生物化学(第三版)第十二章 核酸通论 核算的结构课后习题详细解答_ 复习重点.pdfVIP

第十二章核酸通论

提要

1868年Miescher发现DNA。Altmann继续Miescher的研究，于1889年建立从动物组织和酵母

细胞制备不含蛋白质的核酸的方法。RNA的研究开始于19世纪末，Hammars于1894年证明酵母核酸

中的糖是戊糖。核酸中的碱基大部分是由Kossel等所鉴定。Levene对核酸的化学结构以及核酸中

糖的鉴定作出了重要贡献，但是他的“四核苷酸假说”是错误的，在相当长的时间内阻碍了核酸的

研究。

理论研究的重大发展往往首先从技术上的突破开始。20世纪40年代新的核酸研究技术证明DNA

和RNA都是细胞重要组成成分，并且是特异的大分子。其时，Chargaff等揭示了DNA的碱基配对规

律。最初是Astbury，随后Franklin和Wilkins用X射线衍射法研究DNA分子结构，得到清晰衍射

图。Watson和Crick在此基础上于1953年提出DNA双螺旋结构模型，说明了基因结构、信息和功

能三者之间的关系，奠定了分子生物学基础。DNA双螺旋结构模型得到广泛的实验支持。Crick于

1958年提出了“中心法则”。DNA研究的成功带动了RNA研究出现一个新的高潮。20世纪60年代Holley

测定了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸序列；Nirenberg等被破译了遗传密码；阐明了3类DNA参与蛋白

质生物合成的过程。

在DNA重组技术带动下生物技术获得迅猛发展。将DNA充足技术用于改造生物机体的性状特征、

改造基因、改造物种，统称之为基因工程或遗传工程。与此同时出现了各种生物工程。技术革命改

变了分子生物学的面貌，并推动了生物技术产业的兴起。在此背景下，RNA研究出现了第二个高潮，

发现了一系列新的功能RNA，冲击了传统的观点。

人类基因组计划是生物学有史以来最伟大的科学工程。这一计划准备用15年时间（1990-2005

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年），投资30亿美元，完成人类单倍体基因组DNA3×10bp全部序列的测定。它首先在美国启动，

并得到国际科学界的高度重视，英国、日本、法国、德国和中国科学家先后加入了这项国际合作计

划。由于测序技术的改进，人类基因组计划被大大提前完成，生命科学进入了后基因时代，研究重

点已从测序转向对基因组功能的研究。功能基因组学需要从基因产物的结构研究入手，因此产生了

结构基因组学。为研究蛋白质组和DNA组，产生了蛋白质组学和RNA组学。生物化学与分子生物学

已成为自然科学中最活跃，发展最快的学科之一。

DNA是主要的遗传物质，分布在原核细胞的核区，真核细胞的核核细胞器以及许多病毒中也含

DNA。DNA通常是双链分子。原核细胞的染色体DNA、质粒DNA、真核细胞的细胞器DNA以及某些病

毒DNA都是环状双链分子。真核细胞染色体DNA以及某些病毒DNA是线型双链分子。病毒DNA还有

环状单链和线型单链的分子。细胞RNA通常都是线型单链分子，单病毒RNA有双链、单链、环状、

线型多种形式。

生物机体通过DNA复制而将遗传信息由亲代传递给子代；通过RNA转录和翻译而使遗传信息在

子代得以表达。DNA具有基因的所有属性，基因也就是DNA的一个片段。基因的功能最终需由蛋白

质来执行，RNA控制着蛋白质的合成。参与蛋白质合成的DNA有三类：rRNA器装配和催化作用；tRNA

携带氨基酸并识别密码子；mRNA携带DNA的遗传信息并作为蛋白质合成的模板。除参与蛋白质合成

外，RNA还有多种功能，几乎涉及细胞功能的所有方面，归根结底与遗传信息的表达和表达调控有

关。

习题

1.核酸是如何被发现的？为什么早期核酸研究的进展比蛋白质研究缓慢？

答：1868年瑞士青年科学家F.Mescher由脓细胞分离得到细胞核，并从中提取出一种含磷量很

高的酸性化合物，称为核素。

核酸中的碱基大部分由Kossel等所鉴定。1910年因其在核酸化学研究中的成就授予他诺贝尔