學(xué)組成1.元素組成主要元素組成：C、H、O、N、P與蛋白質(zhì)比較，核酸一般不含S，而P的含量較為穩(wěn)定，占9-11%。

核酸單核苷酸核苷磷酸戊糖堿基2.核酸中的戊糖組成核酸的戊糖有兩種。RNA所含的戊糖則為D-核糖；DNA所含的戊糖為D-2′-脫氧核糖。1‘1‘2‘2‘3‘3‘4‘5‘4‘5‘D-核糖與濃HCl和甲基間苯二酚混合后，加熱呈綠色（因核糖與酸作用產(chǎn)生糠醛，糠醛與甲基間苯二酚和FeCl3作用呈綠色）。D-核糖＋濃HCl＋綠色（苔黑酚法）FeCl3D-2-脫氧核糖＋藍(lán)色（二苯胺法）H+D-2-脫氧核糖與酸和二苯胺一同加熱呈藍(lán)色（因D-2-脫氧核糖與酸作用產(chǎn)生ω-羥基-γ-酮戊醛，后者與二苯胺作用呈藍(lán)色）。這兩個反應(yīng)可作RNA和DNA的測定基礎(chǔ)。3.核酸中的堿基嘧啶嘌呤（1）嘧啶堿胞嘧啶C尿嘧啶U胸腺嘧啶T（2）嘌呤堿腺嘌呤鳥嘌呤AG（3）稀有堿基：大多出現(xiàn)在tRNA中

例如：次黃嘌呤(I)、二氫尿嘧啶(D)、假尿嘧啶(ψ)等4.核苷

核苷是由戊糖與堿基經(jīng)脫水縮合而生成的化合物。在大多數(shù)情況下，核苷是由核糖或脫氧核糖的C1羥基與嘧啶堿N1或嘌呤堿N9進(jìn)行縮合，生成的化學(xué)鍵稱為糖苷鍵。

腺苷

脫氧胞苷91堿基和戊糖的縮合物，以N-糖苷鍵相連；成苷位置：戊糖C-1與嘧啶N-1；戊糖C-1與嘌呤N-9。核苷：腺苷A，鳥苷G，胞苷C，尿苷U；脫氧核苷：脫氧腺苷dA，脫氧鳥苷dG,脫氧胞苷dC，脫氧胸苷dT；謝謝觀賞！核酸的組成單位——核苷酸

核苷酸是由核苷與磷酸經(jīng)脫水縮合后生成的磷酸酯類化合物，包括:RNA:

5-AMP5-GMP5-CMP5-UMPDNA:

5-dAMP

5-dGMP

5-dCMP

5-dTMP與磷酸基縮合的位置：2-核苷酸、3-核苷酸和5-核苷酸；最常見的核苷酸是5-核苷酸（5常被省略）核糖核苷酸和脫氧核糖核苷酸HHHHHHHHH核酸中的核苷酸書寫DNA中RNA中一磷酸脫氧腺苷（dAMP）一磷酸腺苷（AMP）一磷酸脫氧鳥苷（dGMP）一磷酸鳥苷（GMP）一磷酸脫氧胞苷（dCMP）一磷酸胞苷（CMP）一磷酸脫氧胸苷（dTMP）一磷酸尿苷（UMP）DNARNA堿基

A、G、C、T

A、G、C、U戊糖D-2′-脫氧核糖D-核糖磷酸磷酸磷酸核苷酸脫氧核糖核苷酸dAMPdGMPdCMPdTMP核糖核苷酸AMPGMPCMPUMP核苷酸衍生物

生物體內(nèi)除參與核酸組成的單核苷酸外，還包含一些游離的單核苷酸。它們不參與核酸的組成，但在生命活動中發(fā)揮著極為重要的作用。多磷酸核苷

5′-NMP---------5′-NDP---------5′-NTP

常見的多磷酸核苷是三磷酸腺苷，以ATP表示。三磷酸腺苷是生物體內(nèi)能量的載體，為生物體的正常生命活動提供能量。其結(jié)構(gòu)如下：AMPADPATP環(huán)化核苷酸

