❶ 核酸具有哪些物理化學特性,光譜學和熱力學特性
核酸具有哪些物理化學特性,光譜學和熱力學特性
化學性質
①酸效應:在強酸和高溫,核酸完全水解為鹼基,核糖或脫氧核糖和磷酸.在濃度略稀的的無機酸中,最易水解的化學鍵被選擇性的斷裂,一般為連接嘌呤和核糖的糖苷鍵,從而產生脫嘌呤核酸.
②鹼效應1. DNA:當PH值超出生理范圍(pH7~8)時,對DNA結構將產生更為微妙的影響.鹼效應使鹼基的互變異構態發生變化.這種變化影響到特定鹼基間的氫鍵作用,結果導致DNA雙鏈的解離,稱為DNA的變性2.RNA:PH較高時,同樣的變性發生在RNA的螺旋區域中,但通常被RNA的鹼性水解所掩蓋.這是因為RNA存在的2`-OH參與到對磷酸脂鍵中磷酸分子的分子內攻擊,從而導致RNA的斷裂.
③化學變性:一些化學物質能夠使DNA/RNA在中性PH下變性.由堆積的疏水剪輯形成的核酸二級結構在能量上的穩定性被削弱,則核酸變性.
❷ 核酸具有哪些共同的理化性質核酸的變性受哪些因素的影響
第二章 核 酸
一、知識要點
核酸分兩大類:DNA和RNA。所有生物細胞都含有這兩類核酸。但病毒不同,DNA病毒只含有DNA,RNA病毒只含RNA。
核酸的基本結構單位是核苷酸。核苷酸由一個含氮鹼基(嘌呤或嘧啶),一個戊糖(核糖或脫氧核糖)和一個或幾個磷酸組成。核酸是一種多聚核苷酸,核苷酸靠磷酸二酯鍵彼此連接在一起。核酸中還有少量的稀有鹼基。RNA中的核苷酸殘基含有核糖,其嘧啶鹼基一般是尿嘧啶和胞嘧啶,而DNA中其核苷酸含有2′-脫氧核糖,其嘧啶鹼基一般是胸腺嘧啶和胞嘧啶。在RNA和DNA中所含的嘌呤基本上都是鳥嘌呤和腺嘌呤。核苷酸在細胞內有許多重要功能:它們用於合成核酸以攜帶遺傳信息;它們還是細胞中主要的化學能載體;是許多種酶的輔因子的結構成分,而且有些(如cAMP、cGMP)還是細胞的第二信使。
DNA的空間結構模型是在1953年由Watson和Crick兩個人提出的。建立DNA空間結構模型的依據主要有兩方面:一是由Chargaff發現的DNA中鹼基的等價性,提示A=T、G≡C間鹼基互補的可能性;二是DNA纖維的X-射線衍射分析資料,提示了雙螺旋結構的可能性。DNA是由兩條反向直線型多核苷酸組成的雙螺旋分子。單鏈多核苷酸中兩個核苷酸之間的唯一連鍵是3′,5′-磷酸二酯鍵。按Watson-Crick模型,DNA的結構特點有:兩條反相平行的多核苷酸鏈圍繞同一中心軸互繞;鹼基位於結構的內側,而親水的糖磷酸主鏈位於螺旋的外側,通過磷酸二酯鍵相連,形成核酸的骨架;鹼基平面與軸垂直,糖環平面則與軸平行。兩條鏈皆為右手螺旋;雙螺旋的直徑為2nm,鹼基堆積距離為0.34nm,兩核酸之間的夾角是36°,每對螺旋由10對鹼基組成;鹼基按A=T,G≡C配對互補,彼此以氫鍵相連系。維持DNA結構穩定的力量主要是鹼基堆積力;雙螺旋結構表面有兩條螺形凹溝,一大一小。
DNA能夠以幾種不同的結構形式存在。從B型DNA轉變而來的兩種結構A型和Z型結構巳在結晶研究中得到證實。在順序相同的情況下A型螺旋較B型更短,具有稍大的直徑。DNA中的一些特殊順序能引起DNA彎曲。帶有同一條鏈自身互補的顛倒重復能形成發卡或十字架結構,以鏡影排列的多嘧啶序列可以通過分子內折疊形成三股螺旋,被稱為H -DNA的三鏈螺旋結構。由於它存在於基因調控區,因而有重要的生物學意義。
