【生物化学】核酸的结构与功能

核酸的分子组成：基本组成单位是核苷酸，而核苷酸则由碱基、戊糖和磷酸三种成分连接而成。

两类核酸：

脱氧核糖核酸（DNA），存在于细胞核和线粒体内。

核糖核酸（RNA），存在于细胞质和细胞核内。

1.碱基

DNA:ATCG

RNA:AUCG

嘌呤和嘧啶环中均含有共轭双键，因此对波长260nm左右的紫外光有较强吸收，这一重要的理化性质被用于对核酸、核苷酸、核苷及碱基进行定性定量分析。

２.戊糖

DNA分子的核苷酸的　糖是β-D-2-脱氧核糖，RNA中为β-D-核糖。

３.磷酸：生物体内多数核苷酸的磷酸基团位于核糖的第五位碳原子上。

核酸的一级结构

核苷酸在核酸链上的排列顺序为核酸的一级结构，核苷酸之间通过3′，5′磷酸二酯键连接。

DNA的二级结构

DNA的双螺旋结构

①DNA两条链反向平行，形成右手螺旋结构

②磷酸核糖链在螺旋外部，碱基在螺旋内部

③螺旋形成大小沟，相间排列

④碱基平面与螺旋中心轴垂直A=T,G≡C配对，每10个碱基对，螺旋上升一圈，螺距为3.4nm，氢键维持双螺旋横向稳定性，碱基堆积力维持双螺旋的纵向稳定性。（助记：01234，01即10，10个碱基一周，直径2nm，螺距3.4）

DNA的三级结构

DNA超螺旋

a.负超螺旋：顺时针右手螺旋的DNA双螺旋

b.正超螺旋：反方向围绕它的轴扭转而成

DNA在真核细胞内的组装：

①核小体：是染色质丝的最基本单位

②核小体的组成：组蛋白、DNA

③核小体由核心颗粒、连接区DNA两部分组成：核心颗粒包括组蛋白H2A、H2B、H3、H4各两分子构成的致密八聚体以及缠绕其上的7/4圈的DNA链

RNA

（1）mRNA（半衰期最短）

①mRNA结构特点：从5’末端3’末端的结构依次是5’帽子结构、5’末端非编码区、决定多肽氨基酸序列的编码区、3’末端非编码区和多聚腺苷酸尾巴。帽子和多聚尾A的功能：mRNA核内向胞质的转化、mRNA的稳定性维系、翻译起始的调控

②mRNA功能：从DNA转录遗传信息，是蛋白质合成的模板 把核内DNA的碱基顺序，按照碱基互补的原则，抄录并转送至胞质，作为蛋白质合成的直接模板。

（2）tRNA

tRNA一级结构特点

①含10%—20%稀有碱基

②3’末端为—CCA—OH

③反密码子环

④二级结构特点：三叶草结构

⑤三级结构特点：倒L形

tRNA功能：运输氨基酸的载体

（3）rRNA

含量最多，参与组成核蛋白体，作为提供蛋白质合成的场所

DNA变性

某些理化因素作用下，碱基对间的氢键被打断，DNA双链解开成两条单链的过程

增色效应：变性后DNA溶液的紫外吸收作用增强的效应

Tm（溶解温度）

核酸加热变性过程中50%DNA变性时的温度称为该核酸的解链温度，又称Tm。