1H N
H
尿嘧啶
HOH2C5′ O OH
4′
1′
3′ 2′
OH OH 核尿苷糖
O
HN1
NH
H5 CO
HOH2C5′ O OH
4′
1′
3′ 2′
OH OH 假核尿苷糖（ψ）
2. 核苷酸(ribonucleotide)的结构与命名
核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键
连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。
N H 22
达。某些病毒RNA也可作为遗
传信息的载体。
第一节
核酸的化学组成及其一级结构
The Chemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid
核酸的化学组成
1. 元素组成 C、H、O、N、P（9~10%）
2. 分子组成 —— 碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱 —— 戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖 —— 磷酸(phosphate)
RNA的成分
O
核苷酸：
H O P H OO
AMP, GMP, UMP, CMP O H 脱氧核苷酸：
dAMP, dGMP, dTMP, dCMP
N CCHH 2 OO N OO
OO HH O H
DNA的成分
体内重要的游离核苷酸及其衍生物
多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP
环化核苷酸: cAMP，cGMP
核糖和脱氧核糖
HOH2C O OH
1 2
HOH2C O OH
1 2
OH OH
β-D-核糖
O
OH H
β-D-2-脱氧核糖
核糖 + H + Δ
糠醛 甲基间苯二酚
FeCl3
绿色产物
RNA和DNA定性、定量测定
脱氧核糖 + H+ Δ
ω-羟基-γ-酮 二苯胺 戊醛
苷(ribonucleoside)的形成
碱基
嘌呤(purine)
N 7
5 6 1N
8 9 NH
43 2 N
NH2 N
N
NH
N
腺嘌呤(adenine, A)
O
N NH
NH
N
鸟嘌呤(guanine,
N
G)
H
2
嘧啶(pyrimidine)
O
5 4 3N 612
NH
NH2
N
NH
NH
O
尿嘧啶(uracil, U)
O
H 3C NH
NH
O
胞嘧啶(cytosine, C)
NH
O
胸腺嘧啶(thymine, T)
OH
HN
H
HO 烯醇式
H N H
酮式
NH
HN
H
H ON
H 亚氨式
O
HN
H
O
H N
H
酮式
NH2
N
H
O
H N
H
氨式
戊糖
H O CH 2
O H H O CH 2
OH
5´ O
O
4´
1´
3´ 2´
OH OH
核糖(ribose) （构成RNA）
OH
脱氧核糖(deoxyribose) （构成DNA）
• 含核苷酸的生物活性物质：
NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP
NH2
NNHHN22H2
N
NN N
O OO OOO HO PHOO PPH OOO PPP OOO CCHCH2H2OO2O NNN
NN N O
NN N
C H 2O
N
OH OOHH OOHOHH
cAMP
ADANPTAPD+AMP OOHOHHOOHOHH
二、核酸的分类及分布
脱氧核糖核酸
90%以上分布于细胞核，其余分布于
(deoxyribonucleic acid, 核外如线粒体，叶绿体，质粒等。
DNA)
携带遗传信息，决定细胞和个
体的基因型(genotype)。
核糖核酸
分布于胞核、胞液。
(ribonucleic acid, RNA) 参与细胞内DNA遗传信息的表
核酸的分子组成
核酸 nucleic acid 核苷酸 nucleotide
核苷 nucleoside
嘌呤碱 purine base 或 嘧啶碱 pyrimidine base
（碱基 base）
磷酸 phosphate
核糖 ribose 或 脱氧核糖 deoxyribose
（戊糖 amyl sugar）
第二信使——cAMP cGTP
5´端
C
3. 核苷酸的连接
核苷酸之间以
磷酸二酯键连接形
A
成多核苷酸链，即
核酸。
G
3´端
5′端
二、核酸的一级结构
C
定义
核酸中核苷酸的排
列顺序。
A
由于核苷酸间的差
异主要是碱基不同，所
以也称为碱基序列。
G
3′端
书写方法
AGT GCT
5 P P P P P P OH 3
5 pApCpTpGpCpT-OH 3
碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖
NH2
苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。
N
核苷：AR, GR, UR, CR
1
H O CH 2 O N
O
1´
脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR O H O H
NH N
N H
N
H
9
N
H
腺嘌呤
HOH2C5′ O OH
4′
1′
3′ 2′
OH OH 核腺糖苷
O
HN
H
O
5 A C T G C T 3
目录
第二节
DNA的空间结构与功能
Dimensional Structure and Function of DNA
• DNA的二级结构-双螺旋结构 – DNA双螺旋结构的研究背景和历史意义 – DNA双螺旋结构模型要点
• DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装 – 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
核 酸(nucleic acid)
是以核苷酸为基本组成单位的生物大 分子，携带和传递遗传信息。
一、核酸的发现和研究工作进展
• 1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” • 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质 • 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 • 1968年 Nirenberg发现遗传密码 • 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 • 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 • 1985年 Mullis发明PCR 技术 • 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) • 1994年 中国人类基因组计划启动 • 2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架
O P O OH O HNADP+
N N
核苷酸
N H2 N
N
H
H N
N
O
O
O
HO--P HO--P
O--
O
HO--P HOH2C5′ O
4′
1′
O--
3′ 2′
OH OH
腺苷
AMP ADP ATP
各种核苷三磷酸和脱氧核苷三磷酸是体内合成RNA和 DNA合成的直接原料。
在体内能量代谢中的作用：
ATP——能量“货币” UTP——参加糖的互相转化与合成 CTP——参加磷脂的合成 GTP——参加蛋白质和嘌呤的合成