总结2第四章 核酸的化学第一节 核酸的概念和化学组成一、核酸的概念和重要性（一）核酸是遗传和变异的 物质基础 （二）核酸与生物遗传信息的传递 （三）核酸与医药二 核酸的基本结构单位－单核苷酸1. 表4-1 DNA 和RNA 的基本化学组成(purine bases) 鸟嘌呤(guanine) 鸟嘌呤 嘧啶碱 (pyrimidine bases)胞嘧啶(cytosine) 胞嘧啶 胸腺嘧啶(thymine) 尿嘧啶 戊糖 D-2-脱氧核糖D-核糖 2. 核酸中的碱基分为两类：嘧啶碱和嘌呤碱3. 核酸中常见的嘧啶碱有三类：胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶 ＊小麦胚DNA 含有5-甲基胸腺嘧啶＊某些噬菌体中含有5-羟甲基胞嘧啶和5-羟甲基尿嘧啶等。
4. 核酸中常见的嘌呤碱有两类：腺嘌呤、鸟嘌呤5. 稀有碱基：核酸中有一些含量很少的碱基，称为稀有碱基：1-甲基腺嘌呤、1-甲基鸟嘌呤、1-甲基次黄嘌呤、次黄嘌呤、二氢脲嘧啶6. 核糖和脱氧核糖：RNA 中含有β-D-核糖，DNA 中含有β-D-2脱氧核糖，某些RNA 中含有β -D-2-O 甲基核糖，7. 核苷：1） 戊糖和碱基缩合而成的糖苷称为核苷2）戊糖和碱基之间的连接是戊糖的第一位碳原子（C1）与嘧啶碱的第一位氮原子（N1）或嘌呤碱的第九位氮原子（N9）相连，戊糖和碱基之间的连接键是N-C 键，一般称为N-糖苷键3）核酸分子中的糖苷键为β -糖苷键 4）糖苷中的碱基与糖环平面互相垂直。
5）根据核苷中所含有的戊糖不同，将核苷分为核糖核苷和脱氧核糖核苷两类8. RNA 中主要的核糖核苷：腺嘌呤核苷adenosine, A 、鸟嘌呤核苷guanosine, G 、胞嘧啶核苷cytidine, C 、尿嘧啶核苷uridine, U9. DNA 中主要的脱氧核糖核苷：腺嘌呤脱氧核苷deoxyadenosine, dA 、鸟嘌呤脱氧核苷deogyguanosine, dG 、胞嘧啶脱氧核苷deoxycytidine, dC 、胸腺嘧啶脱氧核苷deoxythymidine, dT 10. tRNA 中含有少量假尿嘧啶核苷，核糖与嘧啶环的C5相连（C-C 键） 11. 核苷酸：1） 核苷中戊糖的羟基发生磷酸酯化，就形成核苷酸，即核苷酸是核苷的磷酸酯。
2） 核苷酸是构成核酸分子的基本结构单位。
3） 根据核苷酸中的戊糖不同，核苷酸可以分成两大类：核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸。
4） 核糖中三个游离的羟基（2’,3’和5’），因此核糖核苷酸有2’-核苷酸，3’-核苷酸和5’-核苷酸三种。
5） 而脱氧核糖中只有3’和5’两个游离的羟基可以发生酯化，因此只有3’-核苷酸和5’-核苷酸两种。
6） 自然界存在的游离核苷酸为5’-核苷酸。
单核苷酸核苷戊糖磷酸核酸 碱基嘌呤嘧啶核糖 脱氧核糖12. RNA 和DNA 的基本结构单位 RNA 的基本结构单位 DNA 的基本结构单位 腺嘌呤核苷酸(AMP)(adenosine 腺嘌呤脱氧核苷酸(dAMP)(deoxyadenosine (guanosine (deoxyguanosine (cytidine monophosphate) (deoxycytidine (uridine monophosphate) (deoxyuridine monophosphate)13. 环化核苷酸：环腺苷酸（环磷酰苷、环腺-磷、cAMP ）和环鸟苷酸（环鸟酰苷、环鸟-磷、cGMP ）cAMP 和cGMP分别具有放大和缩小激素信号的作用，因此称为激素的第二信使。
