核酸

核酸的分类与功能

• DNA作为遗传物质的载体，负责遗传信息的存储传递和发布。
• RNA 负责遗传信息的表达。
• 所有细胞都同时含有DNA和RNA两种核酸，病毒只含有一种核酸，DNA或RNA。故有DNA病毒、RNA病毒、蛋白质病毒。
• DNA主要存在于细胞核，是染色体的主要成分；原核生物DNA主要存在于拟核中。
• RNA主要存在于细胞质中
  • mRNA：在蛋白质合成中起模板作用。
  • rRNA：是核糖体的组分，是合成蛋白质的场所。
  • tRNA：蛋白质合成中起携带活化氨基酸的作用。

核酸的化学组成

• RNA中的戊糖为β-D-核糖，和少量的β-D-2-0-甲基核糖
• DNA中的戊糖为β-D-2-脱氧核糖

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• 核苷：戊糖与碱基缩合形成糖苷，并以糖苷键连接
• 碱基与糖环平面互相垂直
• 核苷酸：核苷的磷酸酯

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AMP 腺苷一磷酸，检查腺苷酸 A（腺嘌呤）M（Mono- 单一的）P（磷酸基团）

DNA的分子结构

DNA一级结构

• DNA分子的排列顺序

DNA的二级结构

• 1948-1951：Chaegaaff应用紫外分光光度法和纸层析法等技术，对不同来源的DNA进行碱基定量分析，得出A=T、C=G、A+G=C+T
• Wilkins及其同事Franklin用X射线衍射方法获得DNA结构资料
• 用电位滴定法证明DNA的磷酸基可以滴定，而嘌呤和嘧啶的-NH、-CO碱基基团不能滴定，因此它们之间形成氢键
• Norweger，Firberg证实，DNA分子纵轴与戊糖环平行，与碱基平面垂直

双螺旋结构模型

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• DNA分子由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一个“中心轴”构成右手螺旋结构。螺旋表面有一条大沟和一条小沟。小沟位于双螺旋的互补链之间，而大沟位于相毗邻的双股之间。
• 碱基层叠于螺旋内侧，碱基平面与纵轴垂直，碱基之间堆集距离为0.34nm。磷酸和脱氧核糖在外侧，彼此之间通过磷酸二酯键连接。形成DNA的骨架糖环平面与中轴平行。

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• 双螺旋直径2nm；顺轴方向每隔0.34nm有一个核苷酸，两个核苷酸之间的夹角为36°，沿中心轴每旋转一周有10个核苷酸。
• 一条多核苷酸链上的嘌呤碱基与另一条多核苷酸上的嘧啶碱基以氢键相连

维持双螺旋结构稳定性的因素

• 碱基堆积力
• 氢键
• 离子键
• 碱基分子内能

DNA双螺旋构象的多态性

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DNA的三级结构

• 超螺旋结构的形成：正常DNA双螺旋额外的多转或者少转几圈，使每一圈的核苷酸数目大于或者小于10，就会出现双螺旋空间结构的改变
  
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