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。

＊核酸的分类及分布：

      脱氧核糖核酸（DNA）：存在于细胞核和线粒体。携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型。

      核糖核酸（RNA）：存在于细胞质、细胞核、线粒体。参与遗传信息的复制与表达，某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。 

＊核酸的元素组成：C、H、O、N、P

一、核酸的基本组成单位——核苷酸

  核酸水解产生核苷酸，核苷酸完全水解可释放出等量的碱基、戊糖和磷酸。因此核苷酸是由碱基、戊糖和磷酸3种成分连接而成。

1. 碱基——含氮的杂环化合物

     ① 嘌呤： 腺嘌呤（A）                                    鸟嘌呤（G） 

                       

                 

② 嘧啶： 胞嘧啶（C）                           尿嘧啶（U）                            胸腺嘧啶（T）

                                            

（注：T只存在于DNA中，U只存在于RNA中。）

某些核酸中还含有一些不常见的稀有碱基，如黄嘌呤、次黄嘌呤、二氢尿嘧啶、甲基胞嘧啶等，主要存在于RNA中。

2. 戊糖

        D-核糖存在于RNA中，D-2-脱氧核糖则存在于DNA中。

3. 核苷的形成

碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。糖苷键是由戊糖的C-1＇的羟基和嘧啶的N-1或嘌呤的N-9的氢脱水缩合而成。

① 核苷：AR、GR、 UR、CR

② 脱氧核苷：dAR、dGR、dTR、dCR

4. 核苷酸的形成

核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。

① 核苷酸：AMP、 GMP、 UMP、CMP

② 脱氧核苷酸：dAMP、 dGMP、dTMP、dCMP       

 

小结：            DNA和RNA化学组成的比较

                             

	DNA	RNA
磷  酸	磷酸	磷酸
戊  糖	D-2-脱氧核糖	D-核糖
碱  基	A、G、C、T	A、G、C、U
核苷酸	dAMP、dGMP、dCMP、dTMP	AMP、GMP、CMP、UMP

5. 重要的游离核苷酸及其衍生物

① 多磷酸核苷酸：NMP、NDP、NTP

      A-R-P~P~P （~表示高能键）

② 环化核苷酸：如cAMP，cGMP—第二信使

③ 含核苷酸的生物活性物质：

       尼克酰胺腺嘌呤核苷二磷酸（NAD⁺，CoⅠ）

       尼克酰胺腺嘌呤核苷二磷酸磷酸（NADP⁺，CoⅡ）

二、核酸中核苷酸的链接方式

连接键：3’,5’-磷酸二酯键（由前一个核苷酸的3’羟基与后一个核苷酸的5’磷酸基脱水形成的化学键）。

核苷酸之间以3’,5’-磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，即核酸。

三、核酸的一级结构

1．定义

构成核酸的核苷酸或脱氧核苷酸从5’到3’末端的排列顺序，也称为碱基序列。

2．方向性：5¢ → 3¢

3．书写方式：可只用碱基序列表示核酸序列。

注：在没有注明的情况下，默认左边为5’末端，右边为3’末端。

4．单位：用碱基数目或碱基对（bp）表示。

简单复习本知识点的内容：

1. DNA和RNA分子组成的相同点与不同点？

2.核苷酸由哪几部分组成？

3.什么是核酸的一级结构，维系键。

一、DNA的二级结构

1. 研究背景

1.1 Chargaff规则

① [A] = [T]、[G] = [C]；

② 不同种属的生物碱基组成不同；

③ 同一个体的不同器官、不同组织的DNA碱基组成相同。

1.2 碱基的理化数据分析

A-T、G-C以氢键配对较合理，A、T间两个氢键，G、C间三个氢键。

1.3 X-射线衍射图谱分析

表明DNA是螺旋性分子，并且以双链形式存在。

1953年，Watson、Crick发现了DNA双螺旋结构。

2. DNA双螺旋结构模型要点

① 两条反向平行的多核苷酸链，以右手螺旋方式围绕同一中心轴盘绕；

② 脱氧核糖-磷酸位于螺旋外侧，碱基位于螺旋内侧。碱基平面垂直于中心轴，螺旋表面形成大沟和小沟；

③ 螺旋的直径为2.37nm，相邻碱基平面距离为0.34nm，一圈含10.5对碱基，螺距为3.54nm；

④ 碱基通过氢键配对，A-T间2个氢键，G-C间3个氢键。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。

