核酸是由多個核苷酸通過3',5'-磷酸二酯鍵相連的多聚物，分為rna和dna。
核酸的一級結構是指構成核酸的多聚核苷酸鏈上的所有核苷酸或鹼基的排列順序。每一條線形多聚核苷酸鏈都具有極性，有5'-端和3'-端。書寫核酸一級結構的慣例是，從左到右先寫5'- 端，再寫3'- 端。
核酸一級結構的意義是儲存生物體的遺傳資訊。
dna的二級結構主要是各種形式的螺旋，特別是b型雙螺旋，此外還有a型雙螺旋、z型雙螺旋、三鏈螺旋和四鏈螺旋等。其中最主要的形式為watson和crick於2023年提出的b型雙螺旋，其核心內容是：dna由兩條呈反平行的多聚核苷酸鏈組成，它們相互纏繞形成右手雙螺旋；兩條鏈通過at鹼基和gc鹼基對互補結合在一起；鹼基對位於雙螺旋的內部，並垂直於暴露在外的脫氧核醣磷酸骨架。
鹼基對之間的疏水鍵和范德華力對雙螺旋的穩定起一定的作用；雙螺旋的表面含有大溝和小溝；相鄰鹼基對距離為0.34nm，相差約36°。螺旋直徑為2nm，每一轉完整的螺旋含有10個bp，其高度為3.
4nm。
一定的條件下，雙鏈dna可以從b型轉變成其他螺旋構象，但在正常的細胞環境中能夠存在的只有a、b、z。引起dna雙鏈構象改變因素有鹼基組成和序列、鹽的種類、鹽濃度和相對濕度。低濕度下，dna可形成a 型雙螺旋。
dna與rna形成的雜交雙鏈為a型雙螺旋；嘌呤嘧啶相間排列的dna在高的鹽濃度下可形成左旋的z-dna。而體內m5c 上的甲基化被認為有利於b型向z型的轉變。體內z-dna的形成可能與基因表達調控有關。
dna雙螺旋結構的證據有x射線衍射資料、chargaff 規則和鹼基的互變異構性質。 雙螺旋穩定的因素有氫鍵、鹼基堆積力和陽離子或帶正電荷的化合物對磷酸基團的中和，其中起決定性作用的是鹼基的堆積力。
三鏈螺旋結構即h-dna，它是dna的非標準二級結構，其形成需要至少dna的一條鏈全部由嘌呤核苷酸組成。在細胞內，h-dna經常出現在dna複製、轉錄和重組的起始位點或調節位點。
dna的**結構為超螺旋。dna超螺旋分為正超螺旋和負超螺旋，其中正超螺旋為左手超螺旋，因dna雙螺旋過度纏繞引起，負超螺旋為右手超螺旋，因dna雙螺旋纏繞不足引起。超螺旋dna可以通過連環數、扭轉數、纏繞數和比連環差幾種資料定量地表示。
負超螺旋dna很容易解鏈，有利於dna的複製、重組和轉錄。但是，在dna複製和轉錄過程中會形成不利的正超螺旋，細胞內存在的dna拓撲異構酶可及時清除正超螺旋。
rna的二級結構取決於鹼基組成，有多種形式。雙連rna為a型雙螺旋。多數rna只有一條鏈，其二級結構主要由鏈內鹼基的互補性決定，最常見的是莖環結構。
trna的二級結構像三葉草，含有四個環和四個莖。按照從5′到3′的順序，四個環依次是d環、反密碼子環、可變環和tψc環。在反密碼子莖和tψc莖之間通常還有乙個所謂的可變環或附加環。
四個莖依次是受體莖、d莖、反密碼子莖和tψc莖。臂有d臂、反密碼子臂、tψc臂和氨基酸臂。核醣體中的rna為rrna。
rrna分子上都有大量鏈內互補的序列，因此rrna高度摺疊，不同物種的同一型別的rrna上存在十分保守的摺疊樣式。
構成rna的**結構的主要形式有假節結構、「吻式」髮夾結構和髮夾環突觸結構等。trna 的**結構是倒l型結構。在倒l型結構中，氨基酸受體莖位於l的一端，而d環和tψc環形成l的角。
rrna天然的**結構是在核醣體內與蛋白質在一起，蛋白質對其**結構有重要的影響。
dna與蛋白質形成的複合體最為重要的是染色質或染色體。
真核的基因組dna呈高度摺疊，並與一些特殊的蛋白質結合形成染色質。在染色質上的蛋白質有組蛋白和非組蛋白兩類。染色質在細胞核為高度壓縮的無定形的長纖維，有絲**的中期呈高度濃縮。
染色質分為常染色質和異染色質，常染色質在間期濃縮程度很低，染色淡，具有轉錄活性，而異染色質濃縮程度高，染色深，一般沒有轉錄活性。核小體為染色質的一級結構。
染色體是基因組的結構單位，它由乙個dna分子和與它相結合的蛋白質組成，一般呈高度濃縮的狀態。原核生物含有乙個單一的連續環狀染色體。真核生物染色體為線形，有多個。
每一條染色體都含有三個重要的功能元件：自主複製序列、中心粒和端粒。真核生物染色體的包裝經歷了核小體→30 nm纖維/螺線管→環→玫瑰花瓣→染色體的過程。
dna的功能是作為生物體的主要遺傳物質。而rna主要的生物功能有：充當rna病毒的遺傳物質；作為核酶；參與翻譯；作為引物，參與dna複製；參與rna前體的後加工、參與基因表達的調控、參與蛋白質共翻譯定向和分揀，以及參與x染色體的失活。
