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生物化学核酸与核苷酸代谢核酸是生物体内重要的生物大分子之一，它在细胞中起着重要的功能。
核苷酸是核酸的基本组成单元，包括核苷和磷酸。
在生物体内，核酸通过一系列复杂的代谢途径参与了许多重要生物过程，如DNA和RNA的合成、信息传递和遗传改变等。
本文将对核酸与核苷酸的代谢过程进行详细介绍。
核酸的合成主要包括两个过程，即碱基合成功能的合成和核苷酸合成功能的合成。
在碱基合成功能的合成中，脱氨核苷酸（dNTP）被氨基酸转氨酶催化生成脱氨核苷酸（dNDP）和谷氨酸。
在核苷酸合成过程中，核苷酸被核苷酸合成酶催化，通过与降解核酸的反应途径相反的途径将核苷酸合成为核苷酸骨架。
核苷酸的合成主要发生在细胞核内。
在细胞质中生成的核苷酸会通过细胞核膜进行运输，然后通过核孔复合体进入细胞核。
核苷酸的合成过程非常复杂，涉及多个酶和辅酶的参与。
核苷酸代谢的主要途径包括核苷酸的降解、拆分和再利用。
核苷酸降解主要通过核苷酸酶催化，将核苷酸分解成核苷和磷酸。
然后，核苷被腺苷脱氨酶催化，去除氨基团形成脱氨核苷。
最后，脱氨核苷被核苷酸酶催化，分解成基础核糖和异黄嘌呤酸。
核苷酸代谢的拆分过程可以产生能量和分子间的信号分子。
其中，核苷酸降解产生的能量在生物体内的许多代谢过程中发挥重要作用。
核苷酸的再利用过程主要发生在细胞质中。
在这个过程中，核苷酸通过多个酶和辅酶的催化作用，被合成为新的核苷酸。
这个过程称为核苷酸逆转录。
核酸和核苷酸代谢的异常可能导致许多疾病的发生。
例如，核酸代谢疾病在新生儿中比较常见，表现为尿中有大量的核苷、核糖和核苷酸。
遗传性疾病X染色体连锁性核苷酸酶缺乏症是由于核苷酸酶缺乏引起的，会导致血清脱氨核苷水平升高。
碱基合成功能的异常或缺陷也会引发一些疾病，如DNA合成的紊乱可能导致DNA复制错误和突变。
总之，核酸和核苷酸在生物体内发挥着重要的生理和生化功能，包括DNA和RNA的合成、遗传修复、能量和信号传导等重要过程。
核酸与核苷酸的代谢过程非常复杂，涉及多个酶和辅酶的参与。
第二章核苷酸和核酸引言一、核酸的发现：核酸是瑞士科学家 F.Miesher于１８６８年在研究细胞核化学组成成分时发现的，他把从细胞中分离出来的酸性的含磷的物质称为核酸。
二、如何证明核酸是遗传物质的载体？１.１９４４年O.T.Avery的细菌转化实验是获得DNA携带遗传信息的第一个证明。
噬菌体捣碎的实验——第二２.１９５２年Alfred D.和Hershey等人建立的T2个证据。
**证明噬菌体复制的物质是DNA而不是蛋白质外壳3.1953年 Watson和Crick的DNA双螺旋模型的发现，更进一步揭示了DNA作为遗传物质储存和信息传递的化学机制。
4.核酶的发现，一些核酸本身具有酶催化的活性。
三、核酸的种类和分布1. 分类：根据分子中所含戊糖的种类分为脱氧核糖核酸和核糖核酸。
2. 分布：DNA: 真核:98%核中（染色体中）核外:线立体（mDNA）叶绿体（ctDNA）原核:拟核核外:质粒病毒：DNA病毒RNA：以细胞质中存在为主，细胞核中也有：tRNA（转移RNA）RRNA(核糖体RNA)MRNA(信使RNA)RNA病毒：SARS第一节核酸的基本化学组成前言已经讲过蛋白质，核酸是生物体中另一种重要的大分子，两者合起来称为生物体内最重要的两大分子。
蛋白质的完全水解产物——各种氨基酸的混合物不完全水解产物——各种大小不等的肽段和氨基酸混合物核酸的完全水解产物——嘌呤和嘧啶碱、戊糖和磷酸混合物不完全水解产物——核苷和核苷酸因此aa是蛋白质的基本组成单位，核苷酸是核酸的组成单位，核酸就是多聚核苷酸。
一、核酸的化学组成 1.元素组成：C H O N P，蛋白质元素组成：还有其他元素。