3. DNA双螺旋结构的多样性

改变溶液的离子强度和相对湿度，双螺旋结构会发生改变：

B型-DNA：最常见，最稳定的类型，右手螺旋

A型-DNA：右手螺旋

Z型-DNA： 左手螺旋

简单复习本知识点的内容：

1. DNA双螺旋结构要点？

DNA的高级结构

    DNA双螺旋进一步盘绕形成超螺旋结构。若盘绕方向与DNA双螺旋方向相同，则为正超螺旋；若相反，则是负超螺旋。

1. 原核生物

    环状DNA分子，以负超螺旋形式存在。

2. 真核生物

线性DNA分子，电镜下呈现出串珠样结构。

2.1基本单位

染色质的基本单位是核小体。

2.2 核小体的组成

DNA和组蛋白（H1、H2A、H2B、H3、H4）

由组蛋白H2A、H2B、H3、H4各两分子组成八聚体，外面缠绕1.7个圈的DNA双螺旋结构，H1位于核小体的连接处—串珠样结构。

2.3折叠过程

双螺旋DNA（145bp）+组蛋白八聚体 → 核心颗粒 → 串珠样结构（压缩6倍）→ 30nm螺线管（压缩40倍）→ 300nm襻 → 染色体（压缩约10000倍）

三、DNA的功能

基因遗传、基因表达

1. 基因

是指DNA分子中的功能性片段，能编码有功能的蛋白质或合成RNA所必需的完整序列。

2. 基因组

包含所有编码RNA和蛋白质的序列及所有的非编码序列，即生物体全部基因序列。

简单复习本知识点的内容：

1. 染色体的基本单位是什么，如何组成的？

2.简述DNA的功能。

 RNA的种类、分布、功能：

   核蛋白体RNA（rRNA）：组成核糖体；

信使RNA（mRNA）：蛋白质合成模板；

转运RNA（tRNA）：转运氨基酸；

核内不均一RNA（hnRNA）：成熟mRNA的前体。

一、信使RNA

1. 前体：hnRNA

2. 真核生物mRNA结构特点

5´末端的帽子结构：7-甲基鸟苷（m7GpppN）

3´末端的尾巴结构：多聚腺苷酸(polyA)，或称为多聚A尾

＊帽子结构和多聚A尾的功能：

    ① 协助mRNA从核内向胞质的转位；

    ② 维持mRNA的稳定性，防止被酶水解；

    ③ 参与翻译起始的调控。

3. 功能

依照自身的碱基顺序指导蛋白质氨基酸序列的合成。

二、转运RNA

1. tRNA一级结构

    含稀有碱基最多；   3´末端为-CCA；

5´末端大多为G；    分子量最小。

2. tRNA二级结构——三叶草型

   “四环一臂”：氨基酸臂、DHU环、反密码环、额外环、TψC环

3. tRNA三级结构——倒“L”型

关键部位：氨基酸臂、反密码环

4. 功能

破译遗传密码；活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。

三、核蛋白体RNA

1. 结构特点：多茎环结构

2. 功能

    参与组成核蛋白体的大、小亚基，作为蛋白质生物合成的场所。

3. 种类

原核生物：5S rRNA、23S rRNA、16S rRNA

真核生物：5S rRNA、28S rRNA、5.8S rRNA、18S rRNA

四、其他RNA

    ＊核酶(ribozyme)：

   某些小RNA分子具有催化特定RNA降解的活性，这种具有催化作用的小RNA被称为核酶或催化性RNA。

简单复习本知识点的内容：

1. mRNA、tRNA、rRNA的结构特点及功能