第三章核酸的生物有機(jī)化學(xué)（磷酸酯的生物有機(jī)化學(xué)）3.1簡介在活細(xì)胞的各種組分中，核酸是非常重要的生物大分子之一。在自然界中，生物能夠一代一代地遺傳下去，而且它們的各種生物特性得以繼續(xù)保留。

遺傳物質(zhì)是什么？

遺傳信息是如何傳遞的？

遺傳信息與蛋白質(zhì)的氨基酸順序有什么關(guān)系？在細(xì)胞中，遺傳物質(zhì)是一種特殊的生物大分子—DNA（脫氧核糖核酸）。DNA兼具儲(chǔ)存和傳遞“遺傳信息”的雙重功能。DNA遺傳信息的傳遞，主要是由三個(gè)步驟組成。第一步，DNA的復(fù)制。實(shí)際上是將親代DNA進(jìn)行拷貝，得到子代DNA的過程。子代DNA保留了親代DNA全部遺傳信息。第二步，由DNA轉(zhuǎn)錄成RNA（核糖核酸）。在這一步中，部分DNA的遺傳信息被轉(zhuǎn)錄到RNA上。第三步，RNA所攜帶的遺傳信息翻譯和表達(dá)成具有一定的氨基酸順序的蛋白質(zhì)。3.2核酸（DNA和RNA）的結(jié)構(gòu)核酸（nucleicacids）包括DNA（deoxyri-bonucleicacid）和RNA（ribonucleicacid）兩大類。DNA是最基本的遺傳信息物質(zhì)。RNA則起著幫助傳遞和表達(dá)遺傳信息的作用。它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上很相似都是鏈狀聚合物。1.構(gòu)成DNA和RNA的結(jié)構(gòu)單元分子DNA和RNA都是由結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)單元分子連連接而成的多聚體。DNA和RNA的結(jié)構(gòu)單元分子分別由三種簡單分子所組成，即戊糖、含氮堿基和磷酸。⑴戊糖：組成DNA結(jié)構(gòu)單元分子的是脫氧核糖（2-deoxyribose），組成RNA結(jié)構(gòu)單元分子的是核糖（ribose）。D-核糖D-2-脫氧核糖⑵含氮堿基和核苷：組成核酸結(jié)構(gòu)單元分子的含氮堿基有五種。其中兩個(gè)是嘌呤（purine）的衍生物：腺嘌呤（Adenine,A）和鳥嘌呤（Guanine,G）；三個(gè)是嘧啶（pyrimidine）的衍生物：胞嘧啶（Cytosine,C）、胸腺嘧啶（Thymine,T）和尿嘧啶（Uracil,U）。DNA中存在四種堿基：腺嘌呤(A)，鳥嘌呤(G)，胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)RNA中存在四種堿基：腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)腺嘌呤Ad鳥嘌呤Gu尿嘧啶Ur胞嘧啶Cy胸腺嘧啶Th尿嘧啶Ur胸腺嘧啶Th胞嘧啶Cy核苷的形成：*異頭碳：一個(gè)環(huán)化單糖的氧化數(shù)最高的碳原子。異頭碳具有一個(gè)羰基的化學(xué)反應(yīng)性。堿基＋核糖（脫氧核糖）核苷（脫氧核苷）糖苷鍵糖苷鍵：堿基與糖成苷的位置是糖的第一位碳原子與嘧啶堿的第一位氮原子，或與嘌呤堿的第九位氮原子相連。

嘌呤核苷（9-β-D-呋喃核糖核苷）

嘧啶核苷（β-D-呋喃核糖嘧啶）尿苷假尿苷⑶磷酸和核苷酸：核苷的核糖C5上的羥基與磷酸所形成的磷酸酯，稱為核苷酸(nucleotide)。核苷酸是構(gòu)成核酸(DNA和RNA)的結(jié)構(gòu)單元分子。核苷酸核苷酸＝糖＋堿基＋磷酸酯2.多聚核苷酸通過核苷酸的磷酸基與另一分子核苷酸的核糖C3上的羥基形成磷酸二酯橋相連而成的長鏈結(jié)構(gòu)化合物—多聚核苷酸，即DNA或RNA。大分子的形成：氨基酸是蛋白質(zhì)的單體核苷酸是DNA，RNA的單體氨基酸通過肽鍵連接成蛋白質(zhì)核苷酸通過磷酸二酯連接成多聚核苷酸(DNA，RNA)正如氨基酸通過酰胺鍵連接一樣，核苷酸通過磷酸酯鍵連接：（肽鍵）（二肽）RNA多核苷酸的結(jié)構(gòu)多核苷酸結(jié)構(gòu)的簡單圖解磷酸糖堿基

磷酸

糖堿基

磷酸

糖堿基

磷酸多聚核苷酸鏈具有如下特點(diǎn)：①多聚核苷酸是通過5'-3'磷酸二酯鍵連接而成。鏈的一端一般含有一個(gè)游離的5'-磷酸基，另一端則有一個(gè)游離的3'-羥基。多聚核苷酸鏈具有方向性，必須注明(如5'→3'或3'→5')。②多聚核苷酸是由含有不同堿基的核苷酸組成。因此具有一定的核苷酸順序，即核酸的堿基順序。核酸的堿基順序是核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)。核酸的堿基順序具有極其重要的生理意義。DNA的堿基順序本身就是遺傳信息儲(chǔ)存的分子形式。多聚核苷酸的結(jié)構(gòu)也可以簡化為：腺嘌呤胞嘧啶鳥嘌呤胸腺嘧啶胸腺嘧啶上述多聚核苷酸的核苷酸順序可表示為：5'PAP