核酸

核酸是生物体内携带遗传信息的大分子物质，是生命的最基本物质之一。根据所含五碳糖的不同，主要分为脱氧核糖核酸 (DNA) 和 核糖核酸 (RNA) 两大类。

脱氧核糖核酸

简称 DNA，

• 主要分布：主要存在于细胞核（染色体上），线粒体和叶绿体中也有少量。
• 结构特点：通常由两条脱氧核苷酸链组成，形成规则的双螺旋结构。两条链上的碱基通过氢键按碱基互补配对原则（A-T, C-G）连接。
• 功能：是生物体主要的遗传物质，负责储存、复制和传递遗传信息。

核糖核酸

简称 RNA，

• 主要分布：主要存在于细胞质中，细胞核内（主要在核仁）也有分布。
• 结构特点：通常由一条核糖核苷酸链组成，链可以折叠形成局部双链结构（如 tRNA 的三叶草结构）。
• 功能：根据功能主要分为三类：
  • 信使 RNA (mRNA)：携带 DNA 的遗传信息（密码子），作为蛋白质合成的模板。
  • 转运 RNA (tRNA)：识别 mRNA 上的密码子并转运相应的氨基酸到核糖体。
  • 核糖体 RNA (rRNA)：与蛋白质结合形成核糖体，是蛋白质合成的场所。

由 DNA 转录为 RNA

以 DNA 的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成 RNA。

含氮碱基

脱氧核糖核酸和核糖核酸各含 4 种碱基，二者所含碱基种类有所不同。

• DNA 中的碱基：
  • 腺嘌呤 (A)
  • 鸟嘌呤 (G)
  • 胞嘧啶 (C)
  • 胸腺嘧啶 (T)
• RNA 中的碱基：
  • 腺嘌呤 (A)
  • 鸟嘌呤 (G)
  • 胞嘧啶 (C)
  • 尿嘧啶 (U)（取代了 DNA 中的 T）
• 碱基分类：
  • 嘌呤：腺嘌呤 (A)、鸟嘌呤 (G)（双环结构）
  • 嘧啶：胞嘧啶 (C)、胸腺嘧啶 (T)、尿嘧啶 (U)（单环结构）

核苷酸

• 核酸（DNA 和 RNA）是由许多核苷酸连接而成的长链（多聚核苷酸链）。
• 一个核苷酸由三部分组成：

1. 磷酸基团（$-\mathrm{P}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{3-}$）
2. 五碳糖：在 DNA 中是脱氧核糖，在 RNA 中是核糖。
3. 含氮碱基：连接在五碳糖的 1' 碳原子上（见碱基列表）。

• 核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，即一个核苷酸的磷酸基团与下一个核苷酸的五碳糖的 3' 碳原子相连。