高一生物核酸知识点总结
高一生物必修一核酸知识点

高一生物必修一核酸知识点一、核酸的分类核酸是生物体内最重要的物质之一,它主要分为DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)两类。
二、DNA的结构DNA是双链螺旋结构,由磷酸、脱氧核糖和四种碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶)组成。
三、RNA的结构与DNA相比,RNA是单链结构,由磷酸、核糖和四种碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、尿嘧啶和胞嘧啶)组成。
四、核酸的功能1. 遗传信息的传递DNA是所有生物体遗传信息的载体,通过DNA复制和转录,能准确地传递遗传信息。
2. 蛋白质的合成DNA通过转录生成RNA,而RNA则参与到蛋白质的合成过程中。
RNA具有多种类型,如mRNA、tRNA和rRNA等。
3. 能量转换和储存核酸在生物体的新陈代谢中起着重要的作用,能够转换和储存能量。
例如,ATP(三磷酸腺苷)作为一种常见的核酸,能够释放出能量供细胞使用。
五、核酸的作用1. 遗传信息的稳定传递通过DNA的复制和维修,确保了遗传信息在后代之间稳定、准确地传递。
2. 蛋白质合成的调控基因通过转录生成mRNA,mRNA再通过翻译合成具体的蛋白质,从而实现对生物体结构和功能的调控。
3. 细胞内代谢的调节RNA还能参与细胞内多种生物化学反应的调控和催化。
六、核酸的研究和应用1. 基因工程通过对核酸的研究和操作,可以实现对基因的精确调控和改造,进而开展基因工程的相关应用。
2. 药物研发核酸作为一种重要的靶标,对于药物研发起着关键的作用。
通过针对核酸的特定作用机制,可以开发出有效的药物。
3. 遗传疾病的诊断与治疗核酸缺陷或突变可能导致某些遗传疾病的产生。
通过对核酸进行检测和分析,可以对遗传疾病进行准确的诊断和治疗。
七、总结核酸作为生物体中重要的分子之一,在遗传信息传递、蛋白质合成、能量转换和储存以及细胞内代谢调节等方面起着重要的作用。
通过对核酸的研究和应用,能够推动基因工程、药物研发以及遗传疾病的诊疗等领域的发展。
深入理解核酸的结构和功能,对于学生们学习生物学知识、掌握分子遗传学的基本概念具有重要意义。
高一必修一生物核酸知识点

高一必修一生物核酸知识点生物核酸是生物体内重要的分子之一,其作为遗传信息的存储和传递载体,在细胞的生命活动中起着重要的作用。
本文将为大家介绍高一必修一生物核酸的基本知识点。
一、核酸的基本结构生物体内的核酸可分为两类,即脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
它们的基本结构由碱基、糖和磷酸组成。
DNA由脱氧核糖、腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)组成;RNA由核糖、腺嘌呤(A)、尿嘧啶(U)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)组成。
二、核酸的功能1. 遗传信息的存储和传递DNA是细胞遗传信息的主要存储介质,它携带有决定个体性状的遗传信息,并通过复制、转录和翻译等过程传递给后代。
RNA 在转录和翻译过程中参与基因的表达调控,起到传递和翻译DNA 信息的作用。
2. 蛋白质的合成DNA在细胞质中通过转录过程生成RNA,而RNA通过翻译过程合成蛋白质。
蛋白质是生物体内最基本的功能分子,参与构建细胞结构、调节代谢功能等重要生命过程。
三、DNA的结构与复制1. DNA的双螺旋结构DNA呈双螺旋结构,由两根互补的链组成,形成一个稳定的螺旋状。
两条链以氢键连接,腺嘌呤与胸腺嘧啶之间形成两个氢键,鸟嘌呤与胞嘧啶之间形成三个氢键。
2. DNA的复制DNA的复制是指在细胞有丝分裂和无丝分裂过程中,通过DNA聚合酶的作用,在两条DNA链的模板上合成新的DNA链。
复制过程保证了遗传信息的准确传递,是细胞分裂和繁殖的基础。
四、RNA的结构与功能1. RNA的结构RNA的结构可分为成熟的mRNA、转运的tRNA和核糖体结构的rRNA。