不同類型的RNA分子可自身回折形成發卡、局部雙螺旋區,形成二級結構,並折疊產生三級結構,RNA與蛋白質復合物則是四級結構。tRNA的二級結構為三葉草形,三級結構為倒L形。mRNA則是把遺傳信息從DNA轉移到核糖體以進行蛋白質合成的載體。
核酸的糖苷鍵和磷酸二酯鍵可被酸、鹼和酶水解,產生鹼基、核苷、核苷酸和寡核苷酸。酸水解時,糖苷鍵比磷酸酯鍵易於水解;嘌呤鹼的糖苷鍵比嘧啶鹼的糖苷鍵易於水解;嘌呤鹼與脫氧核糖的糖苷鍵最不穩定。RNA易被稀鹼水解,產生2』-和3』-核苷酸,DNA對鹼比較穩定。細胞內有各種核酸酶可以分解核酸。其中限制性內切酶是基因工程的重要工具酶。
核酸的鹼基和磷酸基均能解離,因此核酸具有酸鹼性。鹼基雜環中的氮具有結合和釋放質子的能力。核苷和核苷酸的鹼基與游離鹼基的解離性質相近,它們是兼性離子。
核酸的鹼基具有共軛雙鍵,因而有紫外吸收的性質。各種鹼基、核苷和核苷酸的吸收光譜略有區別。核酸的紫外吸收峰在260nm附近,可用於測定核酸。根據260nm與280nm的吸收光度(A260)可判斷核酸純度。
變性作用是指核酸雙螺旋結構被破壞,雙鏈解開,但共價鍵並未斷裂。引起變性的因素很多,升高溫度、過酸、過鹼、純水以及加入變性劑等都能造成核酸變性。核酸變性時,物理化學性質將發生改變,表現出增色效應。熱變性一半時的溫度稱為熔點或變性溫度,以Tm來表示。DNA的G+C含量影響Tm值。由於G≡C比A=T鹼基對更穩定,因此富含G≡C的DNA比富含A=T的DNA具有更高的熔解溫度。根據經驗公式xG+C =(Tm - 69.3)× 2.44可以由DNA的Tm值計算G+C含量,或由G+C含量計算Tm值。
變性DNA在適當條件下可以復性,物化性質得到恢復,具有減色效應。用不同來源的DNA進行退火,可得到雜交分子。也可以由DNA鏈與互補RNA鏈得到雜交分子。雜交的程度依賴於序列同源性。分子雜交是用於研究和分離特殊基因和RNA的重要分子生物學技術。
染色體中的DNA分子是細胞內最大的大分子。許多較小的DNA分子,如病毒DNA、質粒DNA、線粒體DNA和葉綠體[]NA也存在於細胞中。許多DNA分子,特別是細菌的染色體DNA和線粒體、葉綠體DNA是環形的。病毒和染色體DNA有一個共同的特點,就是它們比包裝它們的病毒顆粒和細胞器要長得多,真核細胞所含的DNA要比細菌細胞多得多。
真核細胞染色質組織的基本單位是核小體,它由DNA和8個組蛋白分子構成的蛋白質核心顆粒組成。其中H2A,H2B,H3,H4各占兩個分子,有一段DNA(約146bp)圍繞著組蛋白核心形成左手性的線圈型超螺旋。細菌染色體也被高度折疊,壓縮成擬核結構,但它們比真核細胞染色體更富動態和不規則,這反映了原核生物細胞周期短和極活躍的細胞代謝。
❸ 組成核酸的鹼基有哪幾種有何主要理化性質
核酸可以分為兩個大
第一類,DNA,也叫做脫氧核糖核酸,組成它的鹼基,有四種,分別是腺嘌呤、胞嘧啶、鳥嘌呤、胸腺嘧啶
第二類,Rna,也叫做核糖核苷酸,組成它的鹼基有四種,分別是腺嘌呤、胞嘧啶、鳥嘌呤、尿嘧啶
理化性質:這兩種都有一個共性,就是遵循鹼基互補配對原則,腺嘌呤和胸腺嘧啶配對,或者和尿嘧啶配對鳥嘌呤和胸腺嘧啶配對
❹ 核酸的有什麼特性
由許多核苷酸聚合而成的生物大分子化合物,為生命的最基本物質之一。
根據化學組成不同,核酸可分為核糖核酸,簡稱RNA和脫氧核糖核酸,簡稱DNA。DNA是儲存、復制和傳遞遺傳信息的主要物質基礎,RNA在蛋白質合成過程中起著重要作用,其中轉移核糖核酸,簡稱tRNA,起著攜帶和轉移活化氨基酸的作用;信使核糖核酸,簡稱mRNA,是合成蛋白質的模板;核糖體的核糖核酸,簡稱rRNA,是細胞合成蛋白質的主要場所。核酸不僅是基本的遺傳物質,而且在蛋白質的生物合成上也占重要位置,因而在生長、遺傳、變異等一系列重大生命現象中起決定性的作用。
