第八章核酸结构、功能与核苷酸代谢
第八章 核酸结构、功能与核苷酸代谢
核酸(nucleic acid)根据所含戊糖差别，分为脱氧核糖核酸(DNA)导言:本章开始介绍，遗传物质的储存、和核糖核酸(RNA)。DNA主要存在于细胞核，线粒体内也存在有DNA;传递和表达RNA存在于细胞质和细胞核内。 的有关内容。
画图讲解
强调:T与U
的区别。
由学生自己
总结。
第一节 核酸的化学组成 核酸基本组成单位:核酸的基本组成单位是核苷酸;核苷酸完全水解 一、碱基 碱基是含氮杂环化合物，有两类:嘌呤与嘧定。其中嘌呤分为腺嘌呤 提问:DNA与RNA碱基的异同点。 二、戊糖 DNA中含β-D-2-脱氧核糖;RNA中含β-D-脱氧核糖。 三、核苷 戊糖的第1位碳原子分别与嘌呤碱的第9位N原子和嘧啶碱的第1位N原子通过糖苷键相连接形成核苷。戊糖若为脱氧核糖，称为脱氧核苷。 提问:几种核苷的命名。 四、核苷酸 核苷与磷酸通过磷酸酯键连接，即为核苷酸。含脱氧核糖者称为脱氧核糖核苷酸(脱氧核苷酸)。生物体内多数生成5′-核苷酸。 DNA和RNA基本单位: 组成RNA的核糖核苷酸主要有AMP、GMP、CMP及UMP 4种; 组成DNA的脱氧核苷酸主要有 dAMP、
dGMP、dCMP及 dTMP 4种。 游离的核苷酸: 在体内还存在有重要生理功能的游离核苷酸。如3′、5′-环状腺苷酸(cAMP);3′、5′-环状鸟
cGMP和激素的作用有非常密切关系，人们把cAMP称为苷酸等，cAMP、
激素的“第二信使”。ATP是体内能量的直接来源 和利用形式。细菌DNA中含有众多的非甲基化的CpG模体，此模体对哺乳动物的免疫细胞具有刺激作用。研究人员正试图利用它进行疫苗的制备、肿瘤治疗与阻止免疫变态的反应的发生。
第二节 DNA的结构与功能 3′-5′磷酸
二酯键是每
一、DNA的一级结构
定义:DNA分子中核苷酸的排列顺序及其连接方式。也可用碱基顺序来表示核酸的一级结构。以3′-5′磷酸二酯键相连接。
第十章 核苷酸代谢
1. 核苷酸的分解代谢
1) 核酸的降解：
核酸+H2O+核酸酶→单核苷酸+核苷酸酶→核苷+PPi+核苷酶→戊糖+碱基（嘌呤/嘧啶）
+核苷酸酸化酶→戊糖-1-磷酸+碱基
※核苷水解酶不对脱氧核糖核苷生效。
2) 限制性内切酶：
3) 嘌呤核苷酸的降解：代谢中间产物——黄嘌呤，终产物尿酸（彻底分解为CO2和NH3）。
嘌呤核苷酸→嘌呤核苷→①腺嘌呤（脱氨→次黄嘌呤+黄嘌呤氧化酶→黄嘌呤）
②鸟嘌呤（脱氨→黄嘌呤） 黄嘌呤+黄嘌呤氧化酶→尿酸
肌肉中的嘌呤核苷酸循环生成氨；AMP+AMP脱氨酶→IMP，肌肉中的IMP→AMP，这一过程为嘌呤核苷酸循环。
4) 嘧啶核苷酸的降解：分解成磷酸、核糖和嘧啶碱。
①胞嘧啶+胞嘧啶脱氢酶→尿嘧啶+二氢尿嘧啶脱氢酶（开环）→β-脲基丙酸→β-丙氨酸（脱氨参与有机代谢）+NH3+CO2+H2O
②胸腺嘧啶+二氢尿嘧啶脱氢酶→二氢胸腺嘧啶+二氢嘧啶酶→β-脲基异丁酸→β-氨基异丁酸（监测放化疗程度）+NH3+CO2+H2O
5) 尿酸过高与痛风：尿酸在体内过量积累会导致痛风症，别嘌呤醇可治疗痛风，因与次黄嘌呤相似，可抑制黄嘌呤氧化酶从而抑制尿酸生成。尿酸中体内彻底分解形成CO2和氨。
2. 核苷酸的合成代谢：分布广、功能强；
从头合成：利用核糖磷酸、氨基酸CO2和NH3等简单的前提分子，经过酶促反应合成核苷酸。
补救合成：简单、省能，无需从头合成碱基；利用体内现有的核苷和碱基再循环。
嘌呤核苷酸合成前体：次黄嘌呤核苷酸（IMP/肌苷酸）+5-磷酸核糖（起始物） ↓活化形式
1) 嘌呤核糖核苷酸的从头合成途径：主要调节方式——反馈调节；
ATP+5-磷酸核糖+5-磷酸核糖焦磷酸合成酶（PRPP合成酶）→5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）
核苷酸：
核苷酸（hé gān suān） 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（ATP）、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（ATP）、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（腺苷酸，AMP）、鸟嘌呤核苷酸（鸟苷酸，GMP）、胞嘧啶核苷酸（胞苷酸， CMP）、尿嘧啶核苷酸（尿苷酸，UMP）、胸腺嘧啶核苷酸（胸苷酸，TMP）及次黄嘌呤核苷酸（肌苷酸，IMP）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。
核酸代谢知识点总结
1. 核酸的结构
核酸是由核苷酸组成的生物大分子，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。核苷酸是由糖分子、碱基和磷酸组成的。DNA的糖是脱氧核糖，碱基包括腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和嘧啶(T)四种，RNA的糖是核糖，碱基包括腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)四种。
2. 核酸合成
核酸的合成是一个消耗能量的生化反应，而且是高度有序的反应。核酸合成的基本过程是：选择正确的碱基、糖和磷酸组合成核苷酸，再将核苷酸依次连接成链。核酸合成需要一些特殊的酶和辅酶的参与，如DNA聚合酶和RNA聚合酶等。DNA的合成发生在细胞的细胞核内，RNA的合成则发生在细胞核和细胞质中的核糖体上。
3. 核酸降解
核酸的降解是细胞中的垃圾处理系统，它可以消除老化或受损的DNA和RNA。核酸的降解也是依赖特殊的酶的参与，如核酸酶和核苷酸酶等。核酸降解生成的核苷酸可以通过嘌呤和嘧啶代谢途径再生产成新的核酸。
4. 核酸修复
由于DNA容易受到外界辐射和化学物质的损害，因此细胞需要对受损的DNA进行修复，以保持基因组的稳定。核酸的修复包括直接修复、碱基切除修复、错配修复、重组修复等多个途径。这些修复途径需要一系列的酶和蛋白质的参与。
5. DNA复制
DNA的复制是分裂细胞过程中的一个重要环节，它是确保每个新细胞都有完整的遗传信息的关键。DNA复制是一个高度有序的过程，需要DNA聚合酶等酶的参与。DNA复制时，双螺旋结构的DNA分子会解旋成两条单链，再依次加入对应的核苷酸，形成两条新的DNA分子。
6. RNA转录
RNA转录是DNA转录成RNA的过程，在此过程中，在细胞核内RNA聚合酶在DNA模板上合成RNA分子。RNA转录是转录过程中的第一步，不同的RNA转录产物包括mRNA、tRNA、rRNA等。mRNA是编码蛋白质的信使RNA，tRNA是携带氨基酸的转运RNA，rRNA是核糖体上的结构RNA。
