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核酸化学
1.4.3第三章 核酸化学
第三章 核酸化学
学习目标
知识目标
（1）阐述核酸的元素组成、组成成分及组成单位。
（2）描述DNA、mRNA、tRNA和rRNA的结构特点。
（3）阐述核酸的变性、复性、杂交等基本概念，并列举其应用。
（4）了解核酸的性质、体内重要的游离核苷酸及其衍生物的功能。
（5）概括核酸提取的有关原理和注意事项。
能力目标
（1）至少会用一种方法完成核酸的含量测定。
（2）具备核酸类药物在使用、储存和运输中的基本技能。
核酸是生物体的基本组成物质，是重要的生物大分子，从高等的动物、植物到简单的病毒都含有核酸。
核酸是遗传信息的载体。
1869年，年轻的瑞士科学家Miescher从脓细胞核中分离出一种含有C、H、O、N和P的物质，当时称为核素。
因发现核素显酸性，后又改称为核酸，意即来自细胞核的酸性物质。
随后，Hoppe－Seyler从酵母中分离出一种类似的物质，即现在的RNA。
自那之后，核酸研究并非非常顺利。
直到1909年，美国生物化学家Owen发现核酸中的糖分子是由5个碳原子组成的核糖。
1930年，他又发现Miescher在绷带上发现的核酸中的糖分子比Hoppe－Seyler发现的“酵母核酸”中的糖分子少了1个氧原子，因此将这种糖分子称为脱氧核糖，含两种不同糖分子的核酸分别称为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
1934年，Owen将核酸水解，证明核酸的基本组成单位是核苷酸。
同时，在这一时期还证明了核苷酸是由碱基、戊糖和磷酸组成。
20世纪50年代初，Chargaff发现DNA的嘌呤和嘧啶组成有其特殊规律。
1953年，Watson和Crick提出了DNA的双螺旋结构模型。
从此，核酸的研究经历了基因克隆、人类3×109个碱基对（basepair，bp）的基因测序，开始进入基因组学研究阶段。
1.4.3.1第一节 核酸的化学组成
第一节 核酸的化学组成
一、核酸的元素组成
组成核酸的元素有C、H、O、N、P5种，其中磷的含量在各种核酸中变化范围不大，平均含磷量为9%～10%。
因而，可通过测定生物样品中磷的含量来计算样品中核酸含量。
二、核酸的基本组成单位——核苷酸
核酸在核酸酶的作用下水解为核苷酸，因此核酸的基本组成单位是核苷酸。
为区别多、寡核苷酸，故将核苷酸也称为单核苷酸。
核苷酸完全水解可释放出等摩尔量的碱基、戊糖和磷酸。
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核苷酸的利用
调味料：
鸟苷酸（GMP）、肌苷酸（IMP）等核苷酸属于呈味性核苷酸，除了本身具有鲜味之外，在和左旋谷氨酸（味精）组合时，还有提高鲜味的作用，可作为调料、汤料的原料使用。
食品添加剂：
母乳中含有尿苷酸（UMP）、胞苷酸（CMP）、腺苷酸（AMP）、鸟苷酸（GMP）、肌苷酸（IMP）等多种核苷酸，对提高婴儿的免疫调节功能和记忆力发挥着作用。
在欧美等国家生产的婴儿奶粉均按照母乳中的含量添加微量核苷酸，也有添加RNA的例子。
药物：
核苷酸作为药物，可抑制尿道发炎，在美国也有作为免疫调节剂给手术后的患者使用的例子。
（一）核苷酸的组成成分
1．碱基
核酸中的碱基主要有嘧啶碱（pyrimidinebase）和嘌呤碱（purinebase）两种。
（1）嘧啶碱：
嘧啶碱是含有两个相间氮原子的六元杂环化合物。
核酸中主要的嘧啶碱衍生物有三种：
