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第三章 核酸化学 第一节 核酸的种类 一、脱氧核糖核酸（DNA） 生物体主要的遗传物质，通过复制将遗传信息由亲代传给子代。 1、线型双链DNA(linear double –stranded DNA) 2、环状双链分子(circular double-stranded DNA); A、真核细胞器 (线粒体和叶绿体)DNA B、原核生物染色体DNA C、质粒DNA （质粒：是染色体外能够进行自主复制的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌细胞中染色体以外的DNA分子 ） D、病毒（多瘤病毒、杆状病毒、嗜肝DNA病毒） 3、线型单链DNA（linear single-stranded DNA) 二核糖核酸（RNA） 分布于:细胞质(90%)和细胞核(10%)中;单链分子;负责DNA遗传信息的翻译和表达，分子量要比DNA小得多。但RNA在细胞中的含量比DNA高。 RNA的类别 原核和真核细胞中都含有三种主要RNA： 1、mRNA (信使RNA) 约占总RNA的5%。 功能：将DNA的遗传信息传递到核糖核蛋白体。 2、tRNA (转移RNA) 约占总RNA的10-15%。 将相应的氨基酸转运到核糖核蛋白体上。 3、rRNA (核糖体RNA) 约占全部RNA的80%， 核糖核蛋白体的主要组成部分：结合mRNA和tRNA。 真核细胞中还含有其它的RNA： hnRNA（核不均RNA）—mRNA的前体物 SnRNA（核小RNA）—参与RNA的加工 一、DNA和RNA的基本化学组成 ? DNA RNA 碱基base 嘌呤碱 Purine 腺嘌呤（adenine, A) 鸟嘌呤（guanine, G） A G 嘧啶 Pyrimidine 胞嘧啶 (cytosine, C) 胸腺嘧啶(thymine, T) C 尿嘧啶(uracil, U) 戊糖（Pentose) D-2-脱氧核糖 D-核糖 酸 磷酸 磷酸 1、碱基 碱基都具有芳香环的结构特征。 嘌呤环和嘧啶环均呈平面或接近于平面的结构。 碱基的芳香环与环外基团可以发生酮式—烯醇式或胺式—亚胺式互变异构。 DNA所含的糖为β-D-2-脱氧核糖；RNA所含的糖则为β-D-核糖。 二、核苷 核糖与碱基通过C，N-糖苷键连接由核糖或脱氧核糖的C1` β-羟基与嘧啶碱N1或嘌呤碱N9进行缩合，形成β, C- N-糖苷键。 三、核苷酸 核酸的分子结构 p482 DNA的分子结构DNA的一级结构就是指DNA分子中脱氧核糖核苷酸的排列顺序及连接方式。 DNA分子主要由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP所组成。 () DNA的二级结构 1、DNA碱基组成的Chargaff规则.所有DNA中,[A] = [T],[G] ( [C], 且A+G=C+T Ⅱ. DNA的碱基组成具有种的特异性，即不同种的DNA碱基组成不一样 Ⅲ. 对同一生物物种，DNA的碱基组成没有组织和器官的特异性 Ⅳ. DNA的碱基组成不随年龄、营养状况及环境的改变而改变 2、DNA双螺旋结构1953年，J. Watson和F. Crick 根据DNA结晶的X-衍射图谱和分子模型，提出了著名的DNA双螺旋结构模型，并对模型的生物学意义作出了科学的解释和预测。 1）DNA分子由两条 DNA单链组成;两条链沿着同一根轴平行盘绕，形成右手双螺旋结构。螺旋中的两条链方向相反，即其中一条链的方向为5′→3′，而另一条链的方向为3′→5′ （2）碱基位于螺旋内侧，磷酸和脱氧核糖基主链位于螺旋外侧。有二条螺形凹沟：大沟（major groove),宽度1.2nm,深度0.85nm; 小沟（minor),宽度0 .6nm深度0.75nm。 （3）螺旋横截面的直径约为2 nm，每条链相邻两个碱基平面之间的距离为0.34 nm； 每10个核苷酸形成一个螺旋，螺矩（即螺旋旋转一圈）高度为3.4 nm。 4）两条DNA链依靠链间的碱基对所形成的氢键(碱基堆积力)。 5) 碱基的配对规律：碱基互补 在DNA分子中，嘌呤碱基的总数与嘧啶碱基的总数相等。 3、DNA双螺旋结构的多样性4、DNA的三股螺旋（tripkex） DNAH-DNA，是双螺旋DNA分子中一条链的某一节段，通过链的折叠与同一分子中DNA结合而形成。其中一条链只有嘌呤AG，另一条链只有嘧啶CT，H-DNA可在转录水平上阻止基因的转录。 （三）DNA三级螺旋和超螺旋电话线超螺旋结构是DNA分子高级结构的主要形式，可分为正超螺旋与负超螺旋两类，超螺旋方向与双螺旋方向相反，为负超螺旋即左旋，是主要的超螺旋结构。 DNA超螺旋结构形成的意义 2）推动DNA结构的转化以满足功能上的需要。如负超螺旋分子所受张力会引起互补链分开导致局部