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词条 核酸
类别 中文百科知识
释义

核酸hesuan

一类生物高分子化合物,存在于一切生物体内,具有储存、复制生物体遗传信息的功能,也是蛋白质合成不可缺少的物质。核酸分为两大类——核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。核糖核酸的相对分子质量为104~106,水解最终产物主要为磷酸、核糖、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶。脱氧核糖核酸的相对分子质量为106~1016,水解的最终产物主要为磷酸、2-脱氧核糖、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶。核酸的单体为核苷酸或脱氧核苷酸,由一分子核糖 (或脱氧核糖) 一分子磷酸和一分子嘌呤碱或嘧啶碱形成。在核酸分子中,主链由核糖 (或脱氧核糖) 与磷酸,通过磷酸二酯键连接。嘌呤碱、嘧啶碱与核糖 (或脱氧核糖) 形成苷,这些碱基的排列顺序就是遗传密码。核酸分子具有复杂的高级结构。核酸常与蛋白质形成核蛋白体复合物。


核酸hesuan

许多核苷酸按一定顺序连接而成的生物高分子。根据其核苷酸结构单元中的糖组分不同,分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两大类。DNA分子巨大,是染色体的主要成分。除细胞分裂时期外,比较稳定。DNA是主要的遗传物质,基因就是有遗传效应的DNA片段。人和动物通过受精卵将亲代的全套基因传给子代。基因功能的表达是以蛋白质的形式体现出来的。生物体的形态主要决定于蛋白质,各种各样的功能也主要由蛋白质来完成。但基因决定蛋白质的结构。细胞有3种主要的RNA,它们都在蛋白质的生物合成中起作用。这3种RNA是:核糖体RNA(rRNA)、转移RNA(tRNA)和信使RNA(mRNA)。蛋白质生物合成在核糖体上进行。rRNA是核糖体的组分,tRNA起转移氨基酸的作用,mRNA是蛋白质合成的模板。DNA和RNA都是没有分支的多核苷酸长链。链中每个核苷酸元件的戊糖的3'-羟基和毗邻核苷酸的戊糖的5'-磷酸相连,构成3',5'-磷酸二酯键,由于磷酸二酯键有方向性,每条线形核酸链都有一个5'末端和一个3'末端。多核苷酸链中核苷酸残基的排列顺序(碱基序列)是核酸的一级结构。核酸线形分子折叠盘绕所构成的三维结构称空间结构或高级结构。空间结构可包括二级结构与三级结构。这些不同层次的结构均与其功能有关。细胞内核酸的磷酸基在生理pH时带负电荷,使整个分子呈酸性。分子中的嘌呤和嘧啶碱基相对不溶于水,具有疏水性。另外,碱基强烈吸收紫外光,使核酸分子也有吸收紫外光的特性,最大吸收峰在260纳米左右。生物体内有各种能水解核苷酸单元间磷酸二酯键的核酸酶。参见“脱氧核糖核酸”和“核糖核酸”条。