❺ 核酸具有哪些物理化學特性、光譜學和熱力學特性
(1)化學性質
①酸效應:在強酸和高溫,核酸完全水解為鹼基,核糖或脫氧核糖和磷酸。在濃度略稀的的無機酸中,最易水解的化學鍵被選擇性的斷裂,一般為連接嘌呤和核糖的糖苷鍵,從而產生脫嘌呤核酸。
②鹼效應1. DNA:當PH值超出生理范圍(pH7~8)時,對DNA結構將產生更為微妙的影響。鹼效應使鹼基的互變異構態發生變化。這種變化影響到特定鹼基間的氫鍵作用,結果導致DNA雙鏈的解離,稱為DNA的變性2.RNA:PH較高時,同樣的變性發生在RNA的螺旋區域中,但通常被RNA的鹼性水解所掩蓋。這是因為RNA存在的2`-OH參與到對磷酸脂鍵中磷酸分子的分子內攻擊,從而導致RNA的斷裂。
③化學變性:一些化學物質能夠使DNA/RNA在中性PH下變性。由堆積的疏水剪輯形成的核酸二級結構在能量上的穩定性被削弱,則核酸變性。
(2)物理性質
①黏性:DNA的高軸比等性質使得其水溶液具有高黏性,很長的DNA分子又易於被機械力或超聲波損傷,同時黏度下降。
② 浮力密度:可根據DNA的密度對其進行純化和分析。在高濃度分子質量的鹽溶液(CsCl)中,DNA具有與溶液大致相同的密度,將溶液高速離心,則CsCl趨於沉降於底部,從而建立密度梯度,而DNA最終沉降於其浮力密度相應的位置,形成狹帶,這種技術成為平衡密度梯度離心或等密度梯度離心。
③穩定性:核酸的結構相當穩定,其主要原因有1、鹼基對間的氫鍵2、鹼基的堆積作用3、環境中的陽離子。
(3)光譜學性質
①減色性:dsDNA相對於ssDNA是減色的,而ssDNA相對於dsDNA是增色的。
② DNA純度:A260/A280。
(4)熱力學性質
①熱變性:dsDNA與RNA的熱力學表現不同,隨著溫度的升高RNA中雙鏈部分的鹼基堆積會逐漸地減少,其吸光性值也逐漸地,不規則地增大。較短的鹼基配對區域具有更高的熱力學活性,因而與較長的區域相比變性快。而dsDNA熱變性是一個協同過程。分子末端以及內部更為活躍的富含A-T的區域的變性將會使其赴京的螺旋變得不穩定,從而導致整個分子結構在解鏈溫度下共同變性。
② 復性:DNA的熱變性可通過冷卻溶液的方法復原。不同核酸鏈之間的互補部分的復性稱為雜交。
❻ 什麼是核酸
核酸是由許多核苷酸聚合成的生物大分子化合物,為生命的最基本物質之一。核酸廣泛存在於所有動植物細胞、微生物體內,生物體內的核酸常與蛋白質結合形成核蛋白。
不同的核酸,其化學組成、核苷酸排列順序等不同。根據化學組成不同,核酸可分為核糖核酸(簡稱RNA)和脫氧核糖核酸(簡稱DNA)。DNA是儲存、復制和傳遞遺傳信息的主要物質基礎。
RNA在蛋白質合成過程中起著重要作用——其中轉運核糖核酸,簡稱tRNA,起著攜帶和轉移活化氨基酸的作用;信使核糖核酸,簡稱mRNA,是合成蛋白質的模板;核糖體的核糖核酸,簡稱rRNA,是細胞合成蛋白質的主要場所。
(6)核酸的化學性質都有哪些擴展閱讀:
一、核酸的組成
核酸是生物體內的高分子化合物。它包括脫氧核糖核酸(deoxyribonucleicacid,DNA)和核糖核酸(ribonucleicacid,RNA)兩大類。
