核酸化学式
生物化学结构式大全
生物化学结构式大全
生物化学结构式是指生物分子的化学结构表示法，包括蛋白质、核酸、脂质和碳水化合物等。
这些结构式可以通过化学式、线条结构、三维空间结构等形式来表示。
以下是一些生物化学结构的常见
示例：
1. 蛋白质，蛋白质是由氨基酸组成的大分子，其结构式可以用
线条结构或三维空间结构表示。
例如，丙氨酸的化学式为C3H7NO2，线条结构式为NH2-CH2-CH-COOH。
2. 核酸，核酸是DNA和RNA的主要组成部分，其结构式通常以
双螺旋结构表示。
DNA的化学式为(C5H5N5O)2(C10H12N2O3)和
(C5H5N5O)2(C10H12N2O3)，而RNA的化学式为
(C5H5N5O)2(C10H12N2O4)。
3. 脂质，脂质是生物体内重要的有机化合物，包括脂肪酸、甘
油和磷脂等。
脂肪酸的化学式通常以(CH3(CH2)nCOOH)表示，其中n
代表碳链的长度。
4. 碳水化合物，碳水化合物是生物体内最常见的有机化合物，
包括单糖、双糖和多糖等。
葡萄糖的化学式为C6H12O6，而葡萄糖
的线条结构式为O=CH-CH(OH)-CH(OH)-CH(OH)-CH(OH)-CH2OH。
总之，生物化学结构式是生物分子结构的图形表示，通过化学式、线条结构、三维空间结构等形式来展示生物分子的组成和结构。
这些结构式对于研究生物化学过程和生物分子功能具有重要意义。
核酸概述
2、一级结构的表示方法
①结构表示法
碱基、戊糖、磷酸都用 结构式表示，可清楚的 表明核苷酸的连接方式 及排列顺序。
②线条式表示
单字母A,T,G,C表示碱基，竖线表示戊糖，竖线 下端为5´，中间为3´，P表示磷酸基团，斜线表 示3´，5´-磷酸二酯键。 因为体现核苷酸差别的只是碱基。
③ 字母式表示
将核酸在酸、碱或酶的催化下逐步降解，分别鉴定 降解产生的中间产物和最终产物： 核酸（nucleic acid)
核苷酸(nucleotide)
磷酸 (phosphoric acid) 核酸（DNA和 RNA）的基本结构 单位是核苷酸。
核苷(nucleoside) 碱 基 (base)
戊糖 (pentose)
2´ (O)H
作为DNA或RNA结构单元的核苷酸分别是5′脱氧核糖核苷酸和5′-核糖核苷酸。
O HO P OH OH OH 核糖核苷酸 OH2C O B HO
O P OH OH 脱氧核糖核苷酸 OH2C O B
B=腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶，尿嘧啶或胸腺密啶
DNA,RNA中主要的碱基、核苷和核苷酸
核苷
腺嘌呤核苷 鸟嘌呤核苷 胞嘧啶核苷 尿嘧啶核苷
核糖 核苷
DNA
D-2-脱氧核糖
脱氧腺嘌呤核苷 脱氧鸟嘌呤核苷 脱氧核糖 脱氧胞嘧啶核苷 核苷 脱氧胸腺嘧啶核苷
修饰核苷
核酸中还存在少量修饰 核苷，有三种： 由稀有碱基参与，如： 5-甲基脱氧胞苷, 次黄嘌呤核苷 由稀有戊糖参与，如： 2’-O-甲基胞苷 碱基与戊糖连接方式特 殊，如： 假尿苷（ψ）C’1-C5
（2）rRNA的一级结构
rRNA是由大约120-5000个核苷酸组成的单链。 真核生物核糖体rRNA有四类：5S rRNA，5.8S rRNA，18S rRNA，28S rRNA。 原核生物核糖体rRNA有三类：5S rRNA，16S rRNA，23S rRNA。 这些rRNA的一级结构均已测定，甲基化修饰较 多发生在核糖上，且真核较原核修饰核苷多。
核酸化学
2.DNA双螺旋特征
（1）主链：两条平行的多核 苷酸链，以相反的方向，（即 一条由3΄向5΄，另一条由5΄向 3΄），围绕着同一个（想象的） 中心轴，以右手旋转方式构成 一个双螺旋形状。疏水的碱基 位于螺旋的内侧，亲水的磷酸 基和脱氧核糖以磷酸二酯键相 连成的骨架位于外侧。糖环平 面与中心轴平行，碱基平面与 中心轴相垂直。
• DNA三股螺旋结构常出现在 DNA复制、转录、重组的起始位 点或调节位点，如启动子区。 第三股链的存在可能使一些调控 蛋白或RNA聚合酶等难以与该区 段结合，从而阻遏有关遗传信息 的表达。
（3）四股螺旋DNA
•形成条件－－串联重复的鸟苷酸 •基本结构单元－－鸟嘌呤四联体 •碱基之间靠 Hoogsteen 键连接 •已有实验结果表明－－真核细胞端 粒中存在四链结构
第4章 核酸化学
生物大分子
