【正文】 en 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。 Avery的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，加入蛋白酶和去除脂類并不影響 DNA引起的轉(zhuǎn)化作用，排除了上述質(zhì)疑，證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 （ 2）認(rèn)為轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中 DNA并未能提得很純，還附有其它物質(zhì)。 The AveryMacLeodMcCarty experiment. When injected into mice, the encapsulated strain of pneumococcus is lethal, whereas the nonencapsulated strain, like the heatkilled encapsulated strain, is harmless. Earlier research by the bacteriologist Frederick Griffith had shown that adding heatkilled virulent bacteria (harmless to mice) to a live nonvirulent strain permanently transformed the latter into lethal, virulent, encapsulated bacteria. Avery and his colleagues extracted the DNA from heatkilled virulent pneumococci, removing the protein as pletely as possible, and added this DNA to nonvirulent bacteria. The DNA gained entrance into the nonvirulent bacteria, which were permanently transformed into a virulent strain. 但由于四核苷酸假說(shuō)的影響，這一結(jié)果一度受到質(zhì)疑，理由是： （ 1）因認(rèn)為蛋白相對(duì)分子質(zhì)量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，二十種氨基酸的排列組合將是個(gè)天文數(shù)字，可作為一種遺傳信息。 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(shuō)開(kāi)始受到質(zhì)疑。 Levene還提出了核酸的“磷酸 核糖 (堿基 )磷酸”的骨架結(jié)構(gòu) , 解決了 DNA分子的線性問(wèn)題 , 并于 1935年提出“ 四核苷酸 ”學(xué)說(shuō) , 認(rèn)為這四種核苷酸的聚合體是構(gòu)成核酸的基本單位，這一觀點(diǎn)當(dāng)時(shí)得到了廣泛認(rèn)同，一度阻礙了對(duì)核酸的研究工作。1930年 Levene發(fā)現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞的核酸含有一種特殊的核糖即脫氧核糖 , 得出了一個(gè)錯(cuò)誤概念 : 植物核酸含核糖，動(dòng)物核酸含脫氧核糖。 1910年 Kossel證明核酸的主要成分是核糖、磷酸和堿基， 1924年 Feulgen根據(jù)核酸所含核糖的結(jié)構(gòu)差別，將核酸分為 核糖核酸 (ribonucleic acid, RNA)和 脫氧核糖核酸 (deoxyribonucleic acid, DNA)。 DNA是主要的遺傳物質(zhì) 1869年 Miescher從細(xì)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) ?；虻膹?fù)制和轉(zhuǎn)錄，分子雜交和基因芯片， DNA序列的測(cè)定，基因的克隆和表達(dá)，基因表達(dá)的調(diào)控等均以核酸結(jié)構(gòu)和功能的研究為基礎(chǔ)。分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)等新興學(xué)科隨之興起，極大地推動(dòng)了生命科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程。 第二章 核酸的結(jié)構(gòu)和功能 20世紀(jì) 50年代初，核酸是遺傳物質(zhì)得到公認(rèn)。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(xué)中最活躍的領(lǐng)域之一。 對(duì)核酸結(jié)構(gòu)和功能的深入研究，和一系列工具酶的使用，推動(dòng)了分子生物學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的快速發(fā)展。因此，對(duì)生命科學(xué)工作者而言，掌握核酸的結(jié)構(gòu)和功能是至關(guān)重要的。 Miescher在 1892年曾推測(cè)核酸可能是遺傳物質(zhì)，但遺憾的是 1940年代之前，這一推論未能得到實(shí)驗(yàn)的證實(shí)，也未得到學(xué)術(shù)界的重視。 Kossel的學(xué)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(niǎo)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。這個(gè)錯(cuò)誤概念一直延續(xù)到 1938年，這時(shí)方清楚 RNA和 DNA的區(qū)別。 20世紀(jì) 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(shuō)的影響，核酸的研究未能引起足夠重視。 