14. 辅酶类核苷酸，辅酶I （Co I ，NAD ）和辅酶II （Co II ，NADP ） 1）辅酶I （烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）2）辅酶II （烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）3）辅酶I 与辅酶II 都是脱氢酶的辅酶，尼克酰胺部分能够可逆的加氢与脱氢，在生物氧化中起递氢作用。
4） 都是二核苷酸，即由两个单核苷酸组成，一个单核苷酸含有的碱基是腺嘌呤，另一个核苷酸的碱基是尼克酰胺（维生素PP ，烟酰胺）15. 黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD ）是类似二核苷酸的化合物，分子中一半为腺嘌呤核苷酸，另一半是磷酸核黄素（黄素单核苷酸、FMN ），结构与核苷酸类似。
FAD 和FMN 的功能是在生物氧化过程中起传递氢原子的作用 16. 辅酶A 是核苷酸的衍生物，结构中含有腺嘌呤核苷酸辅酶A 分子中泛酸是一种水溶性维生素，其氨基乙硫醇中的巯基是辅酶A 参与酶促反应的一个重要基团，因此辅酶A 常用CoA-SH 表示。
辅酶A 参与糖、脂肪、蛋白质代谢，尤其是脂肪代谢的促进作用更加重要。
第二节 核酸的分子结构17. 一、DNA 的分子结构（一）DNA 的一级结构1） 核酸的一级结构是指构成核酸的各个单核苷酸之间的连接键的性质以及组成中单核苷酸的数目和排列顺序（碱基排列顺序）。
2） DNA 是由数量及其庞大的四种脱氧核糖核苷酸，通过3’,5’磷酸二酯键彼此连接起来的直线形或环形分子。
3） B 为线条式缩写，竖线表示核糖的碳链，A 、C 、T 、G 表示不同的碱基，P 和斜线表示3’,5’磷酸二酯键。
C 为文字式缩写，P 表示磷酸基团，当P 写在碱基符号左边时，表示P 在C5’上，而P 写在碱基符号右边时，则表示P 与C3’相连。
有时多核苷酸中的磷酸二酯键P 被省略。
各种简化式的读向都是从左到右，表示碱基序列是从5’到3’18. 真核细胞染色质DNA 的一级结构特点：1）重复顺序：真核细胞染色质DNA中具有许多重复排列的核苷酸序列，称为重复顺序。
○1高度重复顺序：重复的序列短，重复次数高。
○2中度重复顺序：组蛋白基因、rRNA基因和tRNA基因大多数为中度重复顺序。
○3单一顺序：真核细胞中，除了组蛋白之外，都是由DNA中单一序列决定的。
2）间隔顺序与插入顺序：真核细胞DNA分子中，有一些片段不编码任何蛋白质或RNA。
它们可以存在于基因与基因之间（间隔顺序），也可以存在于基因之内。
3）回文结构：在DNA两条链中，脱氧核苷酸的排列顺序相同，这种结构称为回文结构。
19.原核生物DNA的一级结构特点：1）基因重叠：同一DNA序列中包括不同的基因区。
2）功能上相关的结构基因转录在同一个mRNA分子上：功能上有关的顺反子通常串联在一个mRNA分子上。
3）基因是连续的：原核生物DNA所含有的结构基因是连续的，一般不含有插入或间隔序列。
20.DNA双螺旋结构模型的要点：（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧多核苷酸链（右手螺旋）构成。
多核苷酸链的方向取决于核苷酸间的磷酸二酯键的走向。
（2）磷酸基和脱氧核糖在外侧，彼此之间通过磷酸二酯键相连接，形成DNA的骨架，碱基在糖环的内侧，糖环平面与碱基平面互相垂直。
（3）DNA双螺旋的直径为2nm。
每隔0.34nm有一个核苷酸，两个相邻核苷酸之间的夹角为36o。
每一圈双螺旋有10对核苷酸，每圈高度3.4nm。
（4）沿螺旋轴方向观察，碱基不是充满双螺旋的全部空间，链之间的螺旋形成一条大沟和一条小沟。
