圣才电子书 www.100xuexi.com 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 第4章 核酸化学
4.1 复习笔记
一、核酸的类别、分布和组成 1．类别
核酸分核糖核酸RNA与脱氧核糖核酸DNA。RNA中又分mRNA、tRNA和rRNA三种，此外还有许多其他种类的RNA。
2．分布
DNA主要存在于细胞核的染色质（chromatin）中，线粒体和叶绿体中也有。90%的RNA存在于细胞质中，10%存在于细胞核中，rRNA主要存在于核糖体内。
DNA和RNA核糖和嘧啶是有区别的。它们的组分区别如表4-1所示。
表4-1 RNA与DNA组分上的区别
项目 核糖 碱基 嘌呤 核糖核酸（RNA） D-核糖 脱氧核糖核酸（DNA） D-2-脱氧核糖 嘧啶 尿嘧啶（Ura）、胞嘧啶（Cyt） 胸腺嘧啶（Thy）、胞嘧啶（Cyt） 腺嘌呤（Ade）、鸟嘌呤（Gua） 磷酸 基团
3．组成
（1）核糖及脱氧核糖
表4-2 RNA与DNA的组成与鉴定
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RNA DNA 圣才电子书 www.100xuexi.com 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 鉴定反应 D-核糖与浓HCl和甲基间苯二酚混合后，加热呈绿色 D-2-脱氧核糖与酸和二苯胺一同加热呈蓝色 核酸种类 核糖 D核糖（β构型） D-2-脱氧核糖（β构型） （2）嘌呤碱
嘌呤碱为核酸中的嘌呤类物质，主要为腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G）两种，次黄嘌呤、黄嘌呤与尿酸是腺嘌呤的代谢产物。
（3）嘧啶碱
嘧啶碱为核酸中的嘧啶类物质，核酸中存在的嘧啶碱有胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）及胸腺嘧啶（T）3种。DNA含胸腺嘧啶，RNA含尿嘧啶。
二、核苷与核苷酸
用核酸酶水解核酸可得到核苷酸，核苷酸经核苷酸酶水解又产生核苷和磷酸。核苷酸为核酸的组成单位，核苷和磷酸是组成核苷酸的基本物质。
图4-1 核酸、核苷酸的化学组成
1．核苷
核苷是由嘧啶和嘌呤与核糖或脱氧核糖相连组成的，嘌呤核苷是第9位氮与核糖或脱氧核糖第1′位碳相连，嘧啶核苷则由嘧啶第1位氮与糖第1′位碳相连。天然的核酸中只有5′- 2 / 108
圣才电子书 www.100xuexi.com 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 核糖磷酸。
表4-3 核苷的类别
核糖核苷 腺苷 鸟苷 胞苷 尿苷* 代号 A G C U 脱氧核苷 脱氧腺苷 脱氧鸟苷 脱氧胞苷 脱氧胸苷 代号 dA dG dC dT，T
2．核苷酸
核苷酸是核苷的磷酸酯，由嘌呤碱或嘧啶碱、核糖或脱氧核糖和磷酸所组成。含核糖的核苷酸称核（糖核）苷酸，含脱氧核糖的核苷酸称脱氧核（糖核）苷酸。
表4-4 核苷酸的类别
核（糖核）苷酸 腺苷（一磷）酸 鸟苷（一磷）酸 胞苷（一磷）酸 尿苷（一磷）酸 代号 AMP GMP CMP UMP 脱氧核（糖核）苷酸 脱氧腺苷酸 脱氧鸟苷酸 脱氧胞苷酸 脱氧胸苷酸 代号 dAMP dGMP dCMP dTMP （1）核苷酸的结构
核苷酸分子中糖基与磷酸基的连接方式为核糖基的第2′、3′和5′碳位上的自由羟基，分别与磷酸连接可生成3种核糖-磷酸酯异构体。
此外还有环式结构如环腺苷酸（cAMP）和环鸟苷酸（cGMP）。 （2）核苷酸的性质 ①一般物理性质
核苷酸为无色粉末或结晶，易溶于水，不溶于有机溶剂，具有旋光性，在酸性溶液中不稳定，在中性及碱性溶液中很稳定。
②互变异构现象