2.分子组成：——碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱——戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖——磷酸(phosphate)DNA的碱基组成：A G C T；RNA的碱基组成：A G C U二、核苷酸的结构1. 戊糖组成核酸的戊糖有两种。
初中化学知识点归纳核酸与核苷酸的性质与应用初中化学知识点归纳：核酸与核苷酸的性质与应用在初中化学学习中，核酸与核苷酸是非常重要的知识点。
本文将结合相关理论和实际应用，对核酸与核苷酸的性质和应用进行归纳。
一、核酸的性质与组成核酸是由核苷酸经连接而成的长链状生物大分子。
核苷酸是核酸的单体，由糖类、磷酸和氮碱基三个部分组成。
根据糖类的不同，核苷酸可分为DNA（脱氧核苷酸）和RNA（核糖核苷酸）两类。
1. DNA（脱氧核苷酸）DNA是生物体内存在的主要遗传物质，具有双螺旋结构。
DNA分子由糖磷酸骨架和连接在其上的碱基对组成，碱基对包括腺嘌呤与胸腺嘧啶，以及鸟嘌呤与胞嘧啶。
DNA分子具有稳定性高、传递遗传信息的特点。
2. RNA（核糖核苷酸）RNA广泛存在于细胞质中，参与蛋白质的合成过程。
RNA分子同样由糖磷酸骨架和连接在其上的碱基组成，其中碱基包括腺嘌呤、尿嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶。
与DNA不同，RNA分子为单链结构，具有较短寿命。
二、核酸的生物学功能核酸作为生命体内的重要物质，具有多种重要的生物学功能。
1. 遗传信息的传递DNA是生物体内存在的主要遗传物质，内含了生物体所有遗传信息。
当细胞分裂时，DNA能够准确地自我复制，并将所含的遗传信息传递给新生物体。
2. 遗传信息的表达RNA参与蛋白质的合成过程，协助DNA将遗传信息转录为mRNA （信使RNA），并在核糖体中通过mRNA指导蛋白质的合成。
3. 能量转化核苷酸在生物体内参与能量转化的过程中发挥重要作用，如ATP （三磷酸腺苷）为细胞提供能量，GTP（三磷酸鸟苷）参与细胞运输和合成等生理过程。
4. 调控基因表达RNA通过参与转录、剪接和翻译等过程来调控基因的表达，从而影响和调控生物体内的生物过程。
三、核酸与人类生活的应用核酸在人类的生活中有广泛的应用，涉及医学、农业、食品科学等多个领域。
1. 医学应用核酸检测技术在医学领域中被广泛应用，如DNA检测可用于亲子鉴定、疾病诊断等；PCR技术则可用于病原体的快速检测，促进了病毒性疾病的早期诊断。
《核苷酸与核酸》课件课程目标：1. 了解核苷酸的结构和功能；2. 掌握核酸的种类、分布和作用；3. 理解核苷酸与核酸之间的关系；4. 能够应用核苷酸和核酸的知识解释生物学现象。
第一部分：核苷酸一、核苷酸的定义1. 核苷酸是生物体内一类重要的有机化合物，由糖、磷酸和含氮碱基组成；2. 核苷酸是构成核酸的基本单元，也是生命活动的基本物质之一。
二、核苷酸的结构1. 糖：五碳糖，分为脱氧核糖和核糖两种；2. 含氮碱基：分为嘌呤和嘧啶两类，组成DNA和RNA的碱基不同；3. 磷酸：连接核苷酸的桥梁，起到传递能量的作用。
三、核苷酸的种类1. 脱氧核苷酸：构成DNA的基本单元，包括腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸；2. 核糖核苷酸：构成RNA的基本单元，包括腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸。
四、核苷酸的功能1. 储存和传递遗传信息：DNA通过核苷酸序列储存遗传信息，RNA2. 参与蛋白质合成：mRNA将DNA上的遗传信息转录成RNA，tRNA将氨基酸运输到核糖体上，rRNA组成核糖体，参与蛋白质合成；3. 能量代谢：ATP（腺苷三磷酸）是细胞内能量的主要载体，GTP （鸟苷三磷酸）等也参与能量代谢。