mRNA是由DNA转录而来,携带有蛋白质合成所需的遗传信息。
tRNA将氨基酸输送到翻译过程中的核糖体,参与蛋白质的合成。
rRNA是核糖体的主要结构组分。
2. RNA的功能RNA参与基因的转录和翻译过程,调控基因的表达。
mRNA将DNA的遗传信息转录为RNA信息,tRNA通过将氨基酸带到翻译机器上,使其按照mRNA信息合成蛋白质。
高一生物核酸知识点总结

高一生物核酸知识点总结高一生物核酸知识点一一、核酸的种类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)二、核酸:是细胞内携带遗传信息的物质,对于生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用.三、组成核酸的基本单位是:核苷酸,是由一分子磷酸、一分子五碳糖(DNA为脱氧核糖、RNA为核糖)和一分子含氮碱基组成;组成DNA的核苷酸叫做脱氧核苷酸,组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸.四、DNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)RNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)五、核酸的分布:真核细胞的DNA主要分布在细胞核中;线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA;RNA主要分布在细胞质中.高一生物核酸知识点二1、核酸的由许多核苷酸聚合而成的生物大分子化合物,为生命的最基本物质之一。
最早由米歇尔于1868年在脓细胞中发现和分离出来。
核酸广泛存在于所有动物、植物细胞、微生物内、生物体内核酸常与蛋白质结合核蛋白。
不同的核酸,其化学组成、核苷酸排列顺序等不同。
根据化学组成不同,核酸可分为核糖核酸,简称RNA和脱氧核糖核酸,简称DNA。
DNA是储存、复制和遗传信息的主要物质基础,RNA在蛋白质牲合成过程中起着重要作用,其中转移核糖核酸,简称tRNA,起着携带和转移活化氨基酸的作用;信使核糖核酸,简称mRNA,是合成蛋白质的模板;核糖体的核糖核酸,简称rRNA,是细胞合成蛋白质的主要场所。
核酸不仅是基本的遗传物质,而且在蛋白质的生物合成上也占重要位置,因而在生长、遗传、变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用。
核酸在应用方面有极重要的作用,现已发现近2000种遗传性疾病都和DNA结构有关.如人类镰刀形红血细胞贫血症是由于患者的血红蛋白分子中一个氨基酸的遗传密码发生了改变,白化病毒者则是DNA分子上缺乏产生促黑色素生成的酷氨酸酶的基因所致。
肿瘤的发生、病毒的感染、射线对机体的作用等都与核酸有关。
高一生物必修一知识点核酸

高一生物必修一知识点核酸高一生物必修一知识点:核酸核酸是生物体中一类巨大的分子,它在细胞的遗传信息传递、遗传性状的表达以及蛋白质的合成中扮演着重要的角色。
核酸由核苷酸组成,包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两种。
一、DNA的结构和功能DNA是由两条链组成的双螺旋结构,每条链都是由磷酸、脱氧核糖和四种碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和鸟嘌呤)组成。
其中,腺嘌呤和胞嘧啶之间通过氢键相互配对,形成稳定的碱基对。
碱基对的组合方式决定了遗传信息的传递。
DNA具有储存和传递遗传信息的功能。
在细胞分裂过程中,DNA能够复制自身,并将复制得到的DNA传递给子细胞,确保遗传信息的传承。
此外,DNA还参与了基因的表达调控和蛋白质的合成过程,是生物体遗传性状的决定因素。
二、RNA的结构和功能RNA由磷酸、核糖和四种碱基(腺嘌呤、尿嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤)组成,与DNA的结构类似,但RNA是单链的。
