核酸
核酸
核酸()是一种通常位于细胞内的大型生物分子,主要负责生物体遗传信息的携带和传递。核酸有两大类,分别是脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
核酸的单体结构为核苷酸。每一个核苷酸分子由三部分组成:一个五碳糖、一个含氮碱基和一个或多个磷酸基团。如果其五碳糖是去氧核糖则为去氧核糖核苷酸,此单体之聚合物是DNA。如果其五碳糖是核糖则为核糖核苷酸,此单体之聚合物是RNA。
核酸是最重要的生物大分子(其余为胺基酸/蛋白质,糖类/碳水化合物和脂质/脂肪)。它们大量存在于所有生物,功能有编码、传递和表达遗传信息。换句话说,遗传讯息通过核酸序列被传递。DNA分子含有生物物种的所有遗传信息,为双链分子,其中大多数是链状结构大分子,也有少部分呈环状结构,分子量一般都很大。RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和表达,为单链分子,分子量要比DNA小得多。
核酸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,对生物的成长、遗传、变异等现象起着重要的决定作用。
研究历史.
核酸实验研究构成了现代生物学和医学研究的重要组成部分,形成了基因组和法医学,以及生物技术和制药行业的基础。
核酸类型.
核酸可以分为脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA),以及人工合成的核酸类似物。
脱氧核糖核酸.
脱氧核糖核酸(DNA)是由脱氧核糖核苷酸构成的一种核酸。其主要负责生物体遗传信息的携带。组成DNA的碱基有四种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)与胞嘧啶(C)。DNA主要为双链构成的双螺旋结构,但病毒中也有单链DNA。利用体外分子进化技术,也可合成出类似核酶的脱氧核酶。
核糖核酸.
核糖核酸(RNA)由核糖核苷酸构成,其功能包括遗传信息的传递与核酶等,而一些病毒使用RNA携带遗传信息。组成RNA的碱基中,尿嘧啶(U)代替了胸腺嘧啶。RNA一般为单链。
核酸类似物.
除此之外,也可以通过人工合成出(Nucleic acid analogues)。如肽核酸、锁核酸、GNA、苏糖核酸等。核酸类似物通过不同的分子骨架而与自然产生的DNA或RNA区分开来。
结构和组成.
组成.
核酸由核苷酸组成,而核苷酸又是由含氮碱基、五碳糖和磷酸基构成。
核苷酸.
核酸的单体结构为核苷酸。每一个核苷酸分子有三部分组成:一个含氮碱基,一个五碳糖和一个或多个磷酸基团。由含氮碱基和五碳糖组成的结构叫做核苷。
碱基.
含氮碱基是两种母体分子嘌呤和嘧啶的衍生物。一般,组成核酸的碱基有五种,分别是:
除了以上五种碱基之外,部分核酸还含有特殊碱基。即稀有碱基。
核苷.
核苷是由含氮碱基和戊糖组成的糖苷。核苷加上一个磷酸基就是核苷酸。
结构.
核酸的结构可分为一级结构、二级结构、三级结构和。
一级结构.
核酸的链上各核苷酸残基的排列顺序被称作核酸的一级结构,即核酸序列。核酸序列在生物学中非常重要,它们不仅能区分核酸,还带有编码所有生物分子、分子装配体、亚细胞的和细胞的结构、器官的信息,和生物体的最终指令。