生物大分子是指生命体 内一些组织结构复杂的高分 子，它们是生命活动的主要 物质基础，因而被称为生命 物质。主要类型有蛋白质、 核酸、多糖、脂类。 生物大分子大多数是由 简单的组成结构聚合而成的， 蛋白质的组成单位是氨基酸， 核酸的组成单位是核苷 酸……
第1节 核酸的种类、分布与化学组成
DNA超螺旋的形成
DNA正常的双螺旋结构 处于能量最低状态，双 螺旋中没有张力而处于 松弛状态。如果这种正 常双螺旋额外增加或减 少螺旋圈数，就会使双 螺旋内的原子偏离正常 的位置而产生张力，这 样正常的双螺旋就发生 扭曲而形成超螺旋。超 螺旋总是向着抵消初级 螺旋改变的方向发展。
大多数原核生物 ： 1）共价封闭的环状 双螺旋分子 2）超螺旋结构：双 螺旋基础上的螺旋化
Erwin Chargaff （1905－1995）
（二）DNA的一级结构 由4种脱氧核苷酸 dAMP 、 dGMP 、 dCMP 、 dTMP 按 照 一定的排列顺序通 过磷酸二酯键连接 而成的没有分支的 多核苷酸链。
第三章核酸的化学
DNA特有
RNA特有
O
O
C
C
HN C CH3 HN CH
C CH ON
C CH ON
H
H
3、磷酸：DNA、RNA均有
HO OH
RNA(AMP)
HO OH
H
DNA(dAMP)
两类核酸的基本化学组成比较
组成成分 DNA
腺嘌呤(A) 嘌呤碱 鸟嘌呤(G)
碱基
嘧啶碱
胞嘧啶 (C) 胸腺嘧啶(T)
NH2
N
N
~ ~ O
O- P O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH 三磷酸腺苷 (ATP)
AMP ADP
ATP
1、腺苷三磷酸(ATP)
▪ 主要功能： 提供能量
能量储存
AMP
能量释放
能量储存
ADP
能量释放
AMP ADP ATP
ATP
2、环苷酸
▪ 主要功能：细胞内信号传导过程中的重 要信息分子。
➢ 1952年，Hershey和Chase利用病毒完成更有说服力的“噬菌体” 实验。
➢ 1953年J.D.Watson和F.Crick提出DNA的双螺旋结构，20世纪自 然科学最伟大的成就之一。
1990年 美国启动人类基因组计划(HGP)
一、核酸的发现和研究简史
➢ 1953年J.D.Watson和F.Crick提出DNA的双螺旋结 构，20世纪自然科学最伟大的成就之一。
RNA:NTP
三磷酸腺苷酸ATP 三磷酸鸟苷酸 GTP 三磷酸胞苷酸 CTP 三磷酸尿苷酸 UTP
生物化学第三章核酸化学
核糖核酸酶类
牛胰核糖核酸酶：存在于牛胰中，简称为 RNaseⅠ，只作用于RNA，十分耐热，是具 有极高专一性的内切酶。 核糖核酸酶T1：从米曲霉中获得的，耐热， 耐酸，专一性更强。 核糖核酸酶T2：来源同T1，核酸酶：也叫做DNaseⅠ， 需要镁离子参与，切断双链DNA或者单链 DNA为寡聚核苷酸，平均长度为4个核苷酸。 ② 牛脾脱氧核糖核酸酶：也叫做DNaseⅡ， 需要钠离子激活，镁离子抑制活性。 ③ 限制性内切酶：主要降解外源性DNA，目 前发现有数千种，是基因工程最重要的工 具酶。
RNA功能的多样性
① ② ③ ④ ⑤ 控制蛋白质的生物合成； 作用于RNA转录后的加工与修饰； 基因表达与细胞功能调节； 生物催化与其他的细胞功能 遗传信息的加工与进化
第三节
核酸的分子结构
一． 核酸中核苷酸的连 接方式 二． DNA的分子结构 三． RNA的分子结构
核酸中核苷酸的连接方式
1. 核苷酸可以被酸、碱 和酶水解，水解后产 生寡核苷酸、核苷酸、 核苷和碱基。 2. 实验证明，核苷酸是 通过磷酸二酯键彼此 相连，并且形成的是 3’-5’磷酸二酯键（后 面核酸降解中详细说 明）。
tRNA的一级结构特点
① 一般由73-78个核苷酸组成； ② 碱基中有较多的稀有碱基； ③ 3’末端均有CCA-OH结构，用以携带氨基 酸，5’多为pG或者pC。
tRNA的二级结构特点
① 氨基酸臂，由3’和5’末端的7对互补碱基构 成，携带氨基酸，富含G，形成双螺旋； ② 二氢尿嘧啶环，8-12个核苷酸组成，由34对碱基构成双螺旋； ③ 反密码子环，7个核苷酸组成，其中3个组 成反密码子环； ④ 额外环，是tRNA分类的重要标志 ⑤ TψC环，是tRNA中起连接作用的。
第二章-核酸化学
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酵母tRNA Ala 的二级结构
