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二二 核酸的分子组成核酸的分子组成n核酸(核酸(DNADNA和和RNARNA)是一种线性多聚核苷酸,它的是一种线性多聚核苷酸,它的基本结构单元是基本结构单元是核苷酸核苷酸。n核苷酸本身由核苷酸本身由核苷核苷和和磷酸磷酸组成组成,n而核苷则由而核苷则由戊糖戊糖和和碱基碱基形成形成 所以,所以,核酸核酸核苷酸核苷酸磷磷 酸酸核苷核苷戊糖戊糖 碱基碱基1 1核苷酸核苷酸(1 1)组成核酸的碱基)组成核酸的碱基 腺嘌呤腺嘌呤 鸟嘌呤鸟嘌呤 嘌呤嘌呤 Adenine guanine A G9NNNN123465871 1核苷酸核苷酸(1 1)组成核酸的碱基)组成核酸的碱基 尿嘧啶尿嘧啶 胞嘧啶胞嘧啶 胸腺胸腺嘧啶嘧啶 uracil cytosine thymine NN654321嘧啶嘧啶U C TU C TH3CDNADNA的碱基组成的碱基组成:A G C TA G C TRNARNA的碱基组成:的碱基组成:A G C UA G C Un核酸中除了核酸中除了5 5类基本的碱基外,还有一些含量甚类基本的碱基外,还有一些含量甚少的碱基,称为少的碱基,称为稀有碱基。稀有碱基。1 1核苷酸核苷酸组成核酸的组成核酸的稀有碱基稀有碱基NNNNONNNH2OCH3I Im m5 5C Chmhm5 5C CDHUDHU1 1核苷酸核苷酸(2)碱基的结构特征碱基的结构特征n碱碱基基都都具具有有芳芳香香环环的的结结构构特特征征。嘌嘌呤呤环环和和嘧嘧啶啶环环均呈平面或接近于平面的结构。均呈平面或接近于平面的结构。n碱碱基基的的芳芳香香环环与与环环外外基基团团可可以以发发生生酮酮式式烯烯醇醇式式或或胺式胺式亚胺式互变异构。亚胺式互变异构。1 1核苷酸核苷酸(2 2)戊糖)戊糖n组成核酸的戊糖有两种。组成核酸的戊糖有两种。DNADNA所含的戊糖所含的戊糖为为-D-2-D-2-脱氧核糖;脱氧核糖;RNARNA所含的戊糖则所含的戊糖则为为-D-D-核糖。核糖。1 1核苷酸核苷酸(3 3)核苷)核苷 nucleosidenucleosiden核苷由戊糖和碱基缩合而成,嘌呤的核苷由戊糖和碱基缩合而成,嘌呤的N9N9或嘧啶的或嘧啶的N1N1与戊糖与戊糖C-1C-1-OH-OH以以C-NC-N糖苷键相连接糖苷键相连接。dAdANNNNNH2OH HOHOCH2H HHH9 9NONOOHOCH2H HHHOH O HU1假尿苷假尿苷 胸腺嘧啶核糖核苷胸腺嘧啶核糖核苷稀有核苷(稀有核苷(tRNA)1 1核苷酸核苷酸(4 4)核苷酸)核苷酸nucleotidenucleotiden核苷酸是核苷的磷酸酯。作为核苷酸是核苷的磷酸酯。作为DNADNA或或RNARNA结构单元的核苷酸分别是结构单元的核苷酸分别是5-5-磷酸磷酸-脱氧核糖核苷和脱氧核糖核苷和5-5-磷酸磷酸-核糖核苷。核糖核苷。2 2核苷酸的衍生物核苷酸的衍生物nATP是生物体内分布最广和最重要的一种核苷酸衍生物。它的是生物体内分布最广和最重要的一种核苷酸衍生物。它的结构如下:结构如下:(1 1)ATP(ATP(腺嘌呤核糖核苷三磷酸腺嘌呤核糖核苷三磷酸)(2)(2)GTP(GTP(鸟嘌呤核糖核苷三磷酸鸟嘌呤核糖核苷三磷酸)(3 3)环化核苷酸)环化核苷酸cAMP cAMP 和和 cGMPcGMPncAMP(3cAMP(3,5,5-环环腺腺嘌嘌呤呤核核苷苷一一磷磷酸酸)和和 cGMP(cGMP(3 3,5,5-环环鸟鸟嘌嘌呤呤核核苷苷一一磷磷酸酸)的的主主要要功功能能是是作作为为细细胞胞之之间间传传递递信信息息的的信使。信使。ncAMP cAMP 和和 cGMP cGMP 的的环环状状磷磷酯酯键键是是一一个个高高能能键键。在在 pH pH 7.4 7.4 条条件件下下,cAMP cAMP 和和 cGMP cGMP 的的水水解解能能约约为为43.9 43.9 kj kj/mol/mol,比比 ATP ATP 水解能高得多。水解能高得多。(4 4)辅酶核苷酸)辅酶核苷酸NADNAD+NADP NADP+FMN FAD CoA FMN FAD CoA(1 1)参与)参与DNADNA、RNARNA的合成、蛋白质的合成、糖与的合成、蛋白质的合成、糖与磷脂的合成。磷脂的合成。(2 2)在能量转化中起重要作用,)在能量转化中起重要作用,ATPATP是生物体内是生物体内能量的通用货币。能量的通用货币。(3 3)是构成多种辅酶的成分:)是构成多种辅酶的成分:NADNAD、NADPNADP、FADFAD、FMNFMN和和CoACoA。(4 4)参与细胞中的代谢与调节(参与细胞中的代谢与调节(cAMPcAMP、cGMPcGMP)。)。3 3核苷酸的生物学作用核苷酸的生物学作用4 4多聚核苷酸多聚核苷酸n多多聚聚核核苷苷酸酸是是通通过过核核苷苷酸酸的的5 5-磷磷酸酸基基与与另另一一分分子子核核苷苷酸酸的的C C3 3-OH-OH形形成成磷磷酸酸二二酯酯键键相相连连而而成成的链状聚合物。的链状聚合物。n由脱氧核糖核苷酸聚合而成的称为由脱氧核糖核苷酸聚合而成的称为DNADNA链;链;n由核糖核苷酸聚合而成的则称为由核糖核苷酸聚合而成的则称为RNARNA链。链。NNNNNH2 O HO CH2H HHH OPOOOHNNNNNH2 OH HO CH2H HHH -OP=OO 多聚核苷酸的特点多聚核苷酸的特点在在多多聚聚核核苷苷酸酸中中,两两个个核核苷苷酸酸之之间间形形成成的的磷磷酸酸二二酯键通常称为酯键通常称为3355磷酸二酯键。磷酸二酯键。多多聚聚核核苷苷酸酸链链一一端端的的C C5 5带带有有一一个个自自由由磷磷酸酸基基,称称为为5-5-磷磷酸酸端端(常常用用5 5-P P表表示示);另另一一端端C C3 3带带有有自自由由的的羟羟基基,称称为为3-3-羟羟基基端端(常常用用3 3 -OHOH表示)。表示)。多多聚聚核核苷苷酸酸链链具具有有方方向向性性,当当表表示示一一个个多多聚聚核核苷苷酸酸链链时时,必必须须注注明明它它的的方方向向是是5353或或是是3535。
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