RNA在细胞内主要分为信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA)和转运RNA(tRNA)三种。
mRNA是由DNA模板转录得到的,它能携带DNA的遗传信息到核糖体,指导蛋白质的合成。
rRNA是核糖体的主要构成成分,参与蛋白质的合成。
tRNA能够将氨基酸与mRNA上的密码子配对,从而将氨基酸按照一定顺序排列,合成特定的多肽链。
三、核酸的重要性核酸在生物体内起着至关重要的作用。
首先,核酸是细胞遗传信息的承载者,能够储存和传递遗传信息,确保后代能够继承父代的遗传特征。
其次,核酸参与生物体的生长、发育和代谢过程,调控基因的表达,控制蛋白质的合成,维持细胞正常的功能和机体的稳态。
此外,核酸还能够作为模板引导药物的设计和合成,具有广泛的应用前景。
总结:核酸是生物体中的重要分子,包括DNA和RNA两种。
DNA 具有双链结构,储存和传递遗传信息,参与基因的表达调控。
RNA是单链结构,参与蛋白质的合成过程。
核酸在细胞的遗传信息传递、遗传性状的表达以及蛋白质的合成中起着重要的作用,是生物体正常功能维持和稳态维护的关键分子。
高一必修生物核酸知识点

高一必修生物核酸知识点生物学中,核酸是构成基因的重要分子,对于高一生物学学习来说,掌握核酸的知识点是非常重要的。
本文将对高一必修生物核酸的知识点进行详细介绍,帮助学生更好地理解和掌握相关内容。
1. 核酸的组成核酸分为两种类型:脱氧核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
它们的组成单位叫做核苷酸。
核苷酸由碱基、糖和磷酸组成。
DNA中的糖是脱氧核糖,而RNA中的糖是核糖。
2. 核酸的碱基核酸的碱基分为两类:嘌呤和嘧啶。
嘌呤碱基包括腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G),嘧啶碱基包括胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)(在RNA中胞嘧啶被尿嘧啶(U)取代)。
3. DNA的结构DNA的结构是由双螺旋构成的。
两条螺旋以氢键相连,并呈反向对称。
嘌呤碱基与嘧啶碱基之间形成氢键连接,A与T之间是两个氢键,G与C之间是三个氢键。
这种互补配对使得DNA能够稳定地储存和传递遗传信息。
4. DNA的功能DNA是生命基因的存储库,它包含了一个个基因,通过这些基因来控制生命活动。
DNA的主要功能是遗传信息的传递、复制和表达。
在细胞分裂过程中,DNA会复制自己,确保信息的传递不断。
5. RNA的结构和功能RNA是一条单链分子,相比DNA,RNA含有核糖糖分子。
RNA具有多种功能,包括信使RNA(mRNA)、转移RNA (tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。
mRNA将DNA的信息转录并带到核糖体,tRNA将氨基酸带到核糖体上,rRNA则组成核糖体的结构。
6. RNA合成RNA合成又称为转录,通过转录过程,DNA的遗传信息被复制到RNA中。
转录由RNA聚合酶催化完成,通过读取DNA上的编码区域,合成相应的RNA分子。
转录是生物体内基因表达的重要过程。
7. DNA复制DNA复制是生命繁殖和细胞分裂的重要步骤。
在DNA复制过程中,DNA解旋酶首先解开两条DNA链,然后DNA聚合酶在每条DNA链上合成新的互补链。
DNA复制保证了每个细胞都能拥有完整的基因组。
新高一生物必修一核酸知识点总结

新高一生物必修一核酸知识点总结高中生物必修一核酸知识点总结高中生物课程中,核酸是一个重要且复杂的知识点。
核酸是生命的基础,对于了解和研究生物体的遗传和进化具有重要意义。
下面将对高一生物必修一核酸知识点进行总结,帮助同学们更好地理解和掌握这一知识。
一、核酸的组成核酸是由核苷酸组成的大分子,包括DNA和RNA两种。
核苷酸是由一个五碳糖、一个磷酸基团和一个嘌呤碱基或嘧啶碱基组成。
1. DNA:即脱氧核糖核酸,是遗传物质的主要组成部分。