氨基酸臂 D臂（二氢尿嘧啶臂） D环 TC臂 TC环 额外环 AC臂（反密码臂） AC环
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三级结构 —— 倒L型
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二、rRNA的分子结构
原核生物rRNA有3类：5S、16S、23S 真核生物rRNA有4类： 5S、5.8S、18S、28S
核苷酸
Phosphates
戊糖(核糖、脱氧核糖)
Nucleotides
核苷 Pentoses
Nucleosides
碱基（嘌呤、嘧啶）
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Nitrogenous Base
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㈠ 碱 基 Nitrogenous Base
主要包括嘌呤碱和嘧啶碱。
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嘌呤(purine)
N 7
许多rRNA的一级结构及由一级结构推导出来的 二级结构都已阐明，但是对许多rRNA的功能迄今 仍不十分清楚。 已有一些rRNA具有酶的活性，称为核酶 （ribozyme）。
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5sRNA的二级结构
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三、mRNA的分子结构
顺反子（cistron）：一个基因就是一个顺反子。 原核生物的mRNA一般是多顺反子。 真核生物的mRNA一般是单顺反子。
1953年，Watson和Click提出DNA双螺旋模型。
1958 Crick提出遗传信息传递的中心法则。
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核酸的种类和分布
1. 脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA） 原核: 裸露的DNA分子集中于核区 真核: 细胞核DNA：与组蛋白、非组蛋白形成染色体
04 核酸化学
DNA的超螺旋结构
原核生物DNA的高级结构 DNA在真核生物细胞核内的组装Fra bibliotek赵丹丹
第4章 核酸化学
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1、DNA的二级结构
1953年，James.Watson和Francis.Crick 提出了DNA二级结构模型——双螺旋 结构模型。 主要有三方面的依据： 一是已知核酸化学结构和核苷酸键长 与键角的数据； 二是Chargaff发现的DNA碱基组成规律， 显示碱基间的配对关系； 三是对DNA纤维进行X射线衍射分析 获取的精确结果。
赵丹丹
第4章 核酸化学
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（2）DNA双螺旋结构的稳定因素
氢键（hydrogen bond） ，重要因素 ； 碱基堆积力（base stacking action） ，主要因素。 碱基堆积使双螺旋内部形成疏水核心，从而有利于碱基间 形成氢键； 离子键，磷酸基团在生理条件下解离，使DNA成为一种 多阴离子，这有利于与带正电荷的组蛋白或介质中的阳离 子之间形成静电作用，能减少双链间的静电排斥，有利于 双螺旋的稳定 。
赵丹丹
第4章 核酸化学
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Comparison of the A、B and Z forms of DNA The B form is the most stable structure for a random-sequence of DNA molecule under physiological conditions, and is therefore the standard point of reference in any study of the properties of DNA.
