【正文】 呤環(huán)同離子交換樹脂的非極性吸附比嘧啶環(huán)大許多倍，抵消了 AMP和 GMP之間正電荷的差別，故洗脫順序是： UMP → GMP → CMP → AMP。含氮堿基的解離度則有明顯的差別，分別為 CMP(+) AMP(+) GMP(+) UMP(0)。在這個 pH下，第二磷酸基尚未解離，所以這一 pH為該核苷酸的等電點。圖 212表示了四種核苷酸在不同 pH下的紫外吸收光譜。A(Ap4A)，在哺乳動物中 Ap4A含量與細胞生長速度有正相關。 在細菌的培養(yǎng)基中缺少某種必需氨基酸時，幾秒鐘內(nèi)即發(fā)生 GTP+ATP →ppGpp或 pppGpp的反應。許多藥物和神經(jīng)遞質(zhì)也是通過 cAMP發(fā)揮作用的。, 539。其它核苷三磷酸參與特定的代謝過程，如 UTP參加糖的互相轉(zhuǎn)化與合成， CTP參加磷脂的合成，GTP參加蛋白質(zhì)和嘌呤的合成等等 。 monophosphate and adenylic acid. Also shown is the nucleoside 339。一磷酸簡稱為核苷一磷酸或核苷酸。和 539。， 339。取代基團用英文小寫字母表示，堿基取代基團的符號寫在核苷單字符號的左下角，核糖取代基團的符號寫在右下角，取代基團的位置寫在取代基團符號的右上角，取代基的數(shù)量則寫在右下角。碳原子相連，這是一種碳苷，因為戊糖與堿基的連接方式較特殊，也稱為假尿苷。 堿基可用英文名稱前 3個字母表示，如腺嘌呤 (adenine)為Ade，鳥嘌呤 (guanine)為 Gua，胞嘧啶 (cytosine)為 Cyt，尿嘧啶(uracil)為 Ura，胞腺嘧啶 (thymine)為 Thy，亦可用英文名稱的第一個字母表示，分別為 A、 G、 C、 U和 T，近些年單字符號使用更多。 tRNA中的修飾堿基種類較多，含量不等，某些 tRNA中的修飾堿基可達堿基總量的 10％或更多。 某些類型的 DNA含有比較少見的特殊堿基，稱 稀有堿基 。 DNA中的核糖通常為 C339。 339。 Conformations of ribose. In solution, the straightchain (aldehyde) and ring (furanose) forms of free ribose are in equilibrium. RNA contains only the ring form, Dribofuranose. Deoxyribose undergoes a similar interconversion in solution, but in DNA exists solely as 2180。此外，近些年發(fā)現(xiàn)不少小分子 RNA有重要的調(diào)節(jié)功能和催化功能。此外，原核生物含有較小的質(zhì)粒 DNA，真核生物的線粒體、葉綠體等細胞器也含有較小的 DNA，細胞器 DNA約占真核生物 DNA總量的 5%。 1952年 Hershey和 Chase分別用 35S標記噬菌體 T2的蛋白質(zhì)，用 32P標記噬菌體 T2的 DNA，然后感染大腸桿菌，說明噬菌體的 DNA進入細菌后，合成了由其編碼的外殼蛋白質(zhì)，進一步證明 DNA是遺傳物質(zhì)，其實驗的過程如圖 21所示。而 DNA相對分子質(zhì)量小，只含 4種不同的堿基，人們一度認為不同種的有機體的核酸只有微小的差異。 20世紀 50年代以前，盡管已證明了生物體普遍含有 DNA和RNA，但由于四核苷酸假說的影響，核酸的研究未能引起足夠重視。 Kossel的學生 Levene于 1909年發(fā)現(xiàn)酵母的核酸含有核糖， 1929年發(fā)現(xiàn)核酸中的堿基主要是腺膘呤、鳥膘呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶，并證明堿基、核糖、磷酸可以組成核苷酸，核酸則是由核苷酸組成的。因此，對生命科學工作者而言，掌握核酸的結(jié)構(gòu)和功能是至關重要的。1953年 Watson和 Crick提出 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，從此，核酸的研究成了生命科學中最活躍的領域之一。分子生物學和分子遺傳學等新興學科隨之興起，極大地推動了生命科學的發(fā)展進程。 DNA是主要的遺傳物質(zhì) 1869年 Miescher從細胞核中分離出含磷很高的酸性化合物，稱為核素(nuclein)， 1889年 Altman制備了不含蛋白質(zhì)的核酸制品，命名為 核酸 (nucleic acid) 。1930年 Levene發(fā)現(xiàn)動物細胞的核酸含有一種特殊的核糖即脫氧核糖 , 得出了一個錯誤概念 : 植物核酸含核糖，動物核酸含脫氧核糖。 1943年 Chargaff等證明 DNA中 4種堿基的比例并不相等，四核苷酸假說開始受到質(zhì)疑。 （ 2）認為轉(zhuǎn)化實驗中 DNA并未能提得很純，還附有其它物質(zhì)。 The HersheyChase experiment. Two batches of isotopically labeled bacteriophage T2 particles were prepared. One was labeled with 32P in the phosphate groups of the DNA, the other with 35S in the sulfurcontaining amino acids of the protein coats (capsids). (Note that DNA contains no sulfur and viral protein contains no phosphorus.) The two batches of labeled phage were then allowed to infect separate suspensions of unlabeled bacteria. Each suspension of phageinfected cells was agitated in a blender to shear the viral capsids from the bacteria. The bacteria and empty viral coats (called ―ghosts‖) were then separated by centrifugation. The cells infected with the 32Plabeled phage were found to contain 32P, indicating that the labeled viral DNA had entered the cells。