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圣才电子书 www.100xuexi.com 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 凡碱基上有酮基的核苷酸都有酮式和烯醇式的互变异构现象。酮式和烯醇式两种互变异构体常同时存在，并处于一定的平衡状态。在体内核酸结构中酮式占优势，这对于核酸分子中氢键的形成是很重要的。
③紫外吸收
由于嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键，所以碱基、核苷及核苷酸在260nm附近有最大吸收峰。
④核苷酸的两性解离和等电点
核苷酸分子既含磷酸基，又含碱基，是两性电解质，有等电点。 （3）核苷酸重要的衍生物
①ATP类的高能磷酸化合物：核苷二磷酸和核苷三磷酸。
②辅酶核苷酸：如尿苷-5′-二磷酸葡糖（UDPG）在代谢中作为辅酶以供给葡萄糖；烟酰胺核苷酸、黄素腺嘌呤二核苷酸和辅酶A等都参加氧化还原和其他代谢。
③核苷多磷酸和寡核苷多磷酸类化合物。
三、DNA的结构 1．DNA的一级结构
DNA的一级结构是指DNA分子中核苷酸之间的连接方式和核苷酸的序列。 （1）DNA分子中核苷酸之间的连接方式
核苷酸的连接方式是由一个核苷酸脱氧核糖第5′的磷酸与另一核苷酸脱氧核糖第3′位的-OH相连成3′，5′-磷酸二酯键，没有支链。核苷酸链碱基的顺序是5′→3′。
（2）与DNA结构研究有关的工具酶 与DNA研究有关的工具酶如表4-5所示。
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圣才电子书 www.100xuexi.com 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 表4-5 与DNA研究有关的工具酶
工具酶 Dnase I Dnase II 碱基专一性 无 无 作用后产物 以5′-磷酸为末端的寡聚核苷酸 以3′-磷酸为末端的寡聚核苷酸 在特定的位点进行切割形成末端为单链的互补顺序的黏性末端和在同一部位切割后形成平整末端 5′-核苷酸 3′-核苷酸 反应特点 反应环境需镁离子，最适pH7～8 需0.3 mol/L钠离子激活，被镁离子抑制，反应最适pH4～5 体内经甲基化修饰的DNA不被作用 从3′-羟基端开始逐个切开5′-核苷酸与相邻核苷酸之间的酯键，DNA和RNA均能切割 从5′-羟基端开始逐个切开3′-核苷酸与相邻核苷酸之间的酯键，DNA和RNA均被切割 限制酶 蛇毒磷酸二酯酶 牛脾磷酸二酯酶 有 无 无 （3）DNA分子中核苷酸的序列 ①化学断裂法
化学断裂法利用一种多核苷酸激酶在被测DNA样品的5′端羟基上标记32P，然后根据碱基所在位置分为G、G＋A、T＋C和C 4组，采用不同专一性试剂修饰碱基，使每组样品在其特定碱基位断裂，即得长度不同的核苷酸片段。
②链终止法
链终止法又称双脱氧法或酶法，是用2′,3′-双脱氧核苷三磷酸（2′,3′-ddNTP）为核苷酸链合成的抑制剂，根据DNA复制原理制备各种核苷酸片段。从互补链的核苷酸序列，即可推知被测核酸的核苷酸序列。
③DNA测序的新方法
DNA杂交法（sequencing by hybridization，SBH）、MALDI-TOF质谱法、扫描隧道显微镜（scanning tunneling microscope，STM）和原子力显微镜（atomic force microscope，AFM）。
2．DNA的二级结构——双螺旋结构
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陈钧辉《普通生物化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-第4~5章【圣才出品】
