核酸化学(一)

核酸化学式核酸是生命体中的重要分子之一，它们负责存储和传递遗传信息，控制生命的许多过程。

核酸的化学式是什么？本文将介绍核酸的基本结构和化学式。

核酸的基本结构核酸是由核苷酸组成的长链分子。

核苷酸由三个部分组成：一个五碳糖（核糖或脱氧核糖）、一个含氮碱基和一个磷酸基团。

核糖和脱氧核糖的区别在于核糖分子上有一个氧原子，而脱氧核糖分子上没有这个氧原子。

核糖和脱氧核糖分子上的碳原子编号为1-5。

碱基连接到核糖或脱氧核糖分子的1号碳上，磷酸基团连接到3号碳上。

核苷酸的化学式可以表示为：Base-Nucleoside-Phosphate。

核酸的两种类型核酸分为两种类型：DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）。

它们之间的区别在于核糖和脱氧核糖的差异，以及RNA分子中的碱基尿嘧啶（U）替代了DNA分子中的胸腺嘧啶（T）。

DNA分子由两条互补的链组成，这些链通过碱基间的氢键相互连接。

DNA的化学式可以表示为：（Base1-Nucleoside1-Phosphate）-（Base2-Nucleoside2-Phosphate）。

RNA分子是单链的，它们可以通过碱基间的氢键形成二级结构。

RNA的化学式可以表示为：Base-Nucleoside-Phosphate。

核酸的化学式DNA和RNA的化学式可以表示为：DNA：（Base1-Nucleoside1-Phosphate）-（Base2-Nucleoside2-Phosphate）RNA：Base-Nucleoside-Phosphate其中，Base表示碱基，Nucleoside表示核苷，Phosphate表示磷酸基团。

DNA和RNA的碱基DNA和RNA分别由四种碱基组成：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T，仅存在于DNA中）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。

RNA分子中的胸腺嘧啶被尿嘧啶（U）替代。

碱基的化学式如下：腺嘌呤（A）：C5H5N5胸腺嘧啶（T）：C5H6N2O2鸟嘌呤（G）：C5H5N5O胞嘧啶（C）：C4H4N2O2尿嘧啶（U）：C4H4N2O2碱基的命名规则是以它们的化学结构命名的。

rRNA的功能 参与组成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。

思考题：


体内有哪些重要的核苷酸？各有何作用？
DNA和RNA在化学组成、分子结构和生理功能有何异同？ 利用核酸的理化性质在临床实践中有何应用？
N O O
-

NH2 N N OCH2
-
O O
-
O O
-
N H H
P O
-
P O
-
P O
O
H H
OH OH 三磷酸腺苷 (AT P )

多磷酸核苷酸
5′-磷酯键
N N O -O O O O O
NH 2
N
N

P O-

P O-

P O-
O
CH 2 H H OH
O H H H
脱氧腺嘌呤核苷 脱氧腺嘌呤一磷酸 (dAMP) 脱氧腺嘌呤二磷酸 (dADP) 脱氧腺嘌呤三磷酸 (dATP)


NH

核苷
N N
2 N 9 N
糖苷键
CH O H O 2 1'
H H OH H 2' O H H
嘌呤N-9或嘧啶N-1与核糖C-1通过β-N-糖苷 键相连形成核苷。

核苷酸(ribonucleotide)
NH2
酯键
O
N N O
N
9 N
糖苷键
HO P O CH 2 O
-
H
H
OH
' 1 H H 2'
* tRNA的二级结构
——三叶草形
氨基酸臂 DHU环 反密码环
额外环

（2）戊糖
核糖或脱氧核糖，以环
状结构存于核酸中。
核糖
（3）碱基 具有碱性(氨基）的杂环有机化合物
脱氧核糖
腺嘌呤(A)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
尿嘧啶(U)
（4）核酸的组成元素 C、H、O、N、P 等。
胸腺嘧啶(T)
2、核酸的组成 核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子。
核糖 碱基A、G、C、U
2、2020年的春节期间，新冠病毒肆虐。因为核酸是生命的基础物质， 是病毒的“身份证”，所以患者的确诊需要病毒的核酸检验。以下关
于核酸的论述正确的是( D)
A.核酸是核蛋白的非蛋白部分，也是由氨基酸残基组成的 B.核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基 C.核酸、核苷酸都是高分子化合物 D.核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类，对蛋白质的合成和生物遗传 起重要作用
三、核酸的生物功能
核酸是生物体遗传信息的载体
基因：有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息
DNA的生物功能 ①DNA分子上有许多基因,决定了生物体的一系列性状 ②在细胞繁殖分裂过程中，会发生DNA分子的复制,传递遗传信息 RNA的生物功能 RNA主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。
第四章 生物大分子
第三节 核酸
学习目标
1、了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能；知道核酸与 核苷酸、戊糖、碱基、磷酸之间的关系，能辨识核糖核酸、脱氧核糖核 酸中的磷酯键，能从结构角度认识核酸分子形成过程及水解过程。 2、了解DNA分子中基本结构单元之间的连接方式，能基于氢键分析碱 基的配对原理，形成对DNA双螺旋空间结构的整体认识。 3、认识人工合成核酸的意义，能说明核酸对于生命遗传的意义。

第三节 RNA的结构与功能
Structure and Function of RNA
• DNA和RNA的区别
不同点 戊糖 碱基 二级结构 碱基互补配对 种类 RNA 核糖 G C A U 单链 忠实性较低 多 （mRNA，rRNA， tRNA 等） DNA 脱氧核糖 G C A T 双链 忠实性高 少

碱基互补配对: 腺嘌呤/胸腺嘧啶(A-T)
4.双螺旋表面存在大沟和小沟
小沟
大沟
（二） DNA二级结构的多样性
• 三种DNA构型的比较
螺距 旋向 (nm) 每圈碱 基数 螺旋直径 （nm） 骨架 走行
存在条件
A型 右手 B型 右手
2.3 3.54
11 10.5
2.5 2.4
平滑 平滑
体外脱水 生理条件
（二）碱基
碱基(base)是含氮的杂环化合物。
腺嘌呤
嘌呤 碱基 嘧啶 鸟嘌呤 存在于DNA和RNA中
胞嘧啶
尿嘧啶 胸腺嘧啶 仅存在于RNA中 仅存在于DNA中
NH2
嘌呤(purine，Pu)
N 7 8 9 NH
N
N
NH
5 4
6 3 N
1N 2
腺嘌呤(adenine, A)
O N
N
NH
NH
鸟嘌呤(guanine, G)
(二) 原核生物DNA的环状超螺旋结构
原核生物DNA多为环状，以负超螺旋的形 式存在，平均每200碱基就有一个超螺旋形成。
DNA超螺旋结构的电镜图象
(三) DNA在真核生物细胞核内的组装
真核生物染色体由DNA和蛋白质构成
基本单位是核小体
DNA染色质呈现出的串珠样结构。 染色质的基本单位是核小体(nucleosome)。