第十三章核酸的性質及研究方法
核酸的性質包括紫外吸收、酸鹼解離、變性、復性和水解。其中紫外吸收和酸鹼解離與核苷酸有關，變性和復性與核酸的二級結構的破壞和恢復有關，水解與磷酸二酯鍵裂解有關。
核酸的變性是指核酸受到極端的ph、熱或離子強度的降低等因素或特殊的化學試劑的作用，其雙螺旋解鏈成單鏈的過程，其中並不涉及共價鍵斷裂。核酸變性時，紫外吸收和浮力密度公升高，黏度降低，生物活性發生變化，其中紫外吸收增加的現象稱為增色效應。當各種變性因素不復存在的時候，變性時解開的互補單鏈全部或部分恢復到天然雙螺旋結構的現象稱為復性。
熱變性dna 一般經緩慢冷卻後即可復性，此過程被稱為退火。伴隨著dna復性發生的是與其變性時發生的情形正好相反，其中紫外吸收減少的現象被稱為減色效應。這些性質的變化可用作檢測核酸變性或復性的指標。
雙鏈dna熱變性是在很窄的溫度內發生的，與晶體在熔點時突然熔化的情形相似，因此dna也具有「熔點」，用tm表示。tm實際是dna的雙螺旋有一半發生熱變性時相應的溫度。dna的tm受到dna的均一性、g—c含量、離子強度和其他變性因素的影響。
某種dna 均一性越高，其tm範圍就越窄；在溶劑條件固定的前提下，tm的高低取決於dna分子中的g—c的含量；dna溶液中的離子強度越高，tm就越高；容易形成氫鍵的試劑能破壞鹼基對之間的氫鍵，因此可以降低dna的tm。某些蛋白質因為能夠穩定dna單鏈狀態也能降低tm。
rna的tm較為複雜，雙鏈rna 的tm與dna相近。單鏈rna內的雙螺旋區域有限，因此變性性質變化程度不及dna，其tm較低、變性曲線較寬。
影響dna復性的因素有溫度、離子強度、dna濃度和dna序列的複雜度等。
在研究dna序列對復性速度的影響時，將溫度、離子強度、核酸片段大小等其他因素均給以固定，以不同程度的核酸分子重新締合部分取對數對cot作圖，以此來研究dna序列複雜度。在標準條件下測得的復性率達 0.5時的cot值稱為cot1/2，它與dna序列複雜度成正比。
原核生物dna的cot1/2可代表基因組的大小及基因組中鹼基序列的複雜度。真核基因組中因含有許多不同程度的重複序列，其cot曲線由若干個s曲線疊加而成。
核酸雜交是一種利用核酸分子的變性和復性的性質，將**不同的核酸片段，按照鹼基互補配對規則形成異源雙鏈的技術，它既可以在液相中也可以在固相中進行。
酸、鹼和酶均可導致核酸水解。核酸分子內的糖苷鍵和磷酸二酯鍵對酸的敏感性不同，糖苷鍵＞磷酸酯鍵；而嘌呤糖苷鍵＞嘧啶糖苷鍵。rna的磷酸二酯鍵對鹼極敏感，很容易水解成2′- 或3′- 核苷酸的混合物。
核酸可受到多種不同酶的作用而發生水解，不同的酶對底物的專一性、水解的方式和磷酸二酯鍵的斷裂方式並不相同。
核酸的化學合成與多肽的人工合成的原理和基本步驟相似，都需要對核苷酸單體上的活性基團進行保護或去保護，對成鍵基團進行活化，一般都使用固相合成法等。
核酸的分離、純化的基本原理也和蛋白質差不多，有沉澱、電泳和層析等方法。紫外分光光度法可用來對核酸純度檢測和定量。
用來測定dna序列的基本方法有末端終止法、化學斷裂法和焦磷酸法等。在末端終止法基礎上發展起來的dna序列分析自動化使用最為廣泛。
生物化學總結
第一章緒論 生物反應過程概念 生物反應過程是指將生物技術的實驗室成果經工藝及工程開發而成為可供工業生產的工藝過程。四個過程 1 原材料預處理 2 生物催化劑的製備 3 生物反應器 4 產物的分離純化。一般的生化 物 反應工程由四個部分組成 原材料的預處理 包括原料的選擇,必要的物理與化學方法加工,培...
生物化學小結
m又稱公尺氏常數是反應速度達到最大速度一半時底物的濃度 變構酶 酶分子通過與專一性效應物的結合，使其空間結構發生變化，並進一步導致酶活性改變的一類調節酶類。同工酶 能夠催化同一種化學反應，但理化性質有所不同的一組酶。活性中心 又稱活性部位是指酶分子中參與和底物的結合，並與酶的催化作用密切相關的部位 ...
生物化學複習
27 酶是產生的，具有催化活性的 28 糖酵解過程中有3個不可逆的酶促反應，這些酶是和 29 trna的二級結構呈 形，結構呈形，其3 末端有一共同鹼基序列其功能是 30 dna 主要分布在rna 重要分布在 31 因為核酸分子具有所以在nm處有吸收峰。32 肽鍵是通過乙個氨基酸的基和另一氨基酸的 ...