1944年 Avery重做 1928年Griffith的細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，從有致病能力的有莢膜細(xì)菌分離蛋白質(zhì)和 DNA，分別加到無(wú)莢膜細(xì)菌 (無(wú)致病能力 )的培養(yǎng)液中，發(fā)現(xiàn)有莢膜細(xì)菌的 DNA，可以使無(wú)莢膜細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有莢膜細(xì)菌，而蛋白質(zhì)沒(méi)有這種作用，說(shuō)明 DNA是遺傳物質(zhì)。而 DNA相對(duì)分子質(zhì)量小，只含 4種不同的堿基，人們一度認(rèn)為不同種的有機(jī)體的核酸只有微小的差異。 （ 3）即使轉(zhuǎn)化因子確實(shí)是 DNA，但也可能 DNA只是對(duì)莢膜形成起著直接的化學(xué)效應(yīng)，而不是充當(dāng)遺傳信息的載體。 1952年 Hershey和 Chase分別用 35S標(biāo)記噬菌體 T2的蛋白質(zhì)，用 32P標(biāo)記噬菌體 T2的 DNA，然后感染大腸桿菌，說(shuō)明噬菌體的 DNA進(jìn)入細(xì)菌后，合成了由其編碼的外殼蛋白質(zhì)，進(jìn)一步證明 DNA是遺傳物質(zhì)，其實(shí)驗(yàn)的過(guò)程如圖 21所示。 the viral ghosts contained no radioactivity. The cells infected with 35Slabeled phage were found to have no radioactivity after blender treatment, but the viral ghosts contained 35S. Progeny virus particles (not shown) were produced in both batches of bacteria some time after the viral coats were removed, indicating that the geic message for their replication had been introduced by viral DNA, not by viral protein. 現(xiàn)已證明，除少數(shù)病毒以 RNA為遺傳物質(zhì)外， 多數(shù)生物體的遺傳物質(zhì)是 DNA。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(xì)胞器也含有較小的 DNA，細(xì)胞器 DNA約占真核生物 DNA總量的 5%。 RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，核內(nèi) RNA只占 RNA總量的約 10%。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。 戊糖 RNA和 DNA兩類核酸是因所含的戊糖不同而分類的， RNA含 D核糖， DNA含 D2脫氧核糖 。 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。在核苷中，戊糖中的原子編號(hào)改為 139。 339。核糖和脫氧核糖均為 βD型呋喃糖，通常糖環(huán)的 4個(gè)原子處于同一平面，另一個(gè)原子偏離平面，若突出的原子偏向 C539。 DNA中的核糖通常為 C339。內(nèi)式 (圖 23) 核酸中的堿基有 嘌呤和嘧啶 兩大類，圖 24中嘌呤環(huán)和嘧啶環(huán)中各原子的編號(hào)是目前國(guó)際上普遍采用的統(tǒng)一編號(hào)。 某些類型的 DNA含有比較少見(jiàn)的特殊堿基，稱 稀有堿基 。稀有堿基是主要堿基經(jīng)過(guò)化學(xué)修飾生成的，因此也可稱作 修飾堿基 。 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(dá)堿基總量的 10％或更多。 含氧的堿基有 烯醇式和酮式 兩種互變異構(gòu)體 (圖 27)，在生理 pH條件下主要以酮式存在。 堿基可用英文名稱前 3個(gè)字母表示，如腺嘌呤 (adenine)為Ade，鳥(niǎo)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(gè)字母表示，分別為 A、 G、 C、 U和 T，近些年單字符號(hào)使用更多。碳原子通常與嘌呤堿的第 9氮原子或嘧啶堿的第 1氮原子相連。碳原子相連，這是一種碳苷，因?yàn)槲焯桥c堿基的連接方式較特殊，也稱為假尿苷。 The mon ribonucleosides—cytidine, uridine, adenosine, and guanosine. Also, inosine drawn in anti conformation. 核苷常用單字符號(hào) (A, G, C, U)表示，脫氧核苷則在單字符號(hào)前加一小寫(xiě)的 d(dA, dG, dC, dT)。取代基團(tuán)用英文小寫(xiě)字母表示，堿基取代基團(tuán)的符號(hào)寫(xiě)在核苷單字符號(hào)的左下角，核糖取代基團(tuán)的符號(hào)寫(xiě)在右下角，取代基團(tuán)的位置寫(xiě)在取代基團(tuán)符號(hào)的右上角，取代基的數(shù)量則寫(xiě)在右下角。 核苷酸 核苷酸的結(jié)構(gòu)和功能 核苷酸 (nucleotide)是核苷的磷酸酯。， 339。核苷酸。和 539。 生物體內(nèi)的游離核苷酸多為 539。一磷酸簡(jiǎn)稱為核苷一磷酸或核苷酸。脫氧核苷酸則在英文縮寫(xiě)前加小寫(xiě) d，如 dAMP, dGMP等。 monophosphate and adenylic acid. Also shown is the nucleoside 339。各種 核苷三磷酸 (ATP, GTP, CTP, UTP)是體內(nèi) RNA合成的直接原料，各種脫氧核苷三磷酸 (dATP, dGTP, dCTP, dTTP)是DNA合成的直接原料。其它核苷三磷酸參與特定的代謝過(guò)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