第三章核酸的结构和功能 核酸( nucleic acid)是重要的生物大分子,它的构件分子是核苷酸( nucleotide),天然 存在的核酸可分为脱氧核糖核酸( deoxyribonucleic acid,DNA)和核糖核酸( ribonucleic acid, RNA)两类。DNA贮存细胞所有的遗传信息,是物种保持进化和世代繁衍的物质基础。RNA 中参与蛋白质合成的有三类:转移RNA( transfer rna,tRNA),核糖体RNA( ribosomal rna rRNA)和信使RNA( messenger RNA,mRNA)。20世纪末,发现许多新的具有特殊功能的 RNA,几乎涉及细胞功能的各个方面。 第一节核苷酸 核苷酸可分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两类,核糖核苷酸是RNA的构件分子,而 脱氧核糖核苷酸是DNA构件分子。细胞内还有各种游离的核苷酸和核苷酸衍生物,它们具 有重要的生理功能。核苷酸由核苷( nucleoside)和磷酸组成。而核苷则由碱基(base)和 戊糖构成(图3-1) 碱基 构成核苷酸中的碱基是含氮杂环化合物,有嘧啶( pyrimidine)和嘌呤( purine)两 类。核酸中嘌呤碱主要是腺嘌呤和鸟嘌呤,嘧啶碱主要是胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶。DNA 和RNA中均含有腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶,而尿嘧啶主要存在于RNA中,胸腺嘧啶主要存 在于DNA中。在某些tRNA分子中也有胸腺嘧啶,少数几种噬菌体的DNA含尿嘧啶而不是胸 腺嘧啶。这五种碱基受介质pH的影响出现酮式、烯醇式互变异构体 在DNA和RNA中,尤其是tRNA中还有一些含量甚少的碱基,称为稀有碱基 rare bases) 稀有碱基种类很多,大多数是甲基化碱基。tRNA中含稀有碱基高达10% 戊糖 核酸中有两种戊糖DNA中为D-2-脱氧核糖(D-2- deoxyribose),RNA中则为D-核糖 (D- ribose)(图3-5)。在核苷酸中,为了与碱基中的碳原子编号相区别核糖或脱氧核糖中 碳原子标以￠-1’,C-2等。脱氧核糖与核糖两者的差别只在于脱氧核糖中与2'位碳原子连结 的不是羟基而是氢,这一差别使DNA在化学上比RNA稳定得多。 核苷 核苷是戊糖与碱基之间以糖苷键( glycosidic bond)相连接而成。戊糖中C-1'与嘧啶碱 的N-1或者与嘌吟碱的N9相连接,戊糖与碱基间的连接键是N-C键,一般称为N-糖苷键 (图3-6)。第三章 核酸的结构和功能 核酸（nucleic acid）是重要的生物大分子，它的构件分子是核苷酸（nucleotide），天然 存在的核酸可分为脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）和核糖核酸（ribonucleic acid， RNA）两类。DNA 贮存细胞所有的遗传信息，是物种保持进化和世代繁衍的物质基础。RNA 中参与蛋白质合成的有三类：转移 RNA（transfer RNA，tRNA），核糖体 RNA（ribosomal RNA， rRNA）和信使 RNA（messenger RNA，mRNA）。20 世纪末，发现许多新的具有特殊功能的 RNA，几乎涉及细胞功能的各个方面。 第一节 核苷酸 核苷酸可分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两类，核糖核苷酸是 RNA 的构件分子，而 脱氧核糖核苷酸是 DNA 构件分子。细胞内还有各种游离的核苷酸和核苷酸衍生物，它们具 有重要的生理功能。核苷酸由核苷（nucleoside）和磷酸组成。而核苷则由碱基（base）和 戊糖构成(图 3-1)。 一、 碱基 构成核苷酸中的碱基是含氮杂环化合物，有嘧啶（pyrimidine）和嘌呤（purine）两 类。核酸中嘌呤碱主要是腺嘌呤和鸟嘌呤，嘧啶碱主要是胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶。DNA 和RNA中均含有腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶，而尿嘧啶主要存在于RNA中，胸腺嘧啶主要存 在于DNA中。在某些tRNA分子中也有胸腺嘧啶，少数几种噬菌体的DNA含尿嘧啶而不是胸 腺嘧啶。这五种碱基受介质pH的影响出现酮式、烯醇式互变异构体。 在DNA和RNA中，尤其是tRNA中还有一些含量甚少的碱基，称为稀有碱基（rare bases） 稀有碱基种类很多，大多数是甲基化碱基。tRNA 中含稀有碱基高达 10%。 二、 戊糖 核酸中有两种戊糖 DNA 中为 D-2-脱氧核糖（D-2-deoxyribose），RNA 中则为 D-核糖 （D-ribose）（图 3-5）。在核苷酸中，为了与碱基中的碳原子编号相区别核糖或脱氧核糖中 碳原子标以 C-1’，C-2’等。脱氧核糖与核糖两者的差别只在于脱氧核糖中与 2’位碳原子连结 的不是羟基而是氢，这一差别使 DNA 在化学上比 RNA 稳定得多。 三、 核苷 核苷是戊糖与碱基之间以糖苷键（glycosidic bond）相连接而成。戊糖中 C-1’与嘧啶碱 的 N-1 或者与嘌吟碱的 N9 相连接，戊糖与碱基间的连接键是 N-C 键，一般称为 N-糖苷键 （图 3-6）