胞嘧啶（cytosine，C）、胸腺嘧啶（thymine，T）和尿嘧啶（uracil，U）。
（2）嘌呤碱：
嘌呤碱由嘧啶环与咪唑环合并而成。
核酸中的嘌呤碱主要有两种，即腺嘌呤（adenine，A）和鸟嘌呤（guanine，G）。
（3）稀有碱基：
核酸中还有一些含量甚少的碱基，称为稀有碱基（或修饰碱基）。
常见的稀有嘧啶碱基有5－甲基胞嘧啶、5，6－二氢尿嘧啶等；常见的稀有嘌呤碱基有7－甲基鸟嘌呤、N6－甲基腺嘌呤等。
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20世纪90年代，人类基因工程启动，科学家每天人工测序5000对碱基。
21世纪初期，自动测序仪每天可以测序10万对碱基，而现在，每天可以测序250亿对碱基。
但是，目前要分析人类所有的基因仍然需要至少几周的时间。
韩国KAIST的研究人员让一个DNA通过纳米通道，每个碱基就会附着在石墨纳米带状体上几微秒。
通过改变石墨导电性能的方式分离四种碱基——腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤。
这样基因测序可以通过观察导电性变化，更快更准确地进行。
预计可以在1h内分析30亿对碱基，这对于基因组测序研究而言具有重要的意义。
这项研究对于基因和生物工程领域研究意义重大，而且还能够为疑难杂症的治疗提供解决方案。
这种方法还将推进基于基因信息的医疗、基因突变、遗传性疾病、个体和适应性疾病的发展，甚至推进人类进化研究的进程。
2．戊糖
核酸中所含的糖是核糖（D－ribose）和脱氧核糖（deoxy－D－ribose），均属于戊糖。
戊糖都是以β－D－呋喃糖的环状形式存在。
由于环状糖中的第1位碳原子（C1′）是不对称碳原子，所以有α－及β－两种构型。
核酸中所含的戊糖均为β－型。
核糖中的C2′—OH脱氧后形成脱氧核糖（2′－deoxy－D－ribose）。
核糖上的碳原子序号上加“′”，是为了区别于碱基上的碳原子序号。
（二）核苷酸的分子结构
1．核苷
由一个戊糖（核糖或脱氧核糖）和一个碱基（嘌呤碱或嘧啶碱）缩合而成。
戊糖第1位碳原子（C1′）上的羟基与嘌呤碱第9位氮原子（N9）或嘧啶碱第1位氮原子（N1）上的氢缩合脱水形成糖苷键。
核糖与碱基通过糖苷键连成核糖核苷，脱氧核糖与碱基通过糖苷键连成脱氧核糖核苷。
2．核苷酸
核苷酸由磷酸与一分子核苷通过磷酸酯键连成。
核苷中戊糖的羟基与磷酸作用形成磷酸酯键，核苷与磷酸通过磷酸酯键连接成的化合物即为核苷酸。
核苷酸分为核糖核苷酸（nucleosidemonophosphate，NMP）和脱氧核糖核苷酸（deoxynucleosidemonophosphate，dNMP），分别由核糖核苷和脱氧核糖核苷与磷酸作用形成。
体内通常由核糖核苷的戊糖C5′的自由羟基（—OH）与磷酸形成酯键，构成5′－核苷酸。
构成DNA和RNA的8种常见核苷酸的组成比较如表3－1所示。
表3－1 两类核酸的主要碱基、核苷及核苷酸组成
三、体内重要的游离核苷酸及其衍生物
1．多磷酸核苷酸
结合一个磷酸的核苷酸称为核苷一磷酸（NMP），因此，游离的5′－腺苷酸（AMP）和5′－脱氧腺苷酸（dAMP）分别称为腺苷一磷酸和脱氧腺苷一磷酸。
结合两个和三个磷酸的，则分别称为核苷二磷酸（NDP）和脱氧核苷三磷酸（NTP），又统称为多磷酸核苷酸，结构如图3－1所示。
图3－1 AMP、ADP、ATP的结构示意图
核苷三磷酸（NTP和dNTP）是合成核酸（DNA和RNA）的直接原料。
2．体内重要的核苷酸衍生物