赵丹丹
胞嘧啶脱氧核苷
第4章 核酸化学 16
3. 核酸结构
(2)双螺旋内侧：碱基对 A T (氢键 2) (疏水) G C (氢键 3) (3)双螺旋外侧：脱氧核糖和磷酸
(亲水骨架)
图3-12
30
亲水 骨架
11
31
A
T A
T
G
C
C
G
12 32
(4) 碱基对为平面分子，与螺旋中心轴垂直 (5) 螺距3.4nm, 10个bp/螺旋内 间距0.34nm/bp,螺旋直径2nm (6) 两个螺旋形凹槽(螺旋表面) 大沟（major groove） 小沟（minor groove） DNA与蛋白质结合的部位
33
亲水 骨架
11
34
* 维系DNA二级结构稳定性的因素 (l)碱基对之间氢键 H--O、H--N (2)碱基堆集力(stacking force) 0.34nm间距 范氏引力 碱基疏水性 疏水键 氢键-堆集力: 彼此协同
(图3-11)
(横向)
(纵向)
* 非稳定性的因素： 静电斥力 — 磷酸基团(-)
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可变环
20
67
2. mRNA
● ●
功能 — 抄录、转送DNA遗传信息 特点：
* 占细胞中总RNA的1-5%
* 不均一分子 (各种mRNA长短差别很大) * 半衰期最短 (传递信息) * 原核和真核mRNA结构差异大(多、单顺反子)
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多顺反子: mRNA结构中含有几种功能上相关的 蛋白质编码序列,可翻译出几种蛋白质
(p109) (p197)
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第二节 核酸的分子பைடு நூலகம்构
核酸的构件分子 — 核苷酸
图
* 组成DNA的核苷酸 — 4种脱氧核苷酸 (dAMP、dGMP、dCMP、dTMP) * 组成RNA的核苷酸 — 4种核苷酸 (AMP、GMP、CMP、UMP)
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核酸化学式
核酸是生命体中的重要分子之一，它们负责存储和传递遗传信息，控制生命的许多过程。
核酸的化学式是什么？本文将介绍核酸的基本结构和化学式。
核酸的基本结构
核酸是由核苷酸组成的长链分子。
核苷酸由三个部分组成：一个五碳糖（核糖或脱氧核糖）、一个含氮碱基和一个磷酸基团。
核糖和
脱氧核糖的区别在于核糖分子上有一个氧原子，而脱氧核糖分子上没有这个氧原子。
核糖和脱氧核糖分子上的碳原子编号为1-5。
碱基连接到核糖或脱氧核糖分子的1号碳上，磷酸基团连接到3号碳上。
核苷酸的化学式可以表示为：Base-Nucleoside-Phosphate。
核酸的两种类型
核酸分为两种类型：DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）。
它们之间的区别在于核糖和脱氧核糖的差异，以及RNA分子中的碱基尿嘧啶（U）替代了DNA分子中的胸腺嘧啶（T）。
DNA分子由两条互补的链组成，这些链通过碱基间的氢键相互连接。
DNA的化学式可以表示为：（Base1-Nucleoside1-Phosphate）-（Base2-Nucleoside2-Phosphate）。
RNA分子是单链的，它们可以通过碱基间的氢键形成二级结构。
RNA的化学式可以表示为：Base-Nucleoside-Phosphate。
核酸的化学式
DNA和RNA的化学式可以表示为：
DNA：（Base1-Nucleoside1-Phosphate）-
（Base2-Nucleoside2-Phosphate）
RNA：Base-Nucleoside-Phosphate
其中，Base表示碱基，Nucleoside表示核苷，Phosphate表示磷酸基团。
DNA和RNA的碱基
DNA和RNA分别由四种碱基组成：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T，仅存在于DNA中）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
RNA分子中的胸腺嘧啶被尿嘧啶（U）替代。
碱基的化学式如下：
腺嘌呤（A）：C5H5N5
胸腺嘧啶（T）：C5H6N2O2
鸟嘌呤（G）：C5H5N5O
胞嘧啶（C）：C4H4N2O2
尿嘧啶（U）：C4H4N2O2
碱基的命名规则是以它们的化学结构命名的。
例如，腺嘌呤的名字是根据它的结构中含有的两个氨基（amino）和一个嘌呤（purine）环而来的。
总结
核酸是由核苷酸组成的长链分子，其中核苷酸由三个部分组成：一个五碳糖、一个含氮碱基和一个磷酸基团。
核酸分为两种类型：DNA
和RNA。
DNA和RNA的化学式可以表示为：
（Base1-Nucleoside1-Phosphate）-（Base2-Nucleoside2-Phosphate）和Base-Nucleoside-Phosphate。
DNA和RNA分别由四种碱基组成：
腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶。
RNA分子中的胸腺嘧啶被尿嘧啶替代。
碱基的命名规则是以它们的化学结构命名的。