第二部分：核酸一、核酸的定义1. 核酸是生物体内一类重要的有机化合物，由核苷酸组成；2. 核酸是生命活动的基本物质之一，具有储存和传递遗传信息的功能。
二、核酸的种类1. DNA（脱氧核糖核酸）：主要存在于细胞核中，少数存在于线粒体和叶绿体中；2. RNA（核糖核酸）：主要存在于细胞质中，少数存在于细胞核中；3. 病毒的遗传物质：DNA或RNA，根据病毒类型不同而有所区别。
三、核酸的分布1. DNA：主要分布在细胞核中，线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA；2. RNA：主要分布在细胞质中，细胞核中也含有少量的RNA。
四、核酸的作用1. 储存和传递遗传信息：DNA通过核苷酸序列储存遗传信息，RNA2. 控制蛋白质合成：DNA通过转录和翻译过程控制蛋白质的合成；3. 参与细胞分化：DNA在不同细胞中选择性表达基因，使细胞分化成不同的组织和器官；4. 抵御外源性遗传物质入侵：核酸酶等酶类可以降解外源性核酸，保护细胞免受感染。
963 A + B 生化共筆範圍：CH8 核苷酸與核酸CH9 DNA分析技術我是4/22(A班)或4/24(B班)要考生化的_______________我的學號是_______________}結合後可轉譯為蛋白質分子 黃潤誼基因含有合成功能性的生物產品(functional biological product)所需資訊的DNA 分子片段R NAs 的分類1. Ri b osomal RNAs ：核醣體的組成成分，執行蛋白質合成的複合物2. Messenger RNAs ：為一中間物，從基因將遺傳訊息攜帶至核醣體3. Transfer RNAs ：將mRNAs 訊息轉譯成特定的胺基酸序列的分子 *亦可按照RNA 分子大小分類 rRNA ：原核有三種，真核有兩種mRNA ：大大小小的都有，為3種RNA 中最大的 tRNA ：通常都很小，為3種RNA 中最小的核苷酸(Nucleotides)的組成 具有三種特定成分：1. 含氮鹼基(nitrogenous base)：嘧啶(pyrimidine)或膘呤(purine)2. 五碳糖(pentose)3. 磷酸根(phosphate)*核苷(Nucleoside)則是沒有磷酸根的核苷酸2號碳為判別DNA 或RNA 的依據，若為H 則為DNA ，若為OH 則為RNA 含氮鹼基的結構嘧啶<六元環> 嘌呤<六元環+五元環>N-Β-glycosyl bond生物體中含有的較少見的含氮鹼基，如下所示(老師說考試至少會出一題，但只要認識特徵就可作答)核醣(ribose)在水中的構型1.核醣在溶液中會達成線形和環形的平衡2.核苷酸中的五元環在水溶液中可能有四種構形(C-2’ endo / C-2’ exo / C-3’ endo / C-3’ exo)說明：五元環的五個原子中有四個原子是共平面的，另一個不在平面上的原子不是2號碳就是3號碳，若五元環中不在平面上的原子(C-2’或C-3’)與五號碳位於平面的同側稱為endo，若位於不同側則稱為exo命名←框框中的是老師認為較好的簡略寫法二號碳上沒有氧→deoxy→DNA含氮鹼基是六元環加五元環→認出是嘌呤有接磷酸根→Deoxyadenosine成為DeoxyadenylateRNA的水解1.在酵素的催化或鹼性環境下易發生2.RNA在鹼性環境下易水解(因為2號C上接的是OH基)；但DNA不會，因為其二號碳已經去氧(因為2號C上接的是H)DNA和RNA的區分1.含氮鹼基的不同(DNA為ATGC，RNA為AUGC)2.二號碳的去氧與否(DNA接的是氫原子，RNA接的是羥基)等下雪有個人看到兒子不肯用功讀書就用古人好學的故事開導他。
他說：「古時候有個叫孫康的人，家裡很窮，沒錢買油點燈，就藉著雪映的光讀書，後來成了大學問家，你應該向古人學習。