图572 DNA和RNA多核苷酸链片段及其缩写式
结构式的上端为5'端,下端为3'端。
缩写式中竖线为戊糖的碳链,P为磷酸,从左到右代表5'→3'。

核酸nucleic acids

以核苷酸为基本结构单位的生物大分子。核酸存在于所有的活细胞中。核酸在生物遗传中具有重大作用。核酸按所含的戊糖分为两类,即脱氧核糖核酸(DNA) 和核糖核酸(RNA)。DNA 是生物遗传信息的主要贮存库,它通过半保留复制将全部信息传给子细胞。又可以通过转录和翻译将一部分遗传信息经信使核糖核酸 (mRNA)传递给蛋白质,从而呈现多种多样的生物学性状。转移核糖核酸(tRNA)和核糖体核糖核酸 (rRNA) 亦在蛋白质的生物合成中起着重要作用。
组分 核苷酸为核酸的基本单位。核苷酸均由一分子芳香碱基、一分子戊糖及1~3分子磷酸基团构成。RNA中核苷酸的戊糖为核糖,其碱基通常为腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)或尿嘧啶(U)。DNA中核苷酸的戊糖为脱氧核糖,其碱基通常为A、G、C或胸腺嘧啶(T)。核糖与碱基以糖苷键连接,核糖与磷酸以酯键相连,未进行磷酸化的核糖-碱基称为核苷,糖分子的2′,3′或5′羟基均可与磷酸分子相连接生成2′,3′或5′核苷酸。
一级结构 DNA和RNA中的单核苷酸以 3′-5′磷酸二酯键相连接。多核苷酸有极性,链的一端戊糖分子有5′-羟基或磷酸基,称5′端,为“首”,因在DNA或RNA中位于大分子的首部; 另一端戊糖分子有3′-羟基或磷酸基,称3′端,为“尾”,因位于 DNA或RNA的尾部。习惯上,多核苷酸的5′端写在左边,低聚核酸可简写如下:
进一步可简写为PAPGPPCPUPC或AGCUC。核糖有2′-羟基,而脱氧核糖则无,因此DNA中磷酸二酯键对碱稳定,而RNA中该键能被碱迅速水解,形成2′和3′单核苷酸混合物。
DNA的二级和三级结构 1953年沃森和克里克(J.Watson and F.Crick)根据DNA的X射线衍射图及化学分析的结果,提出DNA双螺旋结构模型,后经实验证明该模型基本正确。按此模型,DNA分子由双链相互旋转成右手螺旋。两条链上的碱基形成氢键,位于分子中心轴上,由磷酸脱氧核糖形成的骨架则在外侧。双螺旋结构只有两种碱基对,即A-T和G-C,因此双螺旋一条链的碱基顺序可决定另一条链的碱基顺序。DNA分子中两条链是互补的。A-T碱基对有2个H键,G-C有3个H键,G-C含量高的DNA分子更为稳定。一个碱基对的平均分子量约为650。组成双链DNA分子的两条单链,极性相反,碱基平面和中轴垂直,脱氧核糖平面则与碱基平面近于垂直。双螺旋直径约2nm,螺旋一周约10个碱基对,相邻碱基对在中心轴上的距离约0.34nm。同一条链上的两个碱基之间旋转的角度为36°。DNA 双螺旋结构十分稳定,所维持的化学力主要有互补碱基对之间的氢键、由芳香族碱基π电子之间相互作用而引起的碱基堆集力以及磷酸基上的负电荷与介质中的阳离子之间形成的离子键。DNA分子除上述的B型构象外,在相对湿度降低时可转变为A型和C型,螺旋仍为右手螺旋,但螺旋和每匝螺旋的碱基数目等参数均发生相应变化。1979年,里奇(A.Rich)发现某些人工合成的DNA低聚片段呈左手螺旋,即Z-DNA,后来又发现Z-DNA存在于一些病毒和真核细胞中。在双螺旋结构基础上,DNA还可以形成双链环型DNA的超螺旋型和开环型等三级结构(见图)。


DNA双螺旋结构


(a)示意图; (b)DNA双螺旋模型;(c)DNA短片段,示双链的互补碱基对


RNA的类别和tRNA的结构 RNA基本上以单链状态存在,链上有些区段由于碱基互补形成链内氢键而呈局部双链结构,另一些区段不形成碱基对而呈环状。动物,植物和微生物细胞内都含有3种主要的RNA,即mRNA、rRNA和tRNA。mRNA 分子是指令蛋白质合成的DNA碱基顺序(结构基因)的拷贝,其长度由数百核苷酸至数千核苷酸。以RNA作为遗传物质的病毒,其mRNA既可作遗传物质复制的模板,也可作蛋白质合成的模板。rRNA分子为核糖体的构成部分。按沉淀系数分,原核细胞中有5s、16s和23s,真核细胞中有5s、5.8s、18s和28s。5s、16s和23s,其长度分别相当于120、1 700和4 000个核苷酸。tRNA分子为蛋白质合成中活化氨基酸单体的载体,tRNA分子中含70~93个核苷酸。70多种 tRNA分子的顺序测定已完成。第一个被测定碱基顺序的tRNA 分子为酵母丙氨酰tRNA,由霍利 (R. Hol-ley)工作7年后于1965年完成。该分子为76个核苷酸构成的单链。所有的tRNA分子都含有很多稀有碱基(7~15个/分子),稀有碱基通常由A、U、C和G经甲基化或二甲基化酶促修饰而成,其作用可能是阻止某些具有其他功能的碱基间形成氢键。另外,甲基化可使tRNA分子的某些区域疏水化,以便使之易与合成酶和核糖体蛋白质相互反应。tRNA的5′端是被磷酸化的,5′端残基通常是PG。tRNA 3′端的碱基顺序为CCA。活化的氨基酸结合于末端腺苷的3′-羟基。tRNA中半数核苷酸可进行碱基配对形成双螺旋。分子中5个区域的碱基不能配对,即3′CCA末端区、TψC环(含核糖胸腺嘧啶—拟尿嘧啶—胞嘧啶)、额外环 (残基数目可变化)、DHU环(含n个二氢尿嘧啶残基)和反密码子环。mRNA的二级结构更复杂,有些呈花环状。近年对酵母的苯丙氨酰tRNA进行X—射线结晶学研究,发现其三级结构呈倒L形。1982年初,中国学者人工合成了具有高度生物活性的酵母丙氨酰转移核糖核酸。