它的五碳糖是脱氧核糖,嘌呤碱基有腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G),嘧啶碱基有胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。
2. RNA:即核糖核酸,参与蛋白质的合成。
它的五碳糖是核糖,嘌呤碱基有腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G),嘧啶碱基有胸腺嘧啶(U)和胞嘧啶(C)。
二、DNA的结构DNA的结构是由两条互补的链以螺旋结构相互缠绕而成的双螺旋结构。
它的重要特点有以下几点:1. 螺旋结构:DNA的结构呈双螺旋,即著名的“双螺旋梯子”结构。
两条链通过碱基间的氢键连接在一起,形成了一个稳定的结构。
2. 互补配对:DNA的两条链通过碱基间的互补配对,A与T之间存在两个氢键连接,C与G之间存在三个氢键连接。
这种互补配对使得DNA的复制过程更加稳定。
3. 基因编码:基因是DNA的一部分,通过DNA中的氨基酸序列编码着各种蛋白质的合成。
DNA的核苷酸序列决定了蛋白质的氨基酸序列,从而决定了生物体的性状。
三、DNA的复制DNA的复制是指在细胞分裂过程中,DNA分子通过复制产生两条完全相同的新的DNA分子的过程。
复制的过程包括以下几个关键步骤:1. 分离:DNA双链被酶分离成两个单链。
2. 合成:以已有的单链为模板,通过核苷酸的互补配对原则,合成新的DNA链。
这个过程由DNA聚合酶酶完成。
3. 连接:新合成的DNA链与已有的DNA链连接在一起,形成两个新的DNA双链。
四、RNA的类型和功能RNA是包括mRNA、rRNA和tRNA在内的多种类型的核糖核酸。
高一上册核酸的知识点

高一上册核酸的知识点在高一生物课程中,我们学习了许多关于生命科学的知识,其中一个重要的内容就是核酸。
核酸是生物体中的一个重要分子,具有多种重要功能,对于我们了解生命起着至关重要的作用。
在本文中,我们将深入探讨核酸的知识点,包括其结构、功能以及与生物体的联系。
一、核酸的结构核酸分为DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)两种类型。
DNA是细胞遗传信息的主要携带者,而RNA在遗传信息的转录和翻译过程中发挥着重要作用。
1. DNA的结构DNA是由四种碱基(腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶)组成的双螺旋结构。
这些碱基通过氢键相互结合,形成了DNA分子的梯状结构。
这种特殊的结构使得DNA具有较高的稳定性和复制能力,在生物体内起着重要的作用。
2. RNA的结构RNA的结构与DNA有所不同,它是由碱基、糖和磷酸组成的单链分子。
在RNA中,胸腺嘧啶被尿嘧啶取代。
此外,RNA还包括信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA (rRNA)等不同类型。
二、核酸的功能核酸作为生物体中的重要分子,具有多种功能。
1. 遗传信息的传递核酸是细胞中遗传信息的携带者。
在这个过程中,DNA将体细胞中的遗传信息传递给下一代。
通过DNA的复制、转录和翻译过程,细胞能够生成RNA,并最终合成蛋白质,实现遗传信息的传递。
2. 蛋白质合成的调控在细胞中,RNA通过转录和翻译过程参与了蛋白质的合成调控。
mRNA在细胞核中被转录为RNA分子,然后通过核孔进入细胞质。
在细胞质中,tRNA和rRNA协同作用,配对并合成蛋白质。
这个过程中,RNA起到了重要的媒介和调控作用。
3. 免疫反应和防御机制核酸还参与了免疫反应和防御机制。
RNA糖核酸复合体(RNP)可以被免疫系统识别为自身或外来的抗原,从而引发相应的免疫反应。
这种机制在抗病毒、抗细菌和免疫调节中起着重要的作用。
三、核酸与生物体的联系核酸作为生物体的重要组成部分,与生物体的发育、功能和适应性密切相关。
高一生物必修一核酸的知识点

高一生物必修一核酸的知识点核酸的知识点核酸是生物体内重要的生物大分子之一,由核苷酸组成。
在生物体内,核酸起着储存和传递基因信息的重要作用。
