核苷酸代谢思维导图

核苷酸：
核苷酸Nucleotide，一类由嘌呤碱或嘧啶碱、核糖或脱氧核糖以及磷酸三种物质组成的化合物。

又称核甙酸。

戊糖与有机碱合成核苷，核苷与磷酸合成核苷酸，4种核苷酸组成核酸。

核苷酸主要参与构成核酸，许多单核苷酸也具有多种重要的生物学功能，如与能量代谢有关的三磷酸腺苷、脱氢辅酶等。

定义：
一类由嘌呤碱或嘧啶碱基、核糖或脱氧核糖以及磷酸三种物质组成的化合物。

又称核甙酸。

五碳糖与有机碱合成核苷，核苷与磷酸合成核苷酸，4种核苷酸组成核酸。

核苷酸主要参与构成核酸，许多单核苷酸也具有多种重要的生物学功能，如与能量代谢有关的三磷酸腺苷、脱氢辅酶等。

某些核苷酸的类似物能干扰核苷酸代谢，可作为抗癌药物。

根据糖的不同，核苷酸有核糖核苷酸及脱氧核苷酸两类。

根据碱基的不同，又有腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸、尿嘧啶核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸及次黄嘌呤核苷酸等。

核苷酸中的磷酸又有一分子、两分子及三分子几种形式。

此外，核苷酸分子内部还可脱水缩合成为环核苷酸。

分布：
核苷酸是核酸的基本结构单位，人体内的核苷酸主要有机体细胞自身合成。

核苷酸在体内的分布广泛。

细胞中主要以5′-核苷酸形式存在。

细胞中核糖核苷酸的浓度远远超过脱氧核糖核苷酸。

不同类型
细胞中的各种核苷酸含量差异很大，同一细胞中，各种核苷酸含量也有差异，核苷酸总量变化不大。

核酸及DNA核酸核酸（nucleic acid）是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，具有复杂的空间结构和重要的生物学功能组成碱基（base）DNAATCG RNAAUCG碱基的酮基和氨基可以形成酮-烯醇互变异构体或氨基-亚氨基互变异构体，为形成氢键形成提供结构基础嘌呤的N-9原子或嘧啶的N-1原子连接核糖核糖（ribose)有β-D-核糖和β-D-2'-脱氧核糖之分脱氧核糖的化学稳定性优于核糖核苷(nucleoside)是碱基与核糖的缩合反应产物，核糖的C-1'原子和嘌呤的N-9原子或嘧啶的N-1原子形成了β-N-糖苷键天然情况形成反式构象核酸衍生物核苷酸ATP和GTP可以环化形成环腺苷酸（cAMP)和环鸟甘酸（cGMP)细胞信号传导过程中的第二信使，具有调控基因表达的作用辅酶1（NAD+）辅酶2（NADP+) 黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）辅酶A(CoA)是生物氧化体系的重要组成成分，传递质子或电子发挥重要作用碱基衍生物6-巯基嘌呤（6-MP) 阿糖胞苷（araC） 5-氟尿嘧啶（5-FU）干扰肿瘤核苷酸代谢，抗肿瘤磷酸二酯键DNA是多个脱氧核糖核苷酸聚合而成的线性生物大分子，脱氧核糖核苷酸之间是通过3’5’-磷酸二酯共价键连接方向DNA、RNA均为5‘→3’方向核酸的一级结构人们把RNA的核苷酸和DNA的脱氧核苷酸从5‘→3’的排列顺序定义为核酸的一级结构长度短于50个核苷酸的核酸片段称为寡核苷酸DNA的空间结构与功能DNA的二级结构是双螺旋结构DNA由两条多聚脱氧核苷酸链组成反向平行的右手螺旋一条链5‘→3’自上而下一条链5‘→3’自下而上直径2.37nm,螺距3.54nm互补碱基对AT两个氢键，CG三个氢键碱基对平面与螺旋结构的螺旋轴近乎垂直每一个螺旋有10.5个碱基对，每两个相邻碱基对之间的旋转角度为36两条多聚脱氧核苷酸链的亲水性骨架将互补碱基对包埋在内部两个碱基对平面重叠产生了碱基堆积作用与蛋白质螺旋对比双螺旋结构的多样性左手螺旋Z型-DNA右手螺旋B型-DNA相对湿度降低后仍稳定A型-DNADNA的多链结构Hoogsteen氢键含有三个碱基的C+GC平面，其中C+G之间是以Hoogsteen氢键结合的DNA三链结构的生成条件富含嘧啶的单恋环境为酸性嘧啶与双链中的嘌呤形成Hoogsteen氢键端粒（telomere）真核生物染色体3‘-端是一段高度重合的富含GT的片段可以自身回折形成一个称为G-四链的特殊结构核心是4个鸟嘌呤通过8对Hoogsteen氢键形成功能用来保护端粒的完整性DNA双链经过盘绕折叠形成致密的高级结构正超螺旋（positive