生物體內(nèi)常見的環(huán)化核苷酸有環(huán)化腺苷酸（cAMP）和環(huán)化鳥苷酸（cGMP）。

他們不參與核酸組成，但cAMP的作用非常廣泛，它參與調(diào)節(jié)細(xì)胞生理生化過程，控制生物的生長、分化和細(xì)胞對激素的效應(yīng)，因此被稱為第二信使。

cGMP對細(xì)胞代謝也有調(diào)節(jié)功能。核苷酸的重要作用

用于合成DNA和RNA的原料。在多糖合成過程中參與葡萄糖的活化。ATP是生物體內(nèi)生物能生成、儲藏、轉(zhuǎn)運的中心。GTP是生物大分子移位反應(yīng)的主要動力來源。含有核苷酸的輔酶參與代謝。作為第二信使參與細(xì)胞信號傳遞。

謝謝觀賞！DNA的三級結(jié)構(gòu)---超螺旋DNA的三級結(jié)構(gòu)是指雙螺旋結(jié)構(gòu)在空間進(jìn)一步扭曲或再螺旋所形成的復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)，主要形式是超螺旋結(jié)構(gòu)。不同的生物體內(nèi)，DNA的三級結(jié)構(gòu)的形狀各不相同，有開環(huán)狀、閉環(huán)狀、念珠狀等。真核細(xì)胞染色質(zhì)和一些病毒的DNA是雙螺旋線形分子。染色質(zhì)DNA的結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜。雙螺旋DNA先盤繞組蛋白形成核粒（超螺旋），許多核粒（或稱核小體）由DNA鏈連在一起構(gòu)成念珠狀結(jié)構(gòu)，念珠狀結(jié)構(gòu)進(jìn)一步盤繞成更復(fù)雜更高層次的結(jié)構(gòu)。據(jù)估算，人的DNA大分子在染色質(zhì)中反復(fù)折疊盤繞，共壓縮8000～10000倍。DNA在真核生物細(xì)胞核內(nèi)的組裝：

在真核生物中，雙螺旋的DNA分子圍繞一蛋白質(zhì)八聚體進(jìn)行盤繞，從而形成特殊的串珠狀結(jié)構(gòu)，稱為核小體。核小體結(jié)構(gòu)屬于DNA的高級結(jié)構(gòu)。核小體的結(jié)構(gòu)核小體、染色質(zhì)與染色體謝謝觀賞！DNA的二級結(jié)構(gòu)

右手雙螺旋結(jié)構(gòu)是DNA二級結(jié)構(gòu)的一種重要形式，它是Watson和Crick兩位科學(xué)家于1953年提出來的一種結(jié)構(gòu)模型（獲1962年度諾貝爾獎）。DNA右手雙螺旋結(jié)構(gòu)模型(B型)的要點：

兩條反向平行的多核苷酸鏈圍繞同一個中心軸按照右手螺旋的方式盤旋形成的。堿基位于雙螺旋的內(nèi)側(cè)，磷酸和脫氧核糖在外側(cè)；堿基配對原則：A=T(2)，G=C(3)；

2.0nm小溝大溝

螺旋參數(shù)：每螺旋10對,螺距3.4nm；直徑2nm。小溝，大溝。

每個堿基對的堿基位于同一個平面，與中心軸垂直。2.0nm小溝大溝

維持雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素

兩條鏈堿基之間的氫鍵、堿基堆積力DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)在生理狀態(tài)下是很穩(wěn)定的。DNA結(jié)構(gòu)的多樣性不同的環(huán)境條件下，DNA的結(jié)構(gòu)不同。B-DNA：相對濕度92%A-DNA：相對濕度75%Z-DNA：左手螺旋A—DNA在相對濕度低于75%時獲得的。結(jié)構(gòu)要點：是由兩條反方向的多核苷酸鏈纏繞成的右手螺旋，但是螺旋體較寬，直徑為2.55nm，堿基對與中心軸之間有20°的傾角。Z—DNA結(jié)構(gòu)要點：左手螺旋，Z—DNA較B—DNA細(xì)一些，直徑為1.84nm，其磷酸基在多核苷酸骨架上的分布呈“Z”字型，因此而得名。環(huán)形DNA生物體內(nèi)的有些DNA是以雙鏈環(huán)形DNA的形式存在的，如病毒DNA、細(xì)菌質(zhì)粒DNA、真核細(xì)胞中的線粒體DNA、葉綠體DNA等，許多細(xì)菌染色體DNA（如大腸桿菌染色體DNA）也是環(huán)形DNA。