（1）环化核苷酸：
细胞中普遍存在两种环化核苷酸：
3′，5′－环腺苷酸（cAMP）和3′，5′－环鸟苷酸（cGMP），其结构如下：
环化核苷酸不是核酸的组成成分，在细胞中含量很少，但有重要的生理功能。
现已证明，两者均可作为激素的第二信使，在细胞的代谢调节中有重要作用。
（2）辅酶类核苷酸：
一些核苷酸的衍生物是重要的辅酶（辅基），如辅酶NAD＋（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，辅酶Ⅰ）、NADP＋（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，辅酶Ⅱ）、FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）等。
1.4.3.2第二节 核酸的结构与功能
第二节 核酸的结构与功能
核酸是生物体内重要的生物大分子化合物，参与遗传信息的储存、转录和表达。
这些生物学功能都与其复杂的化学结构密切相关。
核酸是核苷酸的多聚化合物。
一个核苷酸C3′上的羟基与另一个核苷酸C5′上的磷酸缩合脱水形成3′，5′－磷酸二酯键，多个核苷酸经3′，5′－磷酸二酯键构成一条没有分支的线性大分子，称为多聚核苷酸链，3′，5′－磷酸二酯键是核酸的主键。
由核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸通过3′，5′－磷酸二酯键相连组成的多聚核苷酸链是所有RNA或DNA的共同结构。
这一连接方式决定了多聚核苷酸链具有方向性，每条多聚核苷酸链上具有两个不同末端，戊糖5′磷酸基指向的一端称为5′末端，戊糖3′羟基指向的一端称为3′末端。
习惯上将5′端写在左边，将3′端写在右边，即按5′→3′书写。
5′……ACTACGGUA……3′
一、DNA的结构
（一）DNA的一级结构
多数DNA分子是由两条多聚脱氧核苷酸链构成的双链分子，两条链中脱氧核苷酸可按一定的顺序通过磷酸二酯键相连而成，从而形成了每一种DNA分子特定的核苷酸序列。
DNA分子的核苷酸排列顺序，称为DNA的一级结构。
DNA分子的序列特征代表其一级结构特征，同时记录有相应的遗传信息。
分析DNA分子的一级结构对阐明DNA结构与功能的关系具有重要的意义。
（二）DNA的二级结构
1953年，Watson和Crick根据DNA的X线衍射分析数据和碱基分析数据，提出了DNA的双螺旋结构模型（图3－2），确定了DNA的二级结构形式，大大推动了生物学的发展。
图3－2 DNA的双螺旋结构的三种结构模型
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DNA分子双螺旋结构模型的诞生
20世纪50年代初，英国科学家威尔金斯（Wilkins）等用X线衍射技术对DNA结构研究了3年，意识到DNA是一种螺旋结构；另一方面，女物理学家富兰克林拍到一张十分清晰的DNA的X线衍射照片。
1952年5月，威尔金斯向克里克（Crick）介绍了这张照片。
当时克里克正与美国青年生物学家沃森（Watson）在卡文迪许实验室研究DNA结构。
美国的查尔加夫（Chargaff）在脱氧核糖核酸的研究中，发现A（%）＝T（%）、G（%）＝C（%）的事实，克里克立即意识到，嘌呤碱和嘧啶碱的数目相等意味着只有一种可能，那就是他们之间互相以配对的形式存在，于是他提出了DNA中嘌呤碱与嘧啶碱的碱基配对的假设。
1953年4月25日，克里克与沃森在《自然》杂志上发表了一篇短文，宣告DNA分子双螺旋结构模型的诞生。