本文将介绍高一生物必修一中所学的核酸的知识点。
一、核酸的组成核酸由核苷酸组成,每个核苷酸由一个碱基、一个五碳糖和一个磷酸基团组成。
碱基可以分为嘌呤和嘧啶两类,其中嘌呤包括腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G),嘧啶包括胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。
在RNA中,胸腺嘧啶被尿嘧啶(U)替代。
二、DNA和RNA的结构差异DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)是两种常见的核酸。
它们的结构有以下差异:1. 五碳糖:DNA中的糖是脱氧核糖,而RNA中的糖是核糖。
2. 碱基:DNA中的碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶,而RNA中的碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶。
3. 双链和单链:DNA是双链结构,由两条互补的链以螺旋形式缠绕在一起,RNA是单链结构。
三、DNA的结构DNA的结构是由Watson和Crick提出的双螺旋结构模型。
该结构由两条互补的链以螺旋形式缠绕在一起,形成了一个类似于梯子的结构。
两条链通过碱基间的氢键相互连接,腺嘌呤与胸腺嘧啶之间形成两个氢键,鸟嘌呤与胞嘧啶之间形成三个氢键。
这种互补配对保证了DNA的复制的准确性。
四、DNA的功能1. 储存遗传信息:DNA是生物体内遗传信息的主要储存形式,通过碱基序列的不同组合,存储了生物体遗传信息的蓝图。
2. 传递遗传信息:DNA能够通过复制自我复制过程,传递遗传信息给下一代。
五、RNA的种类和功能RNA包括mRNA、tRNA、rRNA等多种类型,它们在细胞内发挥不同的功能。
1. mRNA(信使RNA):mRNA是由DNA转录得到的,在蛋白质合成过程中传递遗传信息,决定了蛋白质的氨基酸序列。
2. tRNA(转运RNA):tRNA能够将氨基酸与mRNA上的密码子匹配,参与蛋白质的合成过程。
3. rRNA(核糖体RNA):rRNA是核糖体的主要组成部分,参与蛋白质的合成过程。
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高一生物核酸知识点总结导读:我根据大家的需要整理了一份关于《高一生物核酸知识点总结》的内容,具体内容:核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物,为生命的最基本物质之一,广泛存在于所有动物、植物细胞、微生物内、生物体内核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。
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高一生物核酸知识点一一、核酸的种类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)二、核酸:是细胞内携带遗传信息的物质,对于生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用。
三、组成核酸的基本单位是:核苷酸,是由一分子磷酸、一分子五碳糖(DNA为脱氧核糖、RNA为核糖)和一分子含氮碱基组成;组成DNA的核苷酸叫做脱氧核苷酸,组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。
四、DNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T) RNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)五、核酸的分布:真核细胞的DNA主要分布在细胞核中;线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA;RNA主要分布在细胞质中。