核酸完全水解產生嘌呤和嘧啶等鹼性物質、戊糖(核糖或脫氧核糖)和磷酸的混合物。核酸部分水解則產生核酸和核苷酸。每個核苷分子含一分子鹼基和一分子戊糖,一分子核苷酸部分水解後除產生核苷外,還有一分子磷酸。
二、核酸的應用
核酸在實踐應用方面有極重要的作用,現已發現近2000種遺傳性疾病都和DNA結構有關。如人類鐮刀形紅血細胞貧血症是由於患者的血紅蛋白分子中一個氨基酸的遺傳密碼發生了改變,白化病患者則是DNA分子上缺乏產生促黑色素生成的酪氨酸酶的基因所致。
腫瘤的發生、病毒的感染、射線對機體的作用等都與核酸有關。70年代以來興起的遺傳工程,使人們可用人工方法改組DNA,從而有可能創造出新型的生物品種。如應用遺傳工程方法已能使大腸桿菌產生胰島素、干擾素等珍貴的生化葯物。
❼ 核酸是什麼
核酸是另一種重要的生命物質,它的發現比蛋白質要晚30年。1869年,瑞士年輕的科學家米歇爾用胃蛋白酶水解從外科綳帶上取得的膿細胞,發現這種酶不能分解細胞核,核縮小了一點,可是仍保持完整。經過化驗分析,米歇爾發現,細胞核主要是由一種含磷的物質構成的,它的性質完全不像蛋白質。他把這種物質叫做「核質」,不久又有人發現「核質」呈酸性,故名「核酸」。在20世紀50年代中期,生物化學家們發現,核酸的分子量大到600萬,可見,核酸的分子確實和蛋白質一樣大,甚至更大一些。
德國化學家福爾根用染色法發現核酸在細胞里的位置:DNA位於細胞核里,特別是在染色體里;動物和植物的細胞里有DNA,但不同種的細胞含量不同,核酸是更本質的生命物質,遺傳學證實了這一點。我們還知道,只含核酸的病毒能感染寄生細胞,並產生完整的包括核酸和蛋白質的子代病毒。近年來發現的一種微小生命體灰病毒是僅僅由數百個核苷酸組成的核酸分子。可見,核酸的研究對生命現象的研究,具有根本性的重要意義。
核酸是由更簡單的核苷酸組成,核酸能分解成含有一個嘌呤(或一個密啶)、一個核糖(或一個脫氧核糖)和一個磷酸的核苷酸。
核苷酸主要由四種不同的鹼基組成。鹼基是含氮的雜環化合物嘌呤的衍物,因呈鹼性,故稱鹼基。核苷酸中的咸基次為「腺嘌呤」、「鳥嘌呤」、「胞嘧啶」和「胸腺嘧啶」。
核苷酸所含的糖,不是六碳糖,而是五碳糖,稱為核糖。在核酸中由於所含五碳糖的性質不同,形成兩種不同的核酸。酵母核酸含有「核糖」,稱「核糖核酸」(RNA);胸腺核酸里的糖很類似,糖只有一個原子,所以稱為「脫氧核糖酸」(DNA)。
到20世紀40年代,生物化學家們發現,染色體里的蛋白質和RNA的數量可以完全不同,可是DNA的數量則總是不變,這表明DNA和基因有密切的關系。現代生物學家證明,DNA起基因的作用,是遺傳物質。1967年狄諾發現馬鈴薯紡錘狀莖病毒,是只有核酸而沒有蛋白質的類病毒後,又接連發現7種只有核酸而沒有蛋白質的類病毒,這就證明生命是以核酸的形式存在著。
隨著對RNA和DNA的分子結構與功能的研究,分子生物學的誕生,遺傳密碼的發現,基因工程的建立,對生命奧秘的探索越來越深入,把人類、動物、微生物、病毒(非細胞生物)在核酸分子的水平上統一起來了。
但是,可能核酸也不是產生病毒效應所必不可少的。1967年,發現羊的蹭癢病是由比毒還小的顆粒引起的。這種小顆類沒有核酸,卻能通過改變細胞基因的作用而形成。這就吸引一些科學為更深入地探索生命奧秘踏上了新的征途。
❽ 什麼是核酸的組成分類、性質和功能
核酸