真核細(xì)胞染色體DNA，是以染色質(zhì)的形式存在于細(xì)胞核中。染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜。染色質(zhì)的基本構(gòu)成單位是核小體，核小體的主要成分為DNA和組蛋白，組蛋白構(gòu)成核心顆粒，雙螺旋DNA則盤繞在此核心顆粒上形成核小體。核小體之間由高度折疊的DNA鏈相連接，構(gòu)成念珠狀結(jié)構(gòu)。念珠狀結(jié)構(gòu)再進(jìn)一步盤繞成更復(fù)雜更高層次的結(jié)構(gòu)。謝謝觀賞！天然RNA一般都是以單鏈形式存在。一般雙鏈區(qū)占全部RNA分子的50％左右。雙鏈區(qū)是由單鏈自身回折而成。RNA的高級結(jié)構(gòu)mRNA的結(jié)構(gòu)特點：

大多數(shù)真核mRNA的5’-端在轉(zhuǎn)錄后均加上一個帽子結(jié)構(gòu)。mRNA的帽子結(jié)構(gòu)可保護(hù)mRNA免受核酶從5’端的降解作用，并在翻譯起始中起重要作用。絕大多數(shù)真核mRNA的3’-端有200多個腺苷酸殘基的尾巴（PolyA），其作用在于增加mRNA的穩(wěn)定性和維持其翻譯活動。尾結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)錄后由poly(A)聚合酶催化加尾

PolyA是mRNA由核進(jìn)入胞質(zhì)所必需的形式。

PolyA與mRNA半壽期有關(guān)，PolyA大大提高mRNA在胞質(zhì)中的穩(wěn)定性。由甲基化酶催化形成；可抵抗5’核酸外切酶降解mRNA；可為核糖體提供識別位點，使mRNA很快與核糖體結(jié)合，促進(jìn)蛋白質(zhì)合成起始復(fù)合物的形成；帽結(jié)構(gòu)：tRNA的結(jié)構(gòu)特點：氨基酸臂氨基酸臂由7對堿基組成，富含鳥嘌呤，末端為一CCA，接受活化的氨基酸。tRNA的二級結(jié)構(gòu)---三葉草型二氫尿嘧啶環(huán)由8～12個核苷酸組成，具有兩個二氫尿嘧啶，故得名。通過由3～4對堿基組成的雙螺旋區(qū)（也稱二氫尿嘧啶臂）與tRNA分子的其余部分相連。反密碼環(huán)由7個核苷酸組成。環(huán)中部為反密碼子，由3個堿基組成。次黃嘌呤核苷酸（也稱肌苷酸，縮寫成I）常出現(xiàn)于反密碼子中。反密碼環(huán)通過由5對堿基組成的雙螺旋區(qū)（反密碼臂）與tRNA的其余部分相連。

額外環(huán)由3～18個核苷酸組成。不同的tRNA具有不同大小的額外環(huán)，所以是tRNA分類的重要指標(biāo)。假尿嘧啶核苷一胸腺嘧啶核糖核苷環(huán)與tRNA的其余部分相連。除個別例外，幾乎所有tRNA在此環(huán)中都含有Tφ。tRNA的三級結(jié)構(gòu)均為倒L型

在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步扭曲折疊，形成三級結(jié)構(gòu)。rRNA的結(jié)構(gòu)特點：

rRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成的核蛋白是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的場所。

謝謝觀賞！核酸中核苷酸的連接方式

一分子核苷酸的3-位羥基與另一分子核苷酸的5-位磷酸基通過脫水可形成3,5-磷酸二酯鍵，從而將兩分子核苷酸連接起來。

核酸就是由許多核苷酸單位通過3,5-磷酸二酯鍵連接起來形成的長鏈狀化合物。多核苷酸鏈的兩端，一端稱為5-端，另一端稱為3-端。5′端3′端CGA多聚核苷酸鏈的表示方式5′PdAPdGPdCPdTPdGPdCOH3′或5′AGCTGC3′

AGCTGC

DNA分子：由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP組成。DNA的一級結(jié)構(gòu)就是指DNA分子中脫氧核糖核苷酸的排列順序（3,5-磷酸二酯鍵）。RNA分子：由AMP，GMP，CMP，UMP組成。RNA的一級結(jié)構(gòu)就是指RNA分子中核糖核苷酸的排列順序。核酸的一級結(jié)構(gòu)DNA的堿基組成有如下特點：