核酸Hesuan

一类生物高分子,存在于一切生物体内,具有储存、复制遗传信息与合成蛋白质等生物功能。具有复杂的结构。核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA),核糖核酸的分子量为104—106单体为核苷酸,一分子核苷酸由一分子磷酸、一分子D—核糖及一分子嘌呤碱或嘧啶碱(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶)结合而成。脱氧核糖核酸的分子量为106—1016,单体为脱氧核苷酸,一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子D-2-脱氧核糖及一分子嘌呤碱或嘧啶碱(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶)结合而成。在核酸分子中,嘌呤碱和嘧啶碱按严格的次序排列,组成了遗传密码。

核酸

一种以3’,5’-磷酸二酯键相连接的多核苷酸链,分子量高,由生物细胞所合成。分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。核酸与蛋白质是构成原生质的主要成分。

核酸

高分子化合物的一类,由至少几十个核苷酸通过磷酸二酯键连接而成。它存在于所有动植物细胞、微生物和病毒、噬菌体内,是生命的最基本物质之一,对生物的生长、遗传、变异等现象都起着决定性作用。根据所含的成分不同,核酸可分为核糖核酸和脱氧核糖核酸两类。习惯上常根据来源而命名,如酵母核酸(主要为核糖核酸)、胸腺核酸(主要为脱氧核糖核酸)等。在生物体内,核酸常与蛋白质酶合成核蛋白。不同生物体由于其化学组成、核苷酸排列顺序等差别而各有不同。核酸与遗传、肿瘤的发生、病毒的感染、射线对机体的作用等都有重要关系。

核酸nucleic acid

由核苷酸通过3′,5′-磷酸二酯键连接而成的一类生物大分子。首先从细胞核中提取得到,含磷而呈酸性,故名。按其所含戊糖不同分为脱氧核糖核酸(缩写符号为DNA)和核糖核酸(缩写符号为RNA)两大类。存在于一切生物中,起着贮存和传递遗传信息以及指导蛋白质生物合成的作用。是生物化学、分子生物学和分子遗传学等生命科学重点研究的对象之一。

核酸

由核苷酸组成的生物大分子。高分子化合物的一类。生命的基础物质之一。对生物的生长、遗传、变异等起着重要的决定作用。由几十到几万个核苷酸通过磷酸酯键连接而成。存在于细胞核和细胞质中,可以人工合成。1869年由J.F.米舍尔发现。根据所含的戊糖分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)2类。核苷酸由1分子芳香碱基、1分子戊糖及1~3分子磷酸基团构成。核糖核酸(RNA)按功能和性质分为信使RNA(mRNA)、转移RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)3种。人体正常新陈代谢每天至少需要2~2.5 g核酸,一般从饮食中可摄取到0.5~1 g,其缺额需从外源性核酸补充。

核酸

生物体的基本组成物质之一。从高等的动物,植物到简单的病毒都含有核酸。核酸对生物的个体发育、生长、繁殖、遗传和变异等现象都起着重要的决定作用。核酸分为两大类,一类是核糖核酸,简称RNA,另一类是脱氧核糖核酸,简称DNA。这两类核酸在生物细胞内一般都是与蛋白质相结合,以核蛋白质的形式存在。
DNA与RNA都是由核苷酸相连接的大分子物质。核苷酸由糖、磷酸和碱基构成。DNA的碱基是腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)、RNA的碱基与DNA不同的是:没有胸腺嘧啶(T),而有尿嘧啶(U)。构成DNA的糖分子是脱氧核糖,构成RNA的糖分子是核糖。DNA分子是两条链平行的结构,并扭曲呈螺旋形。RNA分子是单链结构。DNA和RNA的多样性在于它们碱基顺序的多样性。DNA作为遗传物质不仅可以复制自己,而且在蛋白质合成中决定着蛋白质合成的“方案”。RNA又可分为信息RNA (mRNA)、转运RNA (tRNA)和核糖体RNA (rRNA),mRNA可以记录DNA的遗传信息,作为蛋白质合成的直接模板;tRNA能够识别密码,携带氨基酸进入正确的位点,rRNA是蛋白质合成的“工厂”,在此把氨基酸按照一定顺序结合成蛋白质。核酸在生命过程中与蛋白质关系非常密切,不可分割,二者是生命活动的物质基础。

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更新时间:2025/9/28 14:49:51