高一生物核酸知识点二1、核酸的简介由许多核苷酸聚合而成的生物大分子化合物,为生命的最基本物质之一。
最早由米歇尔于1868年在脓细胞中发现和分离出来。
核酸广泛存在于所有动物、植物细胞、微生物内、生物体内核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。
不同的核酸,其化学组成、核苷酸排列顺序等不同。
根据化学组成不同,核酸可分为核糖核酸,简称RNA和脱氧核糖核酸,简称DNA。
DNA 是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础,RNA在蛋白质牲合成过程中起着重要作用,其中转移核糖核酸,简称tRNA,起着携带和转移活化氨基酸的作用;信使核糖核酸,简称mRNA,是合成蛋白质的模板;核糖体的核糖核酸,简称rRNA,是细胞合成蛋白质的主要场所。
核酸不仅是基本的遗传物质,而且在蛋白质的生物合成上也占重要位置,因而在生长、遗传、变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用。
核酸在实践应用方面有极重要的作用,现已发现近2000种遗传性疾病都和DNA结构有关。
如人类镰刀形红血细胞贫血症是由于患者的血红蛋白分子中一个氨基酸的遗传密码发生了改变,白化病毒者则是DNA分子上缺乏产生促黑色素生成的酷氨酸酶的基因所致。
肿瘤的发生、病毒的感染、射线对机体的作用等都与核酸有关。
70年代以来兴起的遗传工程,使人们可用人工方法改组DNA,从而有可能创造出新型的生物品种。
如应用遗传工程方法已能使大肠杆菌产生胰岛素、干扰素等珍贵的生化药物2、核酸的研究历史核酸是怎么发现的?1869年,F.Miescher从脓细胞中提取到一种富含磷元素的酸性化合物,因存在于细胞核中而将它命名为"核质"(nuclein)。
核酸 (nucleic acids),但这一名词于Miescher的发现20年后才被正式启用,当时已能提取不含蛋白质的核酸制品。
早期的研究仅将核酸看成是细胞中的一般化学成分,没有人注意到它在生物体内有什么功能这样的重要问题。
核酸为什么是遗传物质?1944年,Avery等为了寻找导致细菌转化的原因,他们发现从S 型肺炎球菌中提取的DNA与R型肺炎球菌混合后,能使某些R型菌转化为S型菌,且转化率与DNA纯度呈正相关,若将DNA预先用DNA酶降解,转化就不发生。
结论是:S型菌的DNA将其遗传特性传给了R型菌,DNA就是遗传物质。
从此核酸是遗传物质的重要地位才被确立,人们把对遗传物质的注意力从蛋白质移到了核酸上。
双螺旋的发现核酸研究中划时代的工作是Watson和Crick于1953年创立的DNA 双螺旋结构模型。
模型的提出建立在对DNA下列三方面认识的基础上:1.核酸化学研究中所获得的DNA化学组成及结构单元的知识,特别是Chargaff于1950-1953年发现的DNA化学组成的新事实;DNA中四种碱基的比例关系为A/T=G/C=1;2.X线衍射技术对DNA结晶的研究中所获得的一些原子结构的最新参数;3.遗传学研究所积累的有关遗传信息的生物学属性的知识。
综合这三方面的知识所创立的DNA双螺旋结构模型,不仅阐明了DNA分子的结构特征,而且提出了DNA作为执行生物遗传功能的分子,从亲代到子代的DNA复制 (replication)过程中,遗传信息的传递方式及高度保真性。
其正确性于1958年被Meselson和Stahl的著名实验所证实。
DNA双螺旋结构模型的确立为遗传学进入分子水平奠定了基础,是现代分子生物学的里程碑。
从此核酸研究受到了前所未有的重视。
对核酸研究有突出贡献的科学家沃森Watson, James Dewey美国生物学家克里克Crick, Francis Harry Compton英国生物物理学家3、核酸的分子结构一、核酸的一级结构核酸是由核苷酸聚合而成的生物大分子。
组成DNA的脱氧核糖核苷酸主要是dAMP、dGMP、dCMP和dTMP,组成RNA的核糖核苷酸主要是AMP、GMP、CMP和UMP。
核酸中的核苷酸以3,5磷酸二酯键构成无分支结构的线性分子。