supercoil)当盘绕方向与DNA双螺旋方向相同时，其超螺旋结构为正超螺旋，反之为负超螺旋自然状态下主要是负超螺旋封闭环状DNA具有超螺旋结构在大肠杆菌的环状DNA中，平均每200个碱基就有一个负超螺旋线粒体DNA也是具有封闭环状的双螺旋结构真核生物DNA被逐级有序地组装成高级结构DNA→核小体→染色体核酸的理化性质多元酸，具有酸性DNA为线性分子，粘度极大，粘度：RNA<DNA在260nm波长具有最大吸收峰，吸收强度由碱基共轭双键决定，可用作定性、定量的分析A260=1.0对应50ug/ml的双链DNA,40ug/ml的单链DNA,20ug/ul的寡核苷酸DNA变性（DNA denaturation)某些极端的理化条件可以断裂DNA双链互补碱基对之间的氢键以及破坏碱基堆积力，使一条DNA双链解离成为两条单链DNA的增色效应（hyperchromic effect)DNA解链过程中，包埋在双螺旋结构内部的碱基得以暴露，在260nm的吸光度增加解链温度（Tm）紫外吸光度的变化（△A260)达到最大变化值的一半时所对应的温度被定义为DNA的解链温度影响因素DNA越长Tm越高GC含量越高Tm越高离子浓度越高Tm越高复性与退火复性（renaturation）两条解离的DNA互补链可以重新互补配对形成DNA双链，恢复原来的双螺旋结构退火（annealing）热变性的DNA经缓慢冷却后可以复性但若变性后立即冷却至4度，则被固定至单链状态RNA的空间结构与功能mRNA特点占比最小，种类最多，寿命最短，半衰期最短真核生物mRNA的5’-端有帽结构5‘帽结构（5'-cap structure)大部分真核细胞mRNA的5’-端都有一个反式7-甲基嘌呤-三磷酸核苷（m7Gppp)的起始结构该结构可以与一类帽结合蛋白的分子结构形成复合体有助于维持mRNA的稳定性，协同mRNA从细胞核向细胞质转运，促进核糖体和翻译起始因子结合真核生物mRNA的3‘-端有多聚腺苷酸尾结构多聚腺苷酸尾/多聚尾（poly-tail)真核生物mRNA的3’-端是一段由80~250个腺苷酸连接而成的多聚腺苷酸结构与帽功能类似hnRNA细胞核内的初级转录产物为hnRNA,含有许多交替相隔的外显子（exon)和内显子（intron),外显子是构成mRNA的序列片段，内含子是非编码序列mRNA的核苷酸序列决定蛋白质的氨基酸序列一条成熟的真核mRNA包括5‘非翻译区5’帽结构到核苷酸序列中的第一个AUG(起始密码子）编码区（可读框ORF)起始密码子到终止密码子（UAA,UAG或UGA）3‘非翻译区可读框下游到多聚A尾tRNA转运RNA作为蛋白质合成的底物——氨基酸的载体参与蛋白质合成，为合成中的多肽链提供活化氨基酸特点微量，分子量最小稀有，稀有碱基最多特定的空间结构三叶草结构“三环一柄”（二级结构）靠近5‘端的是DHU环，靠近3’端的为TΩC环，位于上方的茎为氨基酸臂倒“L”型（三级结构）3‘端连接着氨基酸所有tRNA的3’端都是以CCA三个核苷酸结束的tRNA的反密码子能够识别mRNA的密码子rRNA核糖体RNA是细胞中含量最多的RNA，rRNA与核糖体蛋白结合形成核糖体三个重要结合部位A位结合氨酰-tRNA的氨酰位P位结合肽酰-tRNA的肽酰位E位释放已经卸载了氨基酸的tRNA排出位其余RNA及功能催化小RNA（核酶）催化特定RNA降解，在剪切修饰中有重要作用核仁小RNA(snoRNA）定位于核仁，参与rRNA的加工核小RNA（snRNA)参与真核细胞mRNA的成熟过程，切除内含子胞质小RNA（scRNA)引导含有信号肽的蛋白质进入内质网进行合成siRNA 降解外源mRNA，维持基因组稳定microRNA与mRNA结合，抑制或降解mRNA，调控生长发育piRNA调控基因沉默InRNA长非编码RNA协助基因调控circleRNA结合miRNA，解除基因抑制，提高基因表达水平。