核酸是生物體內的高分子化合物。它包括脫氧核糖核酸(deoxyribonucleicacid,DNA)和核糖核酸(ribonucleicacid,RNA)兩大類。DNA和RNA都是由一個一個核苷酸頭尾相連而形成的。RNA平均長度大約為2000個核苷酸,而人的DNA卻是很長的,約有3×個核苷酸。而單個核苷酸又是由含氮有機鹼(稱鹼基)、戊糖(即五碳糖)和磷酸三部分構成的。核苷酸是核酸分子的結構單元。核酸分子中的磷酸酯鍵是在戊糖C-3』和C-5』所連的羥基上形成的,故構成核酸的核苷酸可視為3』—核苷酸或5』—核苷酸。DNA分子是含有A、G、C、T四種鹼基的脫氧核苷酸鏈;RNA分子則是含A、G、C、U四種鹼基的核苷酸鏈。當然核酸分子中的核苷酸都以細胞形式存在,但在細胞內有多種游離的核苷酸,其中包括一磷酸核苷、二磷核苷和三磷酸核苷。DNA主要集中分布於細胞核中,RNA廣泛分布於細胞質中。
DNA的鹼基主要是由胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)加上腺嘧啶(A)和鳥嘧啶(G)構成;RNA的鹼基除以尿嘧啶(U)代替T之外,其餘均與DNA相同。DNA是雙螺旋結構,就像一座螺旋形的樓梯。樓梯的兩側扶手是2條多核苷酸鏈上的核糖與磷酸根結合形成的骨架,樓梯的踏板就是2條多核苷酸鏈上相互配對的鹼基:如果一側扶手上的鹼基是A,另一側扶手上的鹼基就一定是T;同樣,G永遠與C配對,鹼基對之間靠氫鍵連接,這就是鹼基配對規律。由於A和G為雙環狀化合物,分子大一些,T和C為單環狀化合物,分子小一些,使A=T和G=C的長度相等,因此,雙螺旋結構的直徑是一致的,也就是說,樓梯的寬度是一樣的。
DNA的雙螺旋結構很適合它靠自身「復制」將遺傳信息傳給下一代(子代)。復制時,雙螺旋結構先解鏈,變成2條單鏈,再分別以這兩條單鏈為模板,靠鹼基配對原則分別形成2條互補的配對鏈,即產生2個子代的雙螺旋結構。每個子代的雙螺旋結構中都含有親代的一股鏈,因此也稱作「半保留復制」,是生物物種穩定性和延續性的保證。
DNA核酸具有以下化學性質:①酸效應。在強酸和高溫下,核酸完全水解為鹼基,核糖或脫氧核糖和磷酸。在濃度略稀的無機酸中,最易水解的化學鍵被選擇性地斷裂,一般為連接嘌呤和核糖的糖苷鍵,從而產生脫嘌呤核酸。②鹼效應。DNA:當pH值超出生理范圍(pH值7~8)時,對DNA結構將產生更為微妙的影響。鹼效應使鹼基的互變異構態發生變化。這種變化影響到特定鹼基間的氫鍵作用,結果導致DNA雙鏈的解離,稱為DNA的變性。RNA:pH值較高時,同樣的變性發生在RNA的螺旋區域中,但通常被RNA的鹼性水解所掩蓋。這是因為RNA存在的2`-OH參與到對磷酸酯鍵中磷酸分子的分子內攻擊,從而導致RNA的斷裂。③化學變性。一些化學物質能夠使DNA/RNA在中性pH值下變性。由堆積的疏水剪輯形成的核酸二級結構在能量上的穩定性被削弱,則核酸變性。
核酸最早是由米歇爾於1868年在膿細胞中發現和分離出來。核酸廣泛存在於所有動物細胞、植物細胞和微生物內,生物體內核酸常與蛋白質結合形成核蛋白。不同的核酸,其化學組成、核苷酸排列順序等不同。其中DNA是儲存、復制和傳遞遺傳信息的主要物質基礎;RNA在蛋白質的合成過程中起著重要作用;其中轉移核糖核酸,簡稱tRNA,起著攜帶和轉移活化氨基酸的作用;信使核糖核酸,簡稱mRNA,是合成蛋白質的模板;核糖體的核糖核酸,簡稱rRNA,是細胞合成蛋白質的主要場所。核酸不僅是基本的遺傳物質,而且在蛋白質的生物合成上也占重要位置,因而在生長、遺傳、變異等一系列重大生命現象中起決定性的作用。 一般人都知道,生命是蛋白質存在的形式,蛋白質是生命的基礎。在發現核酸前,這句話是對的,但當核酸被發現後,應該說最本質的生命物質是核酸,或是把上述的這句話更正為蛋白體是生命的基礎。按照現代生物學的觀點,蛋白體是包括核酸和蛋白質的生物大分子。