」兒子聽後，點了點頭說：「我記住了。
」過了一些日子，他來到兒子房間，只見兒子瞪著兩眼望著窗外。
他十分生氣地問：「你怎麼不讀書啊？」兒子回答：「我在等下雪呢。
」核苷酸序列的表示方法1.以結構式表示(較繁雜)如下2.以文字表示為(p代表磷酸根)3.或者可表示為*不成文規定：左邊是五號碳端(接磷酸根)，右邊是三號碳端(接OH基)(課本的表示方法則剛好相反)林姍諭核苷酸的鹼基部分會影響核酸的3D結構1.自由嘧啶(Pyri m idines)與嘌呤(purine)是弱鹼性的化合物，因此稱作鹼基。
2.在圓環中的原子會共振，大部分以雙鍵結合。
Pyri m idine是平面的分子P u rine分子非常接近平面，環狀結構有一部分會翹起來(pucker)。
3.自由嘧啶跟嘌呤的含氮鹼基會根據pH值得不同而存在2個或更多的異構物(tautomeric)分子。
如下圖所示：4.在趨近於pH 7.0時，Uracil是屬於Lactam(內醯胺)的形式。
當pH值降低時(pH decrase,此為專有名詞請記住)，他會變為Lactim(內醯亞胺)的形式，最後會變為double lactim的形式。
這是因為pH值越來越酸的時候，他就會有異構物的形成。
所以氮鹼基的特性會因為環境的pH值來影響他的構造，進而影響他將來形成的一些鍵結。
5.自由嘧啶跟嘌呤的含氮鹼基是厭水性的(hydrophobic)，而且在趨近於中性的狀態時，水溶度差。
6.在酸性或鹼性的情況下，嘧啶跟嘌呤的含氮鹼基會改變他在水溶液的溶解度(水溶度上升)。
檢測核酸或核苷酸的濃度因為核苷酸分子具有環狀構造，所以會有特定的吸光值。
上圖告訴我們的是五個分子的吸光值分佈，平均起來這些吸光值在260nm附近都有一個peak。
假設有一瓶溶液，為了看此溶液中是否含有核苷酸，可以檢測此溶液在260nm的吸光值。
若260nm有一個pea k，表示溶液中可能有核苷酸存在。
若是在280nm有較高的吸光值，則可能有蛋白質存在。
格里夫茲的細菌性狀轉變（Transformation）(這點為講義上沒有的，當做補充，高中好像有教過的樣子)1.1982年英國細菌學者格里夫茲研究肺炎球菌的影響S型：具有莢膜與毒性，菌落小，有致病力R型：無莢膜與毒性，菌落大，無致病力<實驗處理>S型→鼠死R型→鼠活S型經熱殺死→鼠活死S型與活R型→鼠死推論：外表型R型具有性狀轉變物使R型性狀轉變成為S型。
以前的科學以為protein 是生物的遺傳物質，而此實驗的結論是：有其他的物質﹝非蛋白質﹞攜帶遺傳物質，但無法得知是DNA。
The Avery-MaxLeod McCarty experiment假設：S型釋放物質造成R型細菌轉型<實驗處理>取出S型的細胞內萃取物→DNA分解酵素處理→萃取液與R型菌混和→R型菌→RNA分解酵素處理→萃取液與R型菌混和→S型菌→蛋白質分解酵素處理→萃取液與R型菌混和→S型菌推論：S型菌與外表型關係密切(此實驗證明DNA Store Genetic Information)(記!)也就是說已經證明狀轉變物質為DNAThe Hershey-Chase experience用35S標定蛋白質外殼→感染細菌→去除附著於細菌的噬菌體→細菌體無放射性(噬菌體核酸沒有進入細菌內)用32P標定噬菌體核酸→感染細菌→去除附著於細菌的噬菌體→細菌體有放射性(噬菌體核酸有進入細菌內)(此實驗證明DNA是遺傳訊息的傳遞者)(記!)X-ray檢測出DNA的結構如圖，中心的交叉正好指出了DNA是雙螺旋結構前後兩個鹼基對的平面相互平衡，二者的間距為3.4埃，螺旋鍵每轉一圈的螺距為34埃Chargaff’s rules※ DNA鹼基的組成，隨著生物的物種不同而有所差異※在同一生物體的不同組織中，所分離出的DNA都相同※在同一生物體中，DNA成分不隨年齡、營養狀態或環境的改變。
