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核酸的化學(xué)組成你知道嗎
閱讀:1744 發(fā)布時間:2022-8-23核酸是生物體內(nèi)的高分子化合物,,包括DNA和RNA兩大類,。
一、元素組成
組成核酸的元素有C,、H,、O、N,、P等,,與蛋白質(zhì)比較,其組成上有兩個特點:一是核酸一般不含元素S,,二是核酸中P元素的含量較多并且恒定,,約占9~10%.因此,核酸定量測定的經(jīng)典方法,,是以測定P含量來代表核酸量,。
二、化學(xué)組成與基本單位
核酸經(jīng)水解可得到很多核苷酸,,因此核苷酸是核酸的基本單位,。核酸就是由很多單核苷酸聚合形成的多聚核苷酸。核苷酸可被水解產(chǎn)生核苷和磷酸,,核苷還可再進一步水解,,產(chǎn)生戊糖和含氮堿基。
核苷酸中的堿基均為含氮雜環(huán)化合物,,它們分別屬于嘌呤衍生物和嘧啶衍生物,。核苷酸中的嘌呤堿(purine)主要是鳥/嘌呤(guanine,G)和腺嘌呤(adenine,,A),,嘧啶堿(pyrimidine)主要是胞嘧啶(cytosine,C),、尿/嘧啶(uracil,,U)和胸腺嘧啶(thymine,T),。DNA和RNA都含有鳥嘌/呤(G),、腺嘌呤(A)和胞嘧啶(C);胸腺嘧啶(T)一般而言只存在于DNA中,,不存在于RNA中,;而尿/嘧啶(U)只存在于RNA中,不存在于DNA中,。
核酸中五種堿基中的酮基和氨基,,均位于堿基環(huán)中氮原子的鄰位,,可以發(fā)生酮式一烯醇式或氨基?亞氨基之間的結(jié)構(gòu)互變。這種互變異構(gòu)在基因的突變和生物的進化中具有重要作用,。
有些核酸中還含有修飾堿基(modifiedcomponent),,(或稀有堿基,unusualcomponent),,這些堿基大多是在上述嘌呤或嘧啶堿的不同部位甲基化(methylation)或進行其它的化學(xué)修飾而形成的衍生物,。一般這些堿基在核酸中的含量稀少,在各種類型核酸中的分布也不均一,。DNA中的修飾堿基主要見于噬菌體DNA,,如5-甲基胞嘧啶(m5C),5-羥甲基胞嘧啶hm5C,;RNA中以tRNA含修飾堿基最多,,如1-甲基腺嘌呤(m1A),2,,2一二甲基鳥嘌/呤(m22G)和5,,6-二氫尿/嘧啶(DHU)等。
嘌呤和嘧啶環(huán)中含有共軛雙鍵,,對260nm左右波長的紫外光有較強的吸收,。堿基的這一特性常被用來對堿基、核苷,、核苷酸和核酸進行定性和定量分析,。
核酸中的戊糖有核糖(ribose)和脫氧核糖(deoxyribose)兩種,分別存在于核糖核苷酸和脫氧核糖核苷酸中,。為了與堿基標(biāo)號相區(qū)別,,通常將戊糖的C原子編號都加上“′",如C1′表示糖的第1位碳原子,。
戊糖與嘧啶或嘌呤堿以糖苷鍵連接就稱為核苷,,通常是戊糖的C1′與嘧啶堿的N1或嘌呤堿的N9相連接。
核苷中戊糖的羥基與磷酸以磷酸酯鍵連接而成為核苷酸,。生物體內(nèi)的核苷酸大多數(shù)是核糖或脫氧核糖的C5′上羥基被磷酸酯化,,形成5′核苷酸。核苷酸在5′進一步磷酸化即生成二磷酸核苷和三磷酸核苷,。以核糖腺苷酸為例,,除AMP外,還有二磷酸腺苷(ADP,,adenosine5′-diphosphate)和三磷酸腺苷(ATP,,adenosine5′-triphosphate)兩種形式。核苷酸的二磷酸酯和三磷酸酯多為核苷酸有關(guān)代謝的中間產(chǎn)物或者酶活性和代謝的調(diào)節(jié)物質(zhì),,以及作為核苷酸有關(guān)代謝的中間產(chǎn)物或者酶活性和代謝的調(diào)節(jié)物質(zhì),,以及作為生理儲能和供能的重要形式,。
核苷酸還有環(huán)化的形式,。它們主要是3′,,5′-環(huán)化腺苷酸(cAMP,adenosine3′,,5′-cyclicmonophosphate)和3′,,5′-環(huán)化鳥苷酸(cGMP,guanosine3′,,5′-cyclicmonophosphate),。環(huán)化核苷酸在細(xì)胞內(nèi)代謝的調(diào)節(jié)和跨細(xì)胞膜信號中起著十分重要的作用。