然而,多少年來,人們在一味追求蛋白質、維生素、微量元素等營養時,卻把最重要的角色 ——核酸忘卻了,這不能不說是人類生命史上的一大遺憾。核酸在生命中為什麼比蛋白質更重要呢?因為生命的重要性是能自我復制,而核酸就能夠自我復制。蛋白質的復制是根據核酸所發出的指令,使氨基酸根據其指定的種類進行合成,然後再按指定的順序排列成所需要復制的蛋白質。世界上各種有生命的物質都含有蛋白體,蛋白體中有核酸和蛋白質,至今還沒有發現有蛋白質而沒有核酸的生命。但在有生命的病毒研究中,卻發現病毒以核酸為主體,蛋白質和脂肪以及脂蛋白等只不過充作其外殼,作為與外界環境的界限而已,當它鑽入寄生細胞繁殖子代時,把外殼留在細胞外,只有核酸進入細胞內,並使細胞在核酸控制下為其合成子代的病毒。這種現象,美國科學家比喻為人和汽車的關 系。即把核酸比為人,蛋白質比作汽車,入駕駛汽車到處跑。外表上看,人車一體是有生命運動的東西,而真正的生命是人,汽車只是由人製造的載人的外殼。近來科學家還發現了一種類病毒,是能繁殖子代的有生命物體,其中只有核酸而沒蛋白質,可見核酸是真正的生命物質。
因此,我國1996年出版的《人體生理學》改變了舊教科書中只提蛋白質是生命基礎的缺陷,明確提出:「蛋白質和核酸是一切生命活動的物質基礎。」
沒有核酸,就沒有蛋白,也就沒有生命。
然而遺憾的是,從目前的分析來看,人類無法從食物中直接攝取核酸。人體細胞內的核酸都是自己合成的。服用核酸對人體而言根本毫無營養價值,相反,有研究發現,過度攝入核酸會造成腎結石等疾病。
核酸在實踐應用方面有極重要的作用,現已發現近2000種遺傳性疾病都和DNA結構有關。如人類鐮刀形紅血細胞貧血症是由於患者的血紅蛋白分子中1個氨基酸的遺傳密碼發生了改變,白化病者則是DNA分子上缺乏產生促黑色素生成的酷氨酸酶的基因所致。腫瘤的發生、病毒的感染、射線對機體的作用等都與核酸有關。20世紀70年代以來興起的遺傳工程,使人們可用人工方法改組DNA,從而有可能創造出新型的生物品種。如應用遺傳工程方法已能使大腸桿菌產生胰島素、干擾素等珍貴的生化葯物。
❾ 核酸到底是什麼
核酸(nucleic acid) 核苷酸單體聚合而成的生物大分子,是生物細胞最基本和最重要的成分。一般認為,生物進化即始於核酸,因為在所有生命物質中只有核酸能夠自我復制。今天已知核酸是生物遺傳信息的貯藏所和傳遞者。一種生物的藍圖就編碼在其核酸分子中。核酸是1869年米歇爾(F.Miescher)在膿液的白細胞中發現的。他當時稱之為核素。阿爾特曼(R.Altmann)於1889年認識其酸性後,定名為核酸。
分類和功能 核酸分為核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)兩大類。這兩類核酸有某些共同的結構特點,但生物功能不同。DNA貯存遺傳信息,在細胞分裂過程中復制,使每個子細胞接受與母細胞結構和信息含量相同的DNA;RNA主要在蛋白質合成中起作用,負責將DNA的遺傳信息轉變成特定蛋白質的氨基酸序列。