1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人同时获得了诺贝尔生理和医学奖。
DNA双螺旋结构模型的要点如下。
（1）两条平行的多聚核苷酸链，以相反的方向（即一条由5′→3′，另一条由3′→5′）围绕着同一个（想象的）中心轴，以右手旋转方式构成双螺旋结构。
（2）疏水的嘌呤碱基和嘧啶碱基平面层叠于螺旋的内侧，亲水的磷酸基和脱氧核糖以磷酸二酯键相连形成的骨架位于螺旋的外侧。
（3）内侧碱基呈平面状，碱基平面与中心轴垂直，脱氧核糖的平面与碱基平面几乎成直角。
每个平面上有两个碱基（每条链各一个）形成碱基对。
相邻碱基平面在螺旋轴之间的距离为0．34nm（1nm＝10）。
旋转夹角为36°，每10．5对核苷酸绕中心轴旋转一圈，故螺旋的螺距为3．4nm。
（4）双螺旋的直径为2nm。
沿螺旋的中心轴形成的大沟（majorgroove）和小沟（minorgroove）交替出现。
DNA双螺旋之间形成的沟称为大沟，而两条DNA链之间形成的沟称为小沟。
（5）两条链被碱基对之间形成的氢键稳定地维系在一起。
在双螺旋中，碱基总是腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，用A＝T表示；鸟嘌呤与胞嘧啶配对，用G≡C表示（图3－3）。
这种碱基配对也称为碱基互补。
因此，严格按照碱基互补的原则，当一条多核苷酸链的碱基顺序确定以后，即可推知另一条互补链的碱基顺序。
碱基互补原则是DNA双螺旋结构最重要的特性，其重要的生物学意义在于，它是DNA的复制、转录以及反转录的分子基础。
图3－3 碱基通过氢键互补配对
（三）DNA的高级结构
在细胞内，DNA分子在双螺旋结构基础上进一步扭曲螺旋，形成DNA的三级结构。
细菌质粒、某些病毒及线粒体的环状DNA分子，多扭曲成所谓“麻花”状的超螺旋结构，即DNA的三级结构（图3－4）。
在真核细胞中，线状的双螺旋DNA分子先围绕组蛋白核心盘绕形成核小体结构，核小体中的DNA呈现超螺旋状态，许多核小体由DNA相连构成串珠状结构，串珠状结构进一步盘绕压缩成染色质结构。
染色质是DNA的载体，其结构和状态的改变会引起DNA功能、活性状态和稳定性的改变。
图3－4 环状DNA的三级结构示意图
二、RNA的结构与功能
RNA依不同的功能和性质，主要分为三类：
信使RNA（messengerRNA，mRNA）、核糖体RNA（ribosomeRNA，rRNA）和转移RNA（transferRNA，tRNA）。
它们都参与蛋白质的生物合成。
1．tRNA
tRNA约占RNA总量的15%，通常以游离的状态存在于细胞质中。
tRNA由75～90个核苷酸组成，相对分子量在25000左右，在三类RNA中它的相对分子量最小。
它的功能主要是携带活化了的氨基酸，并将其转运到与核糖体结合的mRNA上用以合成蛋白质。
细胞内tRNA种类很多，每一种氨基酸都有特异转运它的一种或几种tRNA。
2．rRNA
rRNA是细胞中含量最多的一类RNA，占细胞中RNA总量的80%左右，是细胞中核糖体的组成部分。
核糖体（ribosome）或称核蛋白体，是一种亚细胞结构，由直径为10～20nm的微小颗粒构成。
rRNA约占核糖体的60%，其余40%为蛋白质。
核糖体是蛋白质合成的场所。
无论细菌，还是真核细胞的核糖体都是由大小不等的两个亚基组成，如大肠杆菌的核糖体中两个亚基所含的rRNA分别为23SrRNA和16SrRNA。
3．mRNA
mRNA占细胞中RNA总量的3%～5%，相对分子量极不均一，一般为0．5×106～2．0×106。
