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(gè)特點(diǎn):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(cè)定的經(jīng)典方法,是以測(cè)定P含量來(lái)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(jìn)一步水解,產(chǎn)生戊糖和含氮堿基(圖15-1)。
圖15-1 核酸的組成
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。它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見圖示。
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(jìn)化中具有重要作用。
有些核酸中還含有修飾堿基(modified component),(或稀有堿基,unusual com ponent),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(jìn)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。醫(yī)學(xué)全在線www.med126.com
嘌呤和嘧啶環(huán)中含有共軛雙鍵,對(duì)260nm左右波長(zhǎng)的紫外光有較強(qiáng)的吸收。堿基的這一特性常被用來(lái)對(duì)堿基、核苷、核苷酸和核酸進(jìn)行定性和定量分析。