組分和結構 核酸的基本結構單元是核苷酸。核苷酸含有含氮鹼基、戊糖和磷酸3種組分。鹼基與戊糖構成核苷,核苷的磷酸酯為核苷酸。DNA和RNA中的戊糖不同,RNA中的戊糖是D-核糖;DNA不含核糖而含D-2-脫氧核糖(核糖中2位碳原子上的羥基為氫所取代)。核酸就是根據其中戊糖種類來分類的,DNA和RNA的鹼基也有所不同。
核酸鏈的每個核苷酸單元的5′磷酸基與其一側毗鄰核苷酸的3′羥基相連,其3′羥基又與另一側毗鄰核苷酸的5′磷酸基相連。這樣,許許多多的核苷酸彼此就用3′、5′磷酸二酯鍵連在一起,構成沒有分支的多核苷酸長鏈。鏈中的戊糖和磷酸相間排列且不斷重復,構成核酸的主鏈,鹼基可以看成連接在主鏈上的側鏈。代表核酸特性的是核苷酸的序列,實際上就是鹼基序列。所以鹼基序列又稱核酸的一級結構。核酸的多核苷酸鏈是有方向性的,其一端為5′端(有或無磷酸基),另一端為3′端(有或無磷酸基)。書寫核酸的一級結構時,習慣上從左到右,從5′到3′,鹼基間的小橫也可省略。
可用快速方法測定核酸的鹼基序列。已有不少核酸的一級結構已確定。大的如煙草葉綠體DNA含155844個鹼基對,小的如tRNA分子,平均含70多個核苷酸殘基。核酸的多核苷酸鏈盤曲折疊成特定的空間結構。對DNA和tRNA的空間結構了解得較多。雙鏈DNA在溶液中的結構基本符合著名的雙螺旋模型。
性質和測定 核酸的分子量為幾萬到幾百萬或更多。可因高溫、極端pH及某些化學試劑的影響發生變性。核酸中的鹼基雜環結構在260納米波長區域內吸收紫外光,故可用紫外吸收值的變化定性或定量測定核酸。也可利用戊糖的顏色反應或磷酸含量來測定核酸。
❿ 核酸的化學成分是什麼
核酸是生物體內的高分子化合物,包括DNA和RNA兩大類.
一、元素組成
組成核酸的元素有C、H、O、N、P等,與蛋白質比較,其組成上有兩個特點:一是核酸一般不含元素S,二是核酸中P元素的含量較多並且恆定,約佔9~10%.因此,核酸定量測定的經典方法,是以測定P含量來代表核酸量.
二、化學組成與基本單位
核酸經水解可得到很多核苷酸,因此核苷酸是核酸的基本單位.核酸就是由很多單核苷酸聚合形成的多聚核苷酸.核苷酸可被水解產生核苷和磷酸,核苷還可再進一步水解,產生戊糖和含氮鹼基(圖15-1).
核苷酸中的鹼基均為含氮雜環化合物,它們分別屬於嘌呤衍生物和嘧啶衍生物.核苷酸中的嘌呤鹼(purine)主要是鳥嘌呤(guanine,G)和腺嘌呤(adenine,A),嘧啶鹼(pyrimidine)主要是胞嘧啶(cytosine,C)、尿嘧啶(uracil,U)和胸腺嘧啶(thymine,T).DNA和RNA都含有鳥嘌呤(G)、腺嘌呤(A)和胞嘧啶(C);胸腺嘧啶(T)一般而言只存在於DNA中,不存在於RNA中;而尿嘧啶(U)只存在於RNA中,不存在於DNA中.它們的化學結構請參見圖示.
核酸中五種鹼基中的酮基和氨基,均位於鹼基環中氮原子的鄰位,可以發生酮式一烯醇式或氨基亞氨基之間的結構互變.這種互變異構在基因的突變和生物的進化中具有重要作用.
有些核酸中還含有修飾鹼基(modified component),(或稀有鹼基,unusual com ponent),這些鹼基大多是在上述嘌呤或嘧啶鹼的不同部位甲基化(methylation)或進行其它的化學修飾而形成的衍生物.一般這些鹼基在核酸中的含量稀少,在各種類型核酸中的分布也不均一.DNA中的修飾鹼基主要見於噬菌體DNA,如5-甲基胞嘧啶(m5C),5-羥甲基胞嘧啶hm5C;RNA中以tRNA含修飾鹼基最多,如1-甲基腺嘌呤(m1A),2,2一二甲基鳥嘌呤(m22G)和5,6-二氫尿嘧啶(DHU)等.