mRNA是合成蛋白质的模板，传递着DNA的遗传信息，决定着每一种蛋白质肽链中氨基酸的排列顺序，所以细胞内mRNA的种类很多。
mRNA是三类RNA中最不稳定的，它代谢活跃、更新迅速，原核生物（如大肠杆菌）mRNA的半衰期只有几分钟，真核细胞中的mRNA寿命较长，可达几小时以上。
（一）转运核糖核酸（tRNA）的分子结构与功能
（1）tRNA的有些区段经过自身回折形成双螺旋区，具有相似的二级结构：
三叶草形结构（图3－5）。
其中的双螺旋区称为臂，不能配对的部分称为环，大多数tRNA由4个臂和4个环组成。
①氨基酸臂：
含有5～7个碱基对，3′－末端均为－CCA—OH结构，其中腺苷酸的C3′—OH为结合氨基酸的位点。
图3－5 tRNA的二级结构
②反密码子环：
与氨基酸臂相对的环，由7个核苷酸组成，环中部由3个核苷酸组成反密码子。
在与蛋白质生物合成时，tRNA通过反密码子环辨认识别mRNA上相应的密码子，使其携带的氨基酸“对号入座”，参与蛋白质的装配。
二级结构进一步折叠形成三级结构。
所有tRNA的三级结构均呈倒“L”形，其反密码子环和氨基酸臂分别位于倒“L”的两端（图3－6）。
图3－6 tRNA的三级结构
（2）tRNA是携带转运氨基酸的工具，一般由74～95个核苷酸构成。
一种氨基酸可有一种或一种以上的tRNA转运，但是每一种tRNA只能运载一种氨基酸。
不同氨基酸的tRNA的简写符号是在tRNA的右上角标注3个字母的氨基酸英文简称，如tRNAMet、tRNATyr分别是转运甲硫氨酸和酪氨酸的tRNA。
（二）核糖体核糖核酸（rRNA）的分子结构与功能
原核生物有三种rRNA，分别为5S、16S、23S的rRNA。
真核生物有四种rRNA，分别为5S、5．8S、18S、28S的rRNA。
不同rRNA的碱基比例和碱基序列各不同，分子结构基本上都是由部分双螺旋和部分单链突环相间排列而成。
图3－7显示的是大肠埃希菌5SrRNA的结构。
细胞中的rRNA含量丰富，与蛋白质一起构成核糖体（又称核蛋白体），核糖体是蛋白质合成的场所。
图3－7 大肠埃希菌5SrRNA的结构示意图
（三）信使核糖核酸（mRNA）的分子结构与功能
（1）mRNA是活化基因转录形成的产物，是蛋白质合成的模板。
真核细胞成熟的mRNA的结构有如下特征（图3－8）。
图3－8 真核细胞mRNA结构示意图
①3′－末端有80～250个腺苷酸残基连接成的多聚腺苷酸［poly（A）］的结构，称为poly（A）尾结构。
②5′－末端有一个特殊的5′－帽结构：
m7Gppp。
研究认为，mRNA的帽和尾的结构与mRNA从细胞核到细胞质的转移及mRNA的稳定性和调控翻译的起始有关。
（2）一个完整的mRNA包括5′非翻译区、编码区和3′非翻译区。
mRNA的编码区从5′端的AUG开始，每3个核苷酸为一组，以决定肽链上的一个氨基酸，称为三联体密码或密码子。
AUG是起始密码子，由AUG及其后面连续的三联体密码组成的核苷酸序列称为开放阅读框（openreadingframe，ORF），ORF是多肽链的编码序列，ORF终止于终止密码子（如UAG）。
（3）在细胞内，mRNA含量很低，但种类非常多。
不同组织细胞及细胞在发育的不同时期活化基因的种类不一样，转录形成的mRNA种类也就不一样。
1.4.3.3第三节 核酸的理化性质及其应用
第三节 核酸的理化性质及其应用
一、核酸的紫外吸收特性
嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键，有很强的紫外吸收特性，使得核酸也具有紫外吸收的特性，最大吸收峰在260nm附近（图3－9）。
