核酸的化学组成
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核酸的结构与功能核酸,这个生物体的基本组成部分,以其独特的结构和功能,影响着生物体的生命活动。
它包括DNA和RNA两种主要类型,各有其独特的特点和功能。
一、核酸的结构核酸是由磷酸、核糖和四种不同的碱基组成。
这四种碱基分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和尿嘧啶(U)。
它们通过特定的方式连接在一起,形成DNA或RNA。
DNA,也被称为脱氧核糖核酸,是生物体遗传信息的主要载体。
它是由两条相互旋转的链组成的双螺旋结构,其中碱基通过氢键以特定的配对方式连接,即A与T配对,G与C配对。
这种配对方式保证了DNA 的稳定性和遗传信息的正确复制。
RNA,也被称为核糖核酸,是生物体内重要的信息传递者和调节者。
它通常是由单链结构组成,也可以是双链结构。
与DNA不同,RNA的碱基配对方式相对简单,通常是A与U配对,G与C配对。
二、核酸的功能1、遗传信息的储存和传递:DNA是生物体遗传信息的主要载体,负责储存和传递生物的遗传信息。
这些信息通过DNA的复制传递给下一代,并指导生物体的生长和发育。
2、基因表达的调控:RNA在基因表达中起着重要的调控作用。
它可以通过碱基配对原则识别并携带DNA中的遗传信息,将遗传信息从DNA传递到蛋白质合成的地方。
同时,一些RNA还可以作为调节分子,影响基因的表达。
3、蛋白质合成:RNA不仅是遗传信息的载体,还是蛋白质合成的模板。
在蛋白质合成过程中,RNA将DNA中的遗传信息翻译成蛋白质中的氨基酸序列。
4、细胞内的信号传导:某些RNA分子可以作为分子开关,调控细胞内的信号传导通路。
这些RNA可以结合并调控蛋白质的活性,从而影响细胞内的生物化学反应。
5、免疫反应的调节:某些RNA分子还可以作为免疫反应的调节剂。
它们可以影响免疫细胞的活性,从而影响免疫反应的强度和持续时间。
总结起来,核酸是生物体中至关重要的分子,其结构和功能共同保证了生物体的正常生长和发育。
从DNA中的遗传信息传递到RNA的信息载体作用,再到蛋白质的合成和细胞内信号传导的调控,核酸都发挥着不可或缺的作用。
核酸的组成和分类核酸的基本结构单位是核苷酸,核苷酸由核苷和磷酸组成,核苷由碱基和戊糖组成。
DNA 中戊糖为D-2-脱氧核糖(D-2-deoxyribose),碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶;RNA 中戊糖为D-核糖(D-ribose),碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶。
碱基和戊糖的化学结构组成核酸的碱基主要为嘌呤衍生物和嘧啶衍生物,核酸中的嘌呤衍生物都是腺嘌呤和鸟嘌呤。
嘌呤碱基由母体化合物嘌呤衍生而来。
嘧啶碱基是母体化合物嘧啶的衍生物,DNA :嘧啶衍生物为胞嘧啶和胸腺嘧啶,RNA :嘧啶碱为胞嘧啶和尿嘧啶,但tRNA 中含有少量胸腺嘧啶核酸中还发现一些修饰碱基,也称稀有碱基,它们绝大部分也都是嘌呤和嘧啶类化合物。
稀有碱基含量很少,种类却很多,以甲基化的碱基居多。
核酸中,tRNA 含稀有碱基最多,含量可高达10%。
(自己画结构)核酸根据戊糖的种类分类,构成DNA 的戊糖是D-2-脱氧核糖,RNA 链的戊糖是D-核糖。
此外, 还发现有D-2-O-甲基核糖。
糖环上的C 原子编号为1’,2’,3’,4’,5’。
核苷戊糖与碱基缩合而成的化合物称为核苷。
1、核苷的分类 按照戊糖种类的不同:核糖核苷,脱氧核糖核苷,2-O-甲基核苷;按照碱基的不同:嘌呤核苷和嘧啶核苷2、核苷的结构特点核苷结构中糖基与碱基以β-糖苷键相连,称为N-糖苷键,核苷中戊糖均为呋喃型环状结构。
在空间结构上碱基与糖环平面互相垂直,在DNA双螺旋中碱基配对是以反式定位的,碱基上的氨基或酮基可以互变异构为亚氨基或烯醇基。