不同生物體中 DNA的結(jié)構(gòu)差別 (或 RNA病毒中 RNA的結(jié)構(gòu)差別 )，決定了其所含蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量有所差別，因而表現(xiàn)出不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)和代謝類型。 核酸的組成成分 核酸可以水解成核苷酸，核苷酸可以水解成磷酸和核苷，核苷可以水解成戊糖和堿基，堿基可以分成多種類型。deoxyDribofuranose. 在核酸中，戊糖的第一位與堿基形成糖苷鍵，形成的化合物稱核苷。…… ，以區(qū)別于各堿基雜環(huán)中的原子編號。內(nèi)式，或C239。如小麥胚 DNA含有較多的 5甲基胞嘧啶，在某些噬菌體(細菌病毒 )中含有 5羥甲基胞嘧啶。 此外，修飾堿基常常扮演信號傳導信使分子、營養(yǎng)因子、輔酶等角色，并對核酸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性起著重要作用。 核苷 核苷 (nucleoside)是戊糖和含氮堿生成的糖苷，核糖的 139。 由嘌呤形成的核苷可以有 順式和反式 兩種結(jié)構(gòu)類型，嘧啶形成的核苷只有反式構(gòu)象是穩(wěn)定的，在順式結(jié)構(gòu)中，C2位的取代基與糖殘基存在空間位阻 (圖 28)。如5甲基脫氧胞苷的符號為 m5dC，而 N6, N6二甲基腺嘌呤的符號為 m26A。和 539。脫氧核苷酸，各種核苷酸的結(jié)構(gòu)已經(jīng)用有機合成等方法證實。各種核苷酸在文獻中通常用英文縮寫表示，如腺苷酸為 AMP，鳥苷酸為 GMP。AMP. 其他單核苷酸也可以產(chǎn)生相應的二磷酸或三磷酸化合物。 生物體內(nèi)的 AMP可與一分子磷酸結(jié)合，生成腺苷二磷酸(ADP)， ADP再與一分子磷酸結(jié)合，生成 腺苷三磷酸 (adenosine triphosphate, ATP, 圖 210)。 環(huán)狀腺苷酸 (339。 cGMP是 cAMP的拮抗物，二者共同在細胞的生長發(fā)育中起重要的調(diào)節(jié)作用。在 ppGpp或 pppGpp的作用下，細菌會嚴格控制代謝活動以減少消耗，加快體內(nèi)原有蛋白質(zhì)的水解以獲取所缺的氨基酸，并用以合成生命活動必需的蛋白質(zhì)，從而延續(xù)生命。核苷酸及其衍生物在調(diào)控方面的作用，已成為生物體調(diào)控機制研究的一個重要領域。利用堿基紫外吸收的差別，可以鑒定各種核苷酸。當 pH小于等電點時，該核苷酸帶凈正電荷。這樣，所有核苷酸都帶凈負電荷，且?guī)ж撾姾傻亩嗌俑鞑幌嗤? 核酸的一級結(jié)構(gòu) 實驗證明 DNA和 RNA都是沒有分支的多核苷酸長鏈，鏈中每個核苷酸的 339。, 539。由相間排列的戊糖和磷酸構(gòu)成核酸大分子的主鏈，而代表其特性的堿基則可以看成是有次序地連接在其主鏈上的側(cè)鏈基團。 339。羥基結(jié)合，如 pApCpGpU。羥基是游離的。在不需要標明核酸酶的水解部位時，上述簡寫式中的 p亦可省去，用連字符代替，如 pACGU，或?qū)⑦B字符也省去，寫成 pACGU。 DNA 的二級結(jié)構(gòu) DNA 雙鏈的螺旋型空間結(jié)構(gòu)稱 DNA的二級結(jié)構(gòu) (secondary structure of DNA)。 用高度定向的 DNA纖維得到的高質(zhì)量 X光衍射照片 關于堿基成對的證據(jù) Chargaff等應用層析法對多種生物 DNA的堿基組成進行分析，發(fā)現(xiàn) DNA中腺嘌呤和胸腺嘧啶的數(shù)目基本相等，胞嘧啶 (包括 5甲基胞嘧啶 )和鳥嘌呤的數(shù)目基本相等，這一規(guī)律被稱作 Chargaff規(guī)則 (Chargaff‘s rules)。在 pH小于 ，加入一定量的酸不會引起 pH的明顯變化，這是堿基的 N原子結(jié)合 H+的結(jié)果，當 pH大于 11時，加入一定量的堿，不會引起pH值的明顯變化，這是堿基烯醇式羥基解離的結(jié)果。 DNA結(jié)構(gòu)： 1962生理學或醫(yī)學獎 蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)： 1962化學獎 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點 (1) DNA分子由 兩條方向相反的平行多核苷酸鏈 構(gòu)成，一條鏈的 539。根據(jù)分子模型計算，一條鏈上的嘌呤堿必須與另一條鏈上的嘧啶堿相匹配，其距離才正好與雙螺旋的直徑相吻合。如果DNA的兩條鏈分開，任何一條鏈都能夠按堿基配對的規(guī)律合成與之互補的另一條鏈。糖環(huán)平面與螺旋軸基本平行，磷酸基連在糖環(huán)的外側(cè)。 由于雙螺旋每轉(zhuǎn)一周有 10個堿基對，相鄰堿基平面之間會繞著雙螺旋的螺旋軸旋轉(zhuǎn) 36o，或者說，堿基平面之間有 36o的錯位，這不利于形成堿基堆積力。 dots represent endon views down the glycosidic bonds). Clockwise rotation (as shown here) has a positive sign. (c) The two bases on the lefthand strand of DNA in (a) also show positive propellor twist (a clockwise rotation of the two bases in (a) as viewed from the lef