核酸与核苷酸的化学组成

时间：2021-01-06 08:55 | 栏目：第2节 DNA的结构 | 点击：次

组成核酸的元素有C、H、O、N、P。与蛋白质比较，核酸在组成上主要有两个特点：核酸一般不含有S元素；核酸中P含量较多并且恒定，占9%〜10%。通常情况下通过测定P含量来代表核酸的量。核酸经水解可得到很多核苷酸(nucleotide),核甘酸是核酸的基本单位。核酸就是由很多单核苷酸聚合形成的多聚核苷酸。核苷酸可被水解产生核苷(nucleoside)和磷酸(phosphate),核苷还可再进一步水解，产生戊糖和含氮碱基，戊糖包括核糖(ribose)和脱氧核糖(deoxyribose)两类。

1.碱基

核苷酸中的碱基(表3-5)都是含氮的杂环化合物，它们分别属于嘌呤衍生物和嘧啶衍生物。核苷酸中的嘌呤碱基(purine)主要是鸟嘌呤(guanine,G)和腺嘌呤(adenine,A),嘧啶碱基(pyrimidine)主要是胞嘧啶(cytosine,C)、尿嘧啶(uracil,U)和胸腺嘧啶(thymine,T)。DNA和RNA都含有鸟嘌呤（G）、腺嘌呤（A）和胞嘧啶（C）；胸腺嘧啶（T）一般而言只存在于DNA中，不存在于RNA中；而尿嘧啶（U）只存在于RNA中，不存在于DNA中。

2.核苷

戊糖和嘌呤碱基或嘧啶碱基以糖苷键连接起来称为核苷。RNA中的核苷以核糖作为糖基组成，称为核糖核苷。DNA中的糖基为脱氧核糖，因而称为脱氧核糖核苷。DNA中有腺嘌呤脱氧核苷、鸟嘌呤脱氧核苷、胸腺嘧啶脱氧核苷和胞嘧啶脱氧核苷。在各种核苷中，都是糖基的第1位碳原子（C-1 ）通过碱基的N原子连接到碱基上（图3-3 ）。若碱基是嘧啶，则所结合的是碱基的第1位氮原子（N-1）；若碱基是嘌呤，则所结合的是碱基的第9位氮原子（N-9）。

3.核苷酸

核苷中戊糖羟基与磷酸以磷酸酯键连接的形式连接在一起成为核苷酸。生物体内的核苷酸大多数是核糖或脱氧核糖的C-5上的羟基被磷酸酯化，形成单磷酸核苷。单磷酸核苷进一步被磷酸化，生成二磷酸核苷和三磷酸核苷。以核糖核苷酸为例，除AMP外，还有二磷酸腺苷（adenosine diphosphate, ADP ）和三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP ）两种形式。

核苷酸的二磷酸酯和三磷酸酯多为与核苷酸有关的代谢中间产物或者酶活性和代谢的调节物质，也是生理储能和提供能量的重要形式。

DNA的一级结构：DNA的一级结构是指4种核苷酸(dAMP、dCMP、dGMP、dTMP )按照一定的排列顺序，通过磷酸二酯键连接形成的多核苷酸，由于核苷酸之间的差异仅仅是碱基顺序的不同，又可称为碱基顺序。

核苷酸之间的连接方式：一个核苷酸的5’位磷酸与下一个核苷酸的3'-0H形成3’,5’-磷酸二酯键，构成不分支的线性大分子。其中磷酸基和戊糖基构成DNA链的骨架，可变部分是碱基排列顺序。核酸是有方向性的分子，通常将DNA的羟基(—OH)末端称为3’端，而磷酸基团的末端称为5'端。这两个末端并不相同，生物学特性也有差异。

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