不同pH条件下核苷有不同的解离态。
核苷酸1、种类核苷的磷酸酯叫核苷酸,分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两大类。
核糖核苷的戊糖分别可形成2’ 、3’、5’三种核苷酸;脱氧核糖核苷只能形成3’和5’-核苷酸;2’-O-甲基核苷也只有两种核苷酸。
生物体内存在的游离核苷酸多以5’形式存在,碱水解RNA时,可得到2’,3’-核糖核苷酸的混合物。
第五单元核酸核酸是遗传物质,1868年瑞士Miesher.从脓细胞的细胞核中分离出可溶于碱而不溶于稀酸的酸性物质。
间接证据:同一种生物的不同种类的不同生长期的细胞,DNA含量基本恒定。
噬菌体DNA感染E.coli,用35S标记噬菌体蛋白质,感染E.coli,又用32P标记噬菌直接证据:T2体核酸,感染E.coli。
DNA、RNA的分布(DNA在核内,RNA在核外)。
一、核酸的化学组成核酸是一种线形多聚核苷酸,基本组成单位是核苷酸。
1.戊糖组成核酸的戊糖有两种:D-核糖和D-2-脱氧核糖,据此,可以将核酸分为两种:核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)2.碱基(1)嘌呤碱:腺嘌呤,鸟嘌呤。
(2)嘧啶碱:胞嘧啶,尿嘧啶,胸腺嘧啶。
(3)修饰碱基:植物中有大量5-甲基胞嘧啶,E.coli噬菌体中5-羟甲基胞嘧啶代替C。
(4)稀有碱基:100余种,多数是甲基化的产物。
DNA由A、G、C、T碱基构成。
RNA由A、G、C、U碱基构成。
3.核苷核苷由戊糖和碱基缩合而成,糖环上C1与嘧啶碱的N1或与嘌呤碱的N9连接,核酸中的核苷均为β-型核苷,DNA 的戊糖是脱氧核糖,RNA 的戊糖是核糖。
4.核苷酸核苷中戊糖C3、C5羟基被磷酸酯化,生成核苷酸。
5.细胞内游离核苷酸及其衍生物①核苷多磷酸化合物ATP、GTP、CTP、ppppA、ppppG、 ppGpp、pppGpp、ppApp在能量代谢和物质代谢及调控中起重要作用。
②环核苷酸cAMP(3’,5’-cAMP) cGMP(3’,5’-cGMP)激素的第二信使起作用,cAMP调节细胞的糖代谢、脂代谢。
③核苷酸衍生物HSCoA、NAD+、NADP+、FAD等是酶的辅助因子。
GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。
二、DNA的结构(一)DNA的一级结构DNA的一级结构是4种脱氧核苷酸(dAMP、dGMP、dCMP、dTMP)通过3'、5'-磷酸二酯键连接起来的线形多聚体。
核酸组成元素
核酸的组成元素C、H、O、N、P
核酸是脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的总称,是由许多核苷酸单体聚合成的生物大分子化合物,为生命的最基本物质之一。
核酸是一类生物聚合物,是所有已知生命形式必不可少的组成物质,是所有生物分子中最重要的物质,广泛存在于所有动植物细胞、微生物体内。
核酸由核苷酸组成,而核苷酸单体由五碳糖、磷酸基和含氮碱基组成。
如果五碳糖是核糖,则形成的聚合物是RNA;如果五碳糖是脱氧核糖,则形成的聚合物是DNA。
扩展资料:
核酸最早于1869年由瑞士医生和生物学家Friedrich Miescherf 分离获得,称为Nuclein。
在19世纪80年代早期,德国生物化学学家,1910年诺贝尔生理和医学奖获得者Albrecht Kossel进一步纯化获得核酸,发现了它的强酸性。
他后来也确定了核碱基。
1889年,德国病理学家Richard Altmann创造了核酸这一术语,取代了Nuclein。
1938年,英国物理学家和生物学家William Astbury和Florence Bell(后来改名为Florence Sawyer)发表了第一个DNA的X射线衍射图谱。