1.具有種的特異性。

2.沒有器官和組織的特異性。

3.在同種DNA中腺嘌呤和胸腺嘧啶的物質(zhì)的量相等；鳥嘌呤和胞嘧啶的物質(zhì)的量相等。

4.年齡和營養(yǎng)狀況、環(huán)境的改變不影響DNA的堿基組成。謝謝觀賞！由于外界理化因素的作用，核酸分子結(jié)構(gòu)中的氫鍵斷裂，從而導(dǎo)致理化性質(zhì)和生物學(xué)功能發(fā)生改變的現(xiàn)象，稱為核酸的變性作用。

核酸的變性和復(fù)性

變性是核酸的理化性質(zhì)之一。核酸的變性是指核酸的雙螺旋區(qū)的氫鍵斷裂，兩條鏈相互分開成為單鏈的現(xiàn)象，它不涉及共價鍵的斷裂。多核苷酸鏈骨架上共價鍵（3′,5′磷酸二酯鍵）的斷裂稱為核酸的降解。能夠引起核酸變性的因素有：1）溫度升高；2）酸堿度改變、pH（>11.3或<4.0）；3）有機溶劑如甲醛和尿素、甲酰胺等；4）低離子強度。當(dāng)將核酸的稀鹽溶液加熱80--100℃時，雙螺旋結(jié)構(gòu)即發(fā)生解體，兩條鏈分開，并形成線團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，同時生物學(xué)活性也部分或全部喪失，理化性質(zhì)也發(fā)生改變，如OD260值升高，粘度下降，浮力系數(shù)增加等。DNA的變性如同固體物質(zhì)的熔解，是爆發(fā)式的，變性作用發(fā)生在一個很窄的溫度范圍內(nèi)。通常將50%的DNA變性時的溫度稱為該DNA的熔點或熔解溫度，用Tm表示。DNA的Tm一般在70--80℃之間，主要與以下幾個因素有關(guān)：1．DNA的均一性均一性越高的樣品。熔解過程越是發(fā)生在一個很窄的溫度范圍內(nèi)，即Tm的范圍越小。2.

G-C的含量G-C含量越高，Tm值越高，二者呈正比例關(guān)系。這是因為G-C對比A-T對更為穩(wěn)定的緣故。所以測定Tm值可以推算出G-C對的含量，其經(jīng)驗公式為：G-C％=（Tm-69.3）×2.44。3．介質(zhì)中的離子強度一般說來，在離子強度低的介質(zhì)中，DNA的熔解溫度較低；而在離子強度高的介質(zhì)中，Tm值則較高。所以，DNA制品應(yīng)保存在較高濃度的緩沖液或鹽溶液中。如常保存在1mol/LNaCl溶液中。RNA分子中有部分的雙螺旋區(qū)，所以RNA也可發(fā)生變性，但Tm較低。解開的兩條鏈重新締合形成雙螺旋，稱為DNA的復(fù)性或退火。退火溫度：比Tm低25℃。將熱變性后的DNA溶液緩慢冷卻，在低于變性溫度約25～30℃的條件下保溫一段時間（退火），則變性的兩條單鏈DNA可以重新互補而形成原來的雙螺旋結(jié)構(gòu)并恢復(fù)原有的性質(zhì)。將變性DNA經(jīng)退火處理，使其重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程，稱為DNA的復(fù)性。

在適當(dāng)?shù)臈l件下，孌性的DNA兩條彼此分開的單鏈又可重新締合為雙螺旋結(jié)構(gòu)，這個過程稱為復(fù)性。DNA復(fù)性后，許多理化性質(zhì)隨之恢復(fù)，生物學(xué)活性也得到部分恢復(fù)。例如，將熱變性的DNA驟然冷卻時，DNA就不可能復(fù)性，但如果緩慢冷卻，則可以復(fù)性。謝謝觀賞！核酸的理化性質(zhì)

核酸的相對分子質(zhì)量核酸是生物體內(nèi)的大分子化合物。相對質(zhì)量比較大，一般為106-1010

之間。不同生物體內(nèi)的DNA的相對分子質(zhì)量差異很大。RNA的相對分子質(zhì)量也在數(shù)百到數(shù)百萬之間。

核酸的溶解性和黏度生物體內(nèi)的核酸屬于極性化合物，一般溶于水不溶于乙醇、乙醚、三氯甲烷等有機溶劑。

生物體內(nèi)DNA的結(jié)構(gòu)比較細(xì)長，即使很稀的濃度也有極大的黏度。