因此，可以用紫外吸收值A260nm对样品进行定量分析。
图3－9 不同状态DNA的紫外吸收光谱
注：
1为天然DNA；2为变性DNA；3为降解的DNA。
图3－10 DNA热变性曲线
二、核酸的变性、复性与杂交
1．核酸的变性
核酸的变性是指在某些理化因素作用下，核酸分子中双螺旋之间的氢键断裂，使其空间结构被破坏（一级结构不变）的过程。
DNA分子变性时，双链会解成单链；RNA分子变性时，局部双螺旋解开，形成线性单链结构。
引起核酸变性的因素有化学因素（如强酸、强碱、尿素等）和物理因素（如高温等）。
核酸变性后，致使双螺旋内侧的碱基外露，对波长为260nm的紫外光吸收明显增强，此现象称为增色效应。
升高温度而引起的DNA变性称为DNA热变性，又称为DNA的解链或熔解作用。
DNA热变性一般在较窄的温度范围内发生，就像晶体在熔点时突然熔化一样。
DNA的热变性曲线（图3－10）显示：
DNA在狭窄温度范围内，其吸光度值A260nm发生“突变”。
将突变区的中点所对应的温度（即有一半DNA发生变性的温度）称为解链温度或熔解温度，用Tm表示。
研究发现，Tm的大小与DNA的碱基组成有关，G、C含量高的DNA其Tm值高，这是因为G－C碱基对之间有三个氢键，从而提高了DNA的稳定性。
研究发现，在离子浓度较高的溶液中，DNA的Tm值也较高。
2．DNA复性
变性后DNA在适宜条件下，两条彼此分开的互补链可重新恢复成双螺旋结构，这个过程称为DNA的复性。
热变性的DNA经缓慢冷却而复性的过程称为退火。
DNA复性后，对紫外光的吸收明显减弱，这种现象称为减色效应。
3．核酸的杂交
将不同来源的DNA经热变性后降温，使其复性。
在复性过程中由于异源的DNA单链之间具有一定的互补序列，它们可以结合形成杂交的DNA分子，DNA与互补的RNA之间也能形成杂交分子。
形成这些杂交分子的过程，统称为核酸分子杂交。
用标记（放射性或非放射性标记）的已知序列的单核苷酸片断作为探针，通过核酸分子杂交技术，既可以定性或定量检测目标DNA或RNA片段，又可以进行基因结构分析、基因定位、遗传病的诊断及亲子鉴定等。
核酸杂交技术可分为Southern印迹杂交、Northern印迹杂交、斑点杂交、原位杂交等类型。
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核酸杂交技术
Southern印迹杂交：
实验室利用杂交检测DNA的一种方法。
该方法由英国分子生物学家E．M．Southern建立，是指将经限制性内切酶酶切后的DNA样品电泳分离，用碱溶液处理电泳凝胶使DNA变性后转移到硝酸纤维素膜上（硝酸纤维素膜只吸附变性DNA）。
首先将膜在80℃下烘烤4～6h，使DNA能牢固地吸附在硝酸纤维素膜上，再用含变性鲑鱼精子DNA（该DNA与哺乳动物DNA同源性差）的预杂交液封闭膜上非特异性的吸附位点，然后与标记的DNA探针进行杂交，将膜进行洗涤以除去未杂交的标记物，最后将硝酸纤维素膜烘干后进行放射自显影，观察杂交情况并进行分析。
Northern印迹杂交：
实验室利用杂交检测RNA的一种方法，其基本原理和过程与Southern印迹杂交相似。
斑点杂交：
将DNA或RNA变性后直接点样到硝酸纤维素膜上进行杂交检测的方法，该方法简单、快速。
原位杂交：
将DNA或RNA保持在原位（细胞或组织切片中），经适当处理后进行杂交检测的方法。
DNA指纹技术
生物个体间的差异本质上是DNA分子序列的差异，人类不同个体（同卵双生除外）的DNA各不相同。