Ex. 蝌蚪與青蛙的DNA成分相同※以鹼基的含量來說：A=T，G=C可以推得A＋G＝T＋CWatson-Crick 提出的DNA 模型以雙股配對，反向平行的模式形成。
Watson-Crick 一開始提出的理論中，每個鹼基相距3.4埃，繞一圈(含10個鹼基)的距離是34埃。
但現代的實驗中，測量發現繞一圈需10.5個鹼基對，每圈距離為36埃 (1埃 ＝ 0.1 nm) 鹼基互補 (compelmentary) 結構，每一股都是以5’→3’的方向，反向平行 (antiparallel)。
含氮鹼基G 、C 以3個氫鍵連接，A 、T 則以2個氫鍵連接半保留複製 Semiconservative原本的DNA 先分開，再分別做為2個模板複製DNA ，形成新的DNA 。
每個新合成的DNA 中都包含一條parent strand 和一條與其互補的daughter strand ，此稱為半保留。
單鍵的旋轉造成DNA結構的改變1~7標示的鍵為可旋轉的鍵，其中bond 4只可有限度的旋轉，bond 4 的旋轉會造成之前提過的四種五元環(C-2’ endo / C-2’ exo / C-3’ endo / C-3’ exo)核糖和含氮鹼基同側的稱syn (順式)，不同側的稱anti (反式)。
在purine中可見到sy n和anti 兩種結構，而pyrimidine因結構關係通常為anti的形式。
※ DNA有許多結構，但其組成都不違背Watson-Crick所提出的三個特性：1.雙股互補(complementary)2.雙股反向平行(antiparallel)3.A＝T 且G≡C。
鹼基的數量相等，且互相配對。
何書瑋DNA的結構DNA的A-form、B-form、Z-form的比較：(粗體字考，這上面兩行的數字要背)※雖然DNA有三種不同構型，但仍不脫離Watson-Crick的定義：(1) 雙股互補complementary(2) 雙股反向平行antiparallel(3) A＝T，C≡G小約翰第一次學游泳，可是過了不久，他就向教練說：「我們，我們今天就練到這吧？」教練很是奇怪，心想：這句話應該是我說呀，可是他還是問：「為什麼呢，小約翰？」這是小約翰低著頭，說：「因為我，我實在喝不下去了。
」特定的DNA序列可形成特殊結構當DNA的某一股上有4個或以上的adenosine residues就會產生彎曲(bending)。
而DNA藉此彎曲產生結構上的變化，提供結合位給某些特定蛋白。
(Ex. 複製、轉錄時所需的酵素)彎曲分為兩種：Hoogsteen Pairing 使DNA形成Triplex DNAs (H-DNA).特殊狀況時，DNA有可能形成穩定3股的狀態，稱為triplex DNAs或H-DNA.當此DNA擁有Hoogsteen pairing或鏡像重複都可能形成3股的狀態※在細胞中的DNA，迴紋序列是提供特殊蛋白質結合的位置。
※而可以形成3股交錯的T、C (A、G) 序列，則可以在一些真核生物中調控基因的表現。
若合成DNA時，與可形成3股的序列結合，會影響基因的表現。
當含氮鹼基G 在DNA 的序列裡佔了很大的比例時，就有可能產生4股DNA 的狀況，多出現在DNA 的端點部分，可以穩定DNA ，亦會影響基因表現。
而這種4股的型態又分成平行(parallel)和反向平行 (antiparallel)Messenger RNADNA 轉錄為mRNA ，作為胺基酸排序的模板。
分為2種：很多RNA 都有更複雜的3D 結構1. 只要有互補的序列存在，RNA 就可以和DNA 或RNA 結合，且是反向平行。
2. RNA 與DNA 結合時，A 配U 、G 配C ，因為RNA 不含T 。
但若發生G 配U 的情形， 對DNA 來說是不正常的，但是對RNA 來說卻是正常的情況。
3. RNA 若形成雙股螺旋，大多為A form 。
