核酸
核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物1,既是蛋白质生物合成不可缺少的物质,又是生物遗传的物质基础。
核酸的相对分子质量很大,广泛存在于所有动植物细胞、微生物体内,生物体内的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。
基本信息
- 中文名
核酸
- 外文名
nucleic acid
- 分子量
一般是几十万至几百万
- CAS登录号
63231-63-02
- EINECS登录
277-256-77
- 分类
核糖核酸、脱氧核糖核酸
- 性质
生命的最基本物质之一
- 拼音
hé suān
种类作用
核酸同蛋白质一样,也是生物大分子。核酸的相对分子质量很大,一般是几十万至几百万。核酸水解后得到许多核苷酸,实验证明,核苷酸是组成核酸的基本单位,即组成核酸分子的单体。一个核苷酸分子是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。根据五碳糖的不同可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。
核酸的种类
核酸大分子可分为两类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),在蛋白质的复制和合成中起着储存和传递遗传信息的作用。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 | DNA | RNA |
|---|---|---|
名称 | 脱氧核糖核酸 | 核糖核酸 |
结构 | 规则的双螺旋结构 | 通常呈单链结构 |
基本单位 | 脱氧核糖核苷酸 | 核糖核苷酸 |
五碳糖 | 脱氧核糖 | 核糖 |
含氮碱基 | A(腺嘌呤)G(鸟嘌呤)C(胞嘧啶)T(胸腺嘧啶) | A(腺嘌呤)G(鸟嘌呤)C(胞嘧啶)U(尿嘧啶) |
(1)五碳糖——DNA是脱氧核糖;RNA是核糖。
(2)碱基——DNA是A、T、C、G(不含U);RNA是A、U、C、G(不含T)。
(3)DNA通常是双螺旋结构;RNA通常是单链,局部可形成双螺旋结构。
核酸的应用
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,白化病患者则是DNA分子上缺乏产生促黑色素生成的酪氨酸酶的基因所致。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。
研究历史
核酸的发现
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)。但核酸(nucleic acids)这一名词在Miescher发现“核质”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。
DNA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。
双螺旋结构
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。