（5）DNA两条链之间由碱基之间的氢键相连，而且碱基间形成氢键有一定规律：腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，形成两个氢键；鸟嘌呤与胞嘧啶配对，形成三个氢键。
这种碱基之间的互相配对称为碱基配对。
21.主要有三种作用力使DNA双螺旋结构稳定：（1）一种作用力是互补碱基之间的氢键。
（2）碱基堆积力是DNA双螺旋结构稳定的主要作用力（3）第三种使DNA分子稳定的力是磷酸基的负电荷与介质中阳离子的正电荷之间形成的离子键。
24.DNA的三级结构：在DNA二级结构的基础上，双螺旋扭曲或再次螺旋就构成了DNA的三级结构。
超螺旋是DNA三级结构的一种形式。
25.RNA的分子结构：1）RNA的类型：核蛋白体RNA (ribosomal RNA, rRNA)、转运RNA (transfer RNA, tRNA)、信号RNA (messenger RNA, mRNA)2）RNA的结构特征：○1RNA的基本组成单位是AMP、GMP、CMP和UMP○2RNA中NMP彼此之间通过3’,5’磷酸二酯键连接而成多核苷酸链○3RNA主要是单链结构，但局部区域可卷曲形成双链螺旋结构。
○4RNA容易被碱水解。
3）tRNA的结构○1一级结构：由70～90个氨基酸组成，含有较多稀有碱基，3’末端为CCA-OH。
○2二级结构：呈三叶草式。
＊氨基酸臂在蛋白质生物合成时连接相应氨基酸。
＊二氢尿嘧啶环含有二氢尿嘧啶稀有碱基。
＊反密码环的中间是由三个碱基组成的反密码子。
＊额外环是tRNA分类的指标。
＊TψC环中含有Tψ C 碱基序列○3三级结构：呈倒L型氨基酸臂与TψC环形成一个连续的双螺旋区，构成字母L的一横，二氢尿嘧啶环与反密码环构成L的一竖。
26.rRNA是细胞内主要的一类RNA，占细胞全部RNA的80％左右；是一类代谢稳定、分子量最大的RNA；存在于核蛋白体内，核蛋白体是蛋白质生物合成的场所。
27.tRNA是细胞内最小的一类RNA，在蛋白质生物合成中起携带氨基酸的作用。
由70～90个氨基酸组成；含有较多稀有碱基；3’末端为CCA-OH。
28.mRNA在细胞中含量很少；mRNA活跃，更新迅速，半衰期较短；是蛋白质合成的模板。
3’端有多聚腺苷酸(polyA)结构，5’端有帽子结构29.RNA的基本组成单位是AMP、GMP、CMP和UMP30.核酸的理化性质1）核酸的分子大小：噬菌体T2的DNA分子量约为1X108 ；大肠杆菌染色体DNA分子量约为2X109；果蝇染色体DNA分子量约为8X1010；RNA分子比DNA分子小得多，约为（2.3~110)X104 2）核酸的酸碱性质：○1溶液pH高于4 时，核酸全部解离成多阴离子状态，可以与金属离子（Na+、K+ 、Mg2+和Mn2+等）成盐，也可以与碱性蛋白质（如组蛋白）结合。
○2碱基之间的氢键性质与其解离状态有关，DNA 在pH4～11之间最为稳定。
3）核酸的紫外吸收：由于核酸的组成成份嘌呤和嘧啶碱有强烈的紫外吸收特性，所以核酸在260nm处有最大紫外吸收。
4）核酸的变性：○1有些理化因素会破坏氢键和碱基堆积力，使核酸分子的空间结构改变，从而引起核酸理化性质和生物学功能改变，这种现象称为核酸的变性。
○2多种因素可以引起核酸的变性，如加热、过高或过低的pH、有机溶剂、酰胺和尿素等。
○3加热引起的DNA变性称为热变性。
○4将DNA的稀盐溶液加热到80～100°C几分钟，双螺旋结构被破坏，氢键断裂，两条链彼此分开，形成无规则线团，这一变化称为螺旋向线团转变。
○5DNA变性后紫外吸收增加，称为增色效应。
31.DNA的熔点：○1通常把e(p)值达到最高值一半时的温度称为“熔点”或溶解温度，用Tm表示。