如人类DNA分子中存在着高度重复的序列，不同个体重复单位的数目不同，差异很大，但重复序列两侧的碱基组成高度保守，且重复单位有共同的核心序列。
因此，针对保守序列选择同一种限制性核酸内切酶，针对重复单位的核心序列设计探针，将人类基因组DNA经酶切、电泳、分子杂交及放射自显影等技术处理后，可获得检测的杂交图谱，杂交图谱上的杂交带数目和分子量大小具有个体差异性，这如同一个人的指纹图形一样各不相同。
因此，把这种杂交带图谱称为DNA指纹。
DNA指纹技术已被广泛应用于法医学（如物证检测、亲子鉴定等）、疾病诊断、肿瘤研究等领域。
结合DNA体外扩增技术，法医可以对现场检材（如一根毛发、一滴血、少许唾液、单个精斑等）的DNA指纹进行检测分析，与嫌疑对象进行比对，确定两者的关系，对刑事侦查具有非常重要的意义。
本章小结
核酸是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，分为DNA和RNA两大类。
核苷酸由碱基、戊糖和磷酸组成。
碱基分为嘌呤碱和嘧啶碱两类：
嘌呤碱有腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G）；嘧啶碱有胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）和胸腺嘧啶（T）。
戊糖包括核糖和脱氧核糖两种。
碱基与戊糖通过糖苷键连接形成核苷，核苷与磷酸通过磷酸酯键连接形成核苷酸，核苷酸之间通过3′，5′－磷酸二酯键连接成多聚核苷酸链。
DNA由含有A、G、C、T的脱氧核糖核苷酸组成；RNA由含有A、G、C、U的核糖核苷酸组成。
DNA的结构分为一级结构、二级结构和超螺旋结构。
其中，二级结构的要点包括右手螺旋的双链结构、严格的碱基配对、相关数值及稳定因素。
DNA的功能是携带遗传信息。
RNA包括mRNA、tRNA、rRNA。
成熟的mRNA含有5′－末端的5′－帽结构和3′－末端的poly（A）尾结构，中间是编码序列。
tRNA的二级结构呈三叶草形，含有较多的稀有碱基。
rRNA与多种蛋白质构成核糖体。
mRNA的功能是蛋白质合成的直接模板；tRNA是氨基酸的载体；rRNA是蛋白质合成的场所。
核酸对260nm的紫外光有最大吸收峰。
核酸在强酸、强碱或加热的条件下可发生变性，其本质是双链间氢键被破坏从而解开成单链。
在适当条件下，热变性的DNA可重新形成双链DNA，这个过程称为复性。
能力检测
一、案例引导题
下图为研究人员通过亲和层析法纯化DNA疫苗时的层析图谱：
图中显示的DNA紫外吸收曲线洗脱峰所对应的是洗脱液体积，进行离心浓缩后所得到的DNA样品经琼脂糖凝胶电泳检测，呈单一条带。
分析思考：
（1）试解释DNA具有紫外吸收特性的原因？
（2）试说明测定洗脱液紫外吸收峰值的原因？
（3）假设洗脱液温度发生变化，此洗脱液紫外吸收峰的层析谱图是否会发生移位？
二、单项选择题
1．核酸中核苷酸之间是通过（ ）相连接的。
A．2′，5′－磷酸二酯键B．氢键
C．3′，5′－磷酸二酯键D．糖苷键
2．tRNA的分子结构特征是（ ）。
A．有反密码子环和3′－端有－CCA序列 B．有反密码子环和5′－端有－CCA序列
C．有密码子环 D．5′－端有－CCA序列
3．下列关于DNA分子中的碱基组成的定量关系哪个是不正确的？
（ ）
A．C＋A＝G＋T B．C＝G
C．A＝T D．
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