2.5核酸化学（课件）- 《环境生物化学》同步教学（机工版·2020）

2.5 核酸化学 2.5.1核酸概述 2.5.2核苷与核苷酸 2.5.3核酸的结构 2.5.4核酸的性质 2023年12月31日12时50分 198 第2章细胞内的生物分子化学 2.5.1 核酸概述 核酸(Nucleic acid)是生物体内极为重要的根本性的基本组成物质, 是一类重要的生物大分子。核酸水解后产生多个分子的核苷酸，因此，核酸是单核苷酸的多聚体，呈酸性，最初从细胞核中发现，故称核酸。 任何有机体，包括病毒、细菌、动物和植物，无例外地都含有核酸。 核酸占细胞干基的5-15%。生物体内的一些根本现象如个体的生育、生长、繁殖、遗传和变异等生命过程核酸都起着极为重要的作用。 天然核酸常常与蛋白质结合，称为核蛋白。 2023年12月31日12时50分 199 第2章细胞内的生物分子化学 1.核酸的类别与生物功能 脱氧核糖核酸(Desoxyribonucleic acid,简称DNA) 核酸 核糖核酸(ribonucleic acid,简称RNA) 核糖体RNA(ribosomal RNA, 简称r-RNA) 信使RNA(messenger RNA, 简称m-RNA) 转运RNA(transfer RNA, 简称t-RNA) 2023年12月31日12时50分 200 第2章细胞内的生物分子化学 （1）脱氧核糖核酸（DNA）是遗传物质 腺嘌呤-胸腺嘧啶型（A-T型） 鸟嘌呤-胞嘧啶型（G-C型） 生物体内DNA是细胞内最重要的生物大分子，它作为遗传物质携带着主宰生命过程的全部信息。DNA既决定着细胞的组成，形态和功能，又决定着细胞的生长、繁殖、分化和变异。 真核生物DNA主要存在于细胞核内由DNA与简单的碱性蛋白(组蛋白)构成的染色质（chromatin)中，线粒体和叶绿体中也含有。原核生物的遗传物质也都是DNA。 DNA分类 2023年12月31日12时50分 201 第2章细胞内的生物分子化学 （2）核糖核酸(RNA) 参与蛋白质的合成 90% 的RNA存在于细胞质中，10%存在于细胞核中。r-RNA主要存在于核糖体内。 RNA是 DNA的转录产物，它们的主要功能是参与蛋白质的合成。只有一些简单的RNA病毒，以RNA为遗传物质。 1）信使RNA(m-RNA) m-RNA约占细胞总RNA的5％左右，单链结构，不同细胞的m-RNA的链长和分子量的差异很大。 原核细胞m-RNA一般很不稳定，其代谢活跃，寿命较短，如细菌m-RNA的半衰期只有几分钟或几秒钟 真核细胞m-RNA一般寿命较长 m-RNA的功能是“转录”DNA上的遗传信息并指导蛋白质的生物合成。每—种蛋白质都有一种相应的m-RNA,因此细胞中含有多种不同的m-RNA。各种m-RNA分子大小也很不一致，其沉淀系数为8-30s，分子量0.2-2.0×108 ，m-RNA常与细胞质中核糖体结合。 2023年12月31日12时50分 202 第2章细胞内的生物分子化学 2）转运RNA(t-RNA) 约占细胞总RNA的10-15％，也称之为“受体RNA” 它的主要功能是在蛋白质生物合成过程中作为氨基酸的受体，携带活化的氨基酸到生长中肽链的正确位置。起转运氨基酸的作用，t-RNA有许多种，每种t-RNA专门转运—种特定的氨基酸。t-RNA根据它转运的氨基酸而命名的。如转运苯丙氨酸的t-RNA叫苯丙氨酸t-RNA(或t—RNApbc)。 t-RNA分子的大小很相似，链长一般在73～88个核苷酸之间，最长的有93个核苷酸（大肠杆菌Ser-t-RNA），沉降系数约为4s，分于量23000-28000，主要存在于细胞质的非颗粒部分。 2023年12月31日12时50分 203 第2章细胞内的生物分子化学 3）核糖体RNA(r-RNA) 约占细胞总RNA的80％，是核糖体的核酸 其结构为单链结构，是RNA分子量较大的，比较稳定。 核糖体大约含有40％的蛋白质和60％的RNA。由两个大小不同的亚基组成，是蛋白质合成的场所。 大肠杆核糖体的沉淀系数是70 s。它由30s亚基和50 s亚基构成的。这两个亚基中所包含的RNA的分子是分别为0.6×106(16SRNA)和1.1×106(23SRNA）。 哺乳动物的核糖体约为80S，具有40S和6