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核酸的分子结构
来源:医学全在线 更新:2007/12/3 字体:

  一、核酸的化学组成

  组成核酸的元素有C、H、O、N、P等,其中N含量约为15%~16%,磷含量为9%~10%。由于核酸分子中的磷含量比较恒定,因此,核酸定量测定的经典方法,是以测定磷含量代表核酸量。

  核酸经水解可得到多核苷核,因此核苷酸是核酸的基本单位,核酸就是由很多单核苷酸聚合形成的多核苷酸,核苷酸可被水解产生核苷和磷酸,核苷还可进一步水解,产生戊糖和含氮碱。因此,核酸是由含氮碱、戊糖及磷酸三种成分组成。

  含氮碱(简称碱基):核酸中的含氮碱简称碱基,是嘌呤碱(purine)与嘧啶碱(pyrimidine)的衍生物。RNA和DNA含有的共同碱基成分是腺嘌呤(adenine,A)、鸟嘌呤(guanine,G)和胞嘧啶(cytosine, C)。二者的区别是RNA含有尿嘧啶(uracil,U),而DNA含有胸腺嘧啶(thymine,T)。嘌呤和嘧啶都有酮-烯醇式互变异构现象,一般生理pH条件下呈酮式。它们的结构如下:

  有些核酸中含有修饰碱基(或稀有碱基),这些碱基大多是在上述嘌呤或嘧啶碱的不同部位甲基化(methylation)或进行其它的化学修饰而形成的衍生物。例如有些DNA分子中含有5-甲基胞嘧啶(m5C),5-羟甲基胞嘧啶(hm5C)。某些RNA分子中含有1-甲基腺嘌呤(m1A)、2,2-二甲基鸟嘌呤(m22G)和5,6-二氢尿嘧啶(DHU)等。医学.全在.线www.med126.com

  嘌呤碱和嘧啶碱一般多不易溶于水,对250~280nm波长的紫外光有较强的吸收,但对260nm光波的吸收能力最大。由于碱基是核酸的基本组成成分,因此,所有的核酸(包括DNA和RNA)其共同特点是对260nm处的紫外光有最大的吸收值。

  核酸分子中碱基的克分子数与磷的克原子数相等,所以可根据核酸溶液中的磷含量及紫外光的吸收值来测定核酸量。一般以每升核酸溶液中含1g磷原子为标准来计算核酸的吸光率,这称为克原子磷吸光率或克原子磷消光系数[ε(p)],ε(p)的计算式为:

  ε(p)=A/Cl

  A为吸光度(光密度),1为比色杯内径,通常为1.0cm;C为每升核酸溶液中磷的克原子数。

  C= 每升溶液中磷重(wg)/30.98  ε(p)=30.98A/wl

  一般DNA的ε(p)=6000~8000;RNA为7000~10000

  现将DNA和RNA的化学组成归纳如表18-1:

表18-1

 

RNA

DNA

嘌呤碱

腺嘌呤鸟嘌呤

腺嘌呤鸟嘌呤

嘧啶碱

胞嘧啶尿嘧啶

胞嘧啶胸腺嘧啶(或5-甲基胞嘧啶)

戊糖

核糖

脱氧核糖

磷酸

磷酸

磷酸

 

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