第一节 核酸概述
第二节 核酸的分子组成 第三节 核酸的分子结构 第四节 核酸的理化性质 第五节 核酸酶(nucleases) 第一节 概 述 核酸(nucleic acid)
以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。 DNA（Deoxyribonucleic acid)脱氧核糖核酸 RNA（Ribonucleic acid) 核糖核酸 一、核酸的发现和研究工作进展
? 1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” ? 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质
? 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 ? 1968年 Nirenberg发现遗传密码
? 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶
? 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 ? 1985年 Mullis发明PCR 技术
? 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) ? 1994年 中国人类基因组计划启动
? 2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架 二、核酸的分类及分布、功能
脱氧核糖核酸：90%以上分布于细胞核，其余分布于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。
携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型(genotype)。
核糖核酸：分布于胞核、胞液。
参与细胞内DNA遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。 第二节 核酸的分子组成 一、元素组成
? 主要元素组成： C、H、O、N、P(9~11%)
与蛋白质比较，核酸一般不含S，而P的含量较为稳定，占9-11%。 二、基本构成单位：核苷酸(nucleotide) 核苷酸由戊糖、磷酸和碱基三部分构成 表 1 两类核酸的基本化学组成 DNA 腺嘌呤（adenine） 鸟嘌呤（guanine） RNA 腺嘌呤（adenine） 鸟嘌呤（guanine） 胞嘧啶（cytosine） 尿嘧啶（uracil） 嘌呤碱 （purine bases） 胞嘧啶（cytosine） 胸腺嘧啶（thymine） 嘧啶碱（pyrimidine bases）
戊糖（pentose） D-2-脱氧(D-2-deoxyribose ) 核糖D-核糖(D-ribose ) 磷酸（phosphoric acid） 酸（acid） 磷酸（phosphoric acid） 糖与碱基之间的C-N键，称为C-N糖苷键。 核糖核苷：AR, GR, UR, CR
脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR 核苷和磷酸以磷酸酯键连接 核苷酸的代号
一般以核苷号加“MP”形成 ，如5′—AMP。常见核苷酸多为5′—核苷酸，通常不写出酯化位置（5′略去）。如5′ —AMP写成AMP。
细胞内的其他核苷酸及核苷酸衍生物 多磷酸核苷酸
ADP、ATP、GDP、GTP等。
ATP的重要生理功能： ① 参与能量代谢。
② 各种三磷酸核苷酸参与DNA 、RAN的生物合成（作原料）；
③ 参与其它合成。如UTP参加糖转化、合成，CTP参与嘌呤、蛋白质的合成； ④ 作辅酶的结构成分。如NAD＋、 NADP＋。
NH2NOO-NNNHHOO-OO-PO-PO-PO-OCH2HHOOHOHAMP 三磷酸腺苷 (ATP)ADP ATP
稀有核苷酸：核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。稀有碱基的种类很多，大部分是上述碱基的甲基化产物。
第三节 核酸的分子结构
一、一级结构（primary structure）
一级结构是指核酸分子中核苷酸的排列顺序及连接方式。核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。
1、核苷酸的连接方式： 3?, 5?磷酸二酯键 2、核酸的基本结构形式：多核苷酸链
? 末端： 5? 端、 3?端
? 多核苷酸链的方向： 5ˊ端→3ˊ端(由左至右) 3、表示方法：结构式、线条式、文字缩写 二、DNA的空间结构
（一）DNA的二级结构（secondary structure）
生物体DNA是由两条走向相反的双链互相盘绕而成的右旋螺旋式结构,这种双螺旋结构就是DAN的二级结构
1、碱基组成规则(Chargaff规则)
? [A]=[T]，[G]=[C]；
[A]+[G]=[T]+[C](嘌呤与嘧啶的总数相等)
DNA双螺旋结构的特点：
DNA分子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链(简称DNA单链)组成;右手双螺旋结构;两
条链方向相反，5′端→3′端;3′端→5′端。
双螺旋结构是DNA二级结构的最基本形式。
嘌呤和嘧啶碱基位于螺旋的内侧，磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧。
螺旋横截面的直径约2nm，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，其螺矩为3.4 nm。
维持两条DNA链相互结合的力是链间碱基对形成的氢键。碱基结合具有严格的配对规律:A与T结合，G与C结合，这种配对关系，称为碱基互补。 A=T，G≡C A+G=T+C
螺旋表面形成大沟(major groove)及小沟(minor groove)，彼此相间排列。小沟较浅；大沟较深，是蛋白质识别DNA碱基序列的基础。
氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。
表面功能区：小沟较浅；大沟较深，是蛋白质识别DNA碱基序列的基础
DNA双螺旋的稳定性：
? DNA双螺旋结构在生理条件下很稳定。
? 维持这种稳定性的因素包括：两条DNA链之间形成的氢键，碱基堆积力。 ? 双螺旋结构内部形成的疏水区，消除了介质中水分子对碱基之间氢键的影响； ? 介质中的阳离子（如Na+、K+和Mg2+）中和了磷酸基团的负电荷，降低了DNA
链之间的排斥力等。
? 改变介质条件和环境温度，将影响双螺旋的稳定性。
第三章核酸化学
