生物化學與分子生物學/核酸的結構與功能小結
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核酸是由核苷酸聚合而成的高分子化合物，是所有生物遺傳信息的攜帶者。根據核苷酸分子中戊糖的類型，將核酸分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)兩大類。
核苷酸由磷酸基、戊糖和含氮鹼基組成，鹼基包括嘌呤和嘧啶兩大類。DNA一般含A、C、G、T四種鹼基，RNA含A、C、G、U四種鹼基。
四種核苷酸按照一定的排列順序，通過3′，5′磷酸二酯鍵相連形成的線形多核苷酸即DNA的一級結構。不同排列順序的DNA區段構成的特定功能單位即基因，DNA的一級結構決定了基因的功能。
一般將細胞內染色體包含DNA的總體稱為基因組。同一物種的基因組DNA含量總是恆定的，不同物種間基因組大小和複雜程度差異極大。真核生物具有複雜的染色體結構，其基因組DNA上存在著單一序列和大量重複序列，大多數真核基因都是不連續的，在成熟RNA中出現的部分稱為外顯子，在DNA拼接過程中被刪除的部分稱為內含子。原核生物沒有核膜，其DNA與RNA和蛋白質一起形成一個相對集中的區域即類核。原核生物基因組上功能相關的基因常常串連在一起並轉錄在同一mRNA分子中，形成多順反子結構。某些病毒中會出現基因重疊。
在進化過程中DNA可能發生突變，不影響生物體表型的DNA突變稱為中性突變，中性突變常以孟德稱顯性遺傳方式遺傳給下一代，其中的限制性片段長度多態性已被廣泛用於遺傳病的診斷、產前診斷、親子鑒定以及法醫學上對罪犯的確認等。
雙螺旋結構是DNA的二級結構，由戊糖和磷酸基構成的兩條主錠以反平行的方式和右手方向相互纏繞，構成雙螺旋的骨架。主鏈由於其親水性而處於雙螺旋的外表面，鹼基由於其一定程度的疏水性而位於雙螺旋的內部。兩條鏈上的鹼基按A：T和G：C的互補規律相互以氫鏈連接，構成遺傳信息可靠傳遞、DNA半保留複製的基礎。兩條主鏈並不充滿雙螺旋的空間，而在表面形成大溝和小溝。大溝是調控蛋白質識別DNA信息的主要場所。
DNA分子結構並非一成不變，而是在不同條件下可以有所不同，即DNA結構的多態性。在生理狀態下DNA主要為B構象，並可能有少量的A構象和Z構象。Z構象是唯一存在的左手雙螺旋構象。
DNA鏈上的四種鹼基也非均勻分布，因而產生了一些特異的序列。迴文序列是許多限制性核酸內切酶和調控蛋白的識別位點；富含A/T序列則是許多分子遺傳學過程所不可缺少的；嘌呤和嘧啶的排列順序對雙螺旋的穩定性也有重大影響。
DNA在熱或其他變性劑的作用下，雙螺旋結構遭到破壞，雙鏈發生分離，即變性。變性DNA的某些理化性質和生物學性質隨之改變，如增色效應。核酸加熱變性過程中紫外光吸收值達到最大值的50%時的溫度稱為核酸的解鏈溫度(Tm)，Tm值的大小與核酸分子大小和G+C所佔總鹼基數的百分比成正相關。變性的DNA單鏈在適當條件下又能恢復雙螺旋結構，即復性作用。不同來源的變性核酸一起複性，則可能發生雜交，雜交是許多分子生物學技術的基礎。
雙螺旋DNA進一步扭曲而成的超螺旋稱為DNA的三級結構。真核生物中，DNA與組蛋白形成核小體結構時，存在著負超螺旋。核小體是構成染色質的基本結構單位，每個核小體單位包括200bp左右的DNA和一個組蛋白八聚體以及一個分子的組蛋白H1。
RNA包括mRNA、hnRNA、rRNA、tRNA、snRNA和scRNA，它們均與遺傳信息的表達有關。mRNA是遺傳信息的攜帶者，其核苷酸序列決定著合成蛋白質的胺基酸序列；hnRNA是mRNA的前體，含有轉錄的、但不出現於成熟mRNA中的核苷酸片段(內含子)；tRNA識別密碼子，將正確的胺基酸轉運至蛋白質合成位點；rRNA是蛋白質合成機器——核蛋白體的組成成分；snRNA在hnRNA向mRNA轉變過程的剪接中起十分重要的作用。
複習題
1.比較RNA和DNA在結構上的異同點。
2.簡述DNA雙螺旋結構模式的要點及其與DNA生物學功能的關係。
3.原核生物與真核生物在基因組結構上有何不同?
4.什麼是限制性片段長度多態性?
5.簡述兩種DNA序列測定方法的基本原理。
6.試述DNA結構的不均一性與其生物學功能的關係。
7.什麼是核酸變性?簡述影響特定核酸分子Tm的因素有哪些。
9.試述RNA的種類及其生物學作用。
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