核酸链具有方向性,有两个末端分别是5末端与3末端。
5末端含磷酸基团,3末端含羟基。
核酸链内的前一个核苷酸的3羟基和下一个核苷酸的5磷酸形成3,5磷酸二酯键,故核酸中的核苷酸被称为核苷酸残基。
通常将小于50个核苷酸残基组成的核酸称为寡核苷酸(oligonucleotide),大于50个核苷酸残基称为多核苷酸(polynucleotide)。
二、 DNA的空间结构(一)DNA的二级结构DNA二级结构即双螺旋结构(double helix structure)。
20世纪50年代初Chargaff等人分析多种生物DNA的碱基组成发现的规则。
DNA双螺旋模型的提出不仅揭示了遗传信息稳定传递中DNA半保留复制的机制,而且是分子生物学发展的里程碑。
DNA双螺旋结构特点如下:①两条DNA互补链反向平行。
②由脱氧核糖和磷酸间隔相连而成的亲水骨架在螺旋分子的外侧,而疏水的碱基对则在螺旋分子内部,碱基平面与螺旋轴垂直,螺旋旋转一周正好为10个碱基对,螺距为3.4nm,这样相邻碱基平面间隔为0.34nm并有一个36的夹角。
③DNA双螺旋的表面存在一个大沟(major groove)和一个小沟(minor groove),蛋白质分子通过这两个沟与碱基相识别。
④两条DNA链依靠彼此碱基之间形成的氢键而结合在一起。
根据碱基结构特征,只能形成嘌呤与嘧啶配对,即A与T相配对,形成2个氢键;G与C相配对,形成3个氢键。
因此G与C之间的连接较为稳定。
⑤DNA双螺旋结构比较稳定。
维持这种稳定性主要靠碱基对之间的氢键以及碱基的堆集力(stacking force)。
生理条件下,DNA双螺旋大多以B型形式存在。
右手双螺旋DNA除B型外还有A型、C型、D型、E型。
此外还发现左手双螺旋Z型DNA。
Z型DNA 是1979年Rich等在研究人工合成的CGCGCG的晶体结构时发现的。
Z-DNA 的特点是两条反向平行的多核苷酸互补链组成的螺旋呈锯齿形,其表面只有一条深沟,每旋转一周是12个碱基对。
研究表明在生物体内的DNA分子中确实存在Z-DNA区域,其功能可能与基因表达的调控有关。
DNA二级结构还存在三股螺旋DNA,三股螺旋DNA中通常是一条同型寡核苷酸与寡嘧啶核苷酸-寡嘌呤核苷酸双螺旋的大沟结合,三股螺旋中的第三股可以来自分子间,也可以来自分子内。
三股螺旋DNA存在于基因调控区和其他重要区域,因此具有重要生理意义。
(二) DNA三级结构——超螺旋结构DNA三级结构是指DNA链进一步扭曲盘旋形成超螺旋结构。
生物体内有些DNA是以双链环状DNA形式存在,如有些病毒DNA,某些噬菌体DNA,细菌染色体与细菌中质粒DNA,真核细胞中的线粒体DNA、叶绿体DNA都是环状的。
环状DNA分子可以是共价闭合环,即环上没有缺口,也可以是缺口环,环上有一个或多个缺口。
在DNA双螺旋结构基础上,共价闭合环DNA(covalently close circular DNA)可以进一步扭曲形成超螺旋形(super helical form)。
根据螺旋的方向可分为正超螺旋和负超螺旋。
正超螺旋使双螺旋结构更紧密,双螺旋圈数增加,而负超螺旋可以减少双螺旋的圈数。
几乎所有天然DNA中都存在负超螺旋结构。
(三) DNA的四级结构——DNA与蛋白质形成复合物在真核生物中其基因组DNA要比原核生物大得多,如原核生物大肠杆菌的DNA约为4.7×103kb,而人的基因组DNA约为3×106 kb,因此真核生物基因组DNA通常与蛋白质结合,经过多层次反复折叠,压缩近10 000倍后,以染色体形式存在于平均直径为5m的细胞核中。
线性双螺旋DNA 折叠的第一层次是形成核小体(nucleosome)。
犹如一串念珠, 核小体由直径为11nm×5.5nm的组蛋白核心和盘绕在核心上的DNA构成。
核心由组蛋白H2A、H2B、H3和H4各2分子组成,为八聚体,146 bp长的 DNA以左手螺旋盘绕在组蛋白的核心1.75圈,形成核小体的核心颗粒,各核心颗粒间有一个连接区,约有60 bp双螺旋DNA和1个分子组蛋白H1构成。
平均每个核小体重复单位约占DNA 200 bp。
DNA组装成核小体其长度约缩短7倍。
在此基础上核小体又进一步盘绕折叠,最后形成染色体。