核酸是由什么組成的？

核酸是生物體內(nèi)的高分子化合物。它包括脫氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid,DNA）和核糖核酸（ribonucleicacid,RNA）兩大類。DNA和RNA都是由一個(gè)一個(gè)核苷酸(nucleotide)頭尾相連而形成的。RNA平均長度大約為2000個(gè)核苷酸，而人的DNA卻是很長的，約有3X109個(gè)核苷酸。

單個(gè)核苷酸是由含氮有機(jī)堿(稱堿基)、戊糖(即五碳糖)和磷酸三部分構(gòu)成的。

堿基(base)：構(gòu)成核苷酸的堿基分為嘌呤（purine)和嘧啶 >（pyrimi-dine)二類。前者主要指腺嘌呤（adenine，A）和鳥嘌呤（guanine,G），DNA和RNA中均含有這二種堿基。后者主要指胞嘧啶（cytosine,C）胸腺嘧啶（thymine，T）和尿嘧啶（uracil,U），胞嘧啶存在于DNA和RNA中，胸腺嘧啶只存在于DNA中，尿嘧啶則只存在于RNA中。這五種堿基的結(jié)構(gòu)如圖。

嘌呤環(huán)上的N-9或嘧啶環(huán)上的N-1是構(gòu)成核苷酸時(shí)與核糖（或脫氧核糖）形成糖苷鍵的位置。

核酸

此外，核酸分子中還發(fā)現(xiàn)數(shù)十種修飾堿基（themodifiedcomponent),又稱稀有堿基，(unusualcomponent)。它是指上述五種堿基環(huán)上的某一位置被一些化學(xué)基團(tuán)（如甲基化、甲硫基化等）修飾后的衍生物。一般這些堿基在核酸中的含量稀少，在各種類型核酸中的分布也不均一。如DNA中的修飾堿基主要見于噬菌體DNA，RNA中以tRNA含修飾堿基最多。

戊糖(五碳糖):RNA中的戊糖是D－核糖(即在2號位上連接的是一個(gè)羥基)，DNA中的戊糖是D－2－脫氧核糖(即在2號位上只連一個(gè)H)。D－核糖的Ｃ－2所連的羥基脫去氧就是D－2脫氧核糖。

戊糖Ｃ－1所連的羥基是與堿基形成糖苷鍵的基團(tuán)，糖苷鍵的連接都是β－構(gòu)型。

核苷（nucleoside)：由D－核糖或D－2脫氧核糖與嘌呤或嘧啶通過糖苷鍵連接組成的化合物。核酸中的主要核苷有八種。

核苷酸(nucleotide)：核苷酸與磷酸殘基構(gòu)成的化合物，即核苷的磷酸酯。核苷酸是核酸分子的結(jié)構(gòu)單元。核酸分子中的磷酸酯鍵是在戊糖C-3’和C-5’所連的羥基上形成的，故構(gòu)成核酸的核苷酸可視為3’－核苷酸或5’－核苷酸。DNA分子中是含有A,G,C,T四種堿基的脫氧核苷酸；RNA分子中則是含A,G,C,U四種堿基的核苷酸。

當(dāng)然核酸分子中的核苷酸都以形式存在，但在細(xì)胞內(nèi)有多種游離的核苷酸，其中包括一磷酸核苷、二磷核苷和三磷酸核苷。

核苷酸是怎么連接的？

3’，5’－磷酸二酯鍵：核酸是由眾多核苷酸聚合而成的多聚核苷酸（polynucleotide），相鄰二個(gè)核苷酸之間的連接鍵即：3’，5’－磷酸二酯鍵。這種連接可理解為核苷酸糖基上的3＇位羥基與相鄰5＇核苷酸的磷酸殘基之間，以及核苷酸糖基上的5＇位羥基與相鄰3＇核苷酸的磷酸殘基之間形成的兩個(gè)酯鍵。多個(gè)核苷酸殘基以這種方式連接而成的鏈?zhǔn)椒肿泳褪呛怂?。無論是DNA還是ＲＮＡ，其基本結(jié)構(gòu)都是如此，故又稱DNA鏈或RNA鏈。DNA鏈的結(jié)構(gòu)如下示意圖。

寡核苷酸（oligonucleotide)：這是與核酸有關(guān)的文獻(xiàn)中經(jīng)常出現(xiàn)的一個(gè)術(shù)語，一般是指二至十個(gè)核苷酸殘基以磷酸二酯鍵連接而成的線性多核苷酸片段。但在使用這一術(shù)語時(shí)，對核苷酸殘基的數(shù)目并無嚴(yán)格規(guī)定，在不少文獻(xiàn)中，把含有三十甚至更多個(gè)核苷酸殘基的多核苷酸分子也稱作寡核苷酸。寡核苷酸目前已可由儀器自動合成，它可作為DNA合成的引物（primer)、基因探針（probe)等，在現(xiàn)代分子生物學(xué)研究中具有廣泛的用途。

核酸鏈的簡寫式：核酸分子的簡寫式是為了更簡單明了的敘述高度復(fù)雜的核酸分子而使用的一些簡單表示式。它所要表示的主要內(nèi)容是核酸鏈中的核苷酸（或堿基）。下面介紹二種常用的簡寫式。

字符式：書寫一條多核苷酸鏈時(shí)，用英文大寫字母縮寫符號代表堿基（DNA和RNA中所含主要堿基及縮寫符號見表1－1），用小寫英文字母P代表磷酸殘基。核酸分子中的糖基、糖苷鍵和酯鍵等均省略不寫，將堿基和磷酸相間排列即可。因省略了糖基，故不再注解“脫氧”與否，凡簡寫式中出現(xiàn)Ｔ就視為DNA鏈，出現(xiàn)Ｕ則視為RNA鏈。以5＇和3＇表示鏈的末端及方向，分別置于簡寫式的左右二端。下面是分別代表DNA鏈和RNA鏈片段的二個(gè)簡寫式：

5＇pＡpＣpＴpＴpＧpＡpＡpＣpＧ3＇DNA

5＇pＡpＣpＵpＵpＧpＡpＡpＣpＧ3＇RNA

此式可進(jìn)一步簡化為：

5＇pＡＣＴＴＧＡＡＣＧ3＇

5＇pＡＣＵＵＧＡＡＣＧ3＇

上述簡寫式的5＇－末端均含有一個(gè)磷酸殘基（與糖基的Ｃ－5＇位上的羥基相連）,3＇－末端含有一個(gè)自由羥基（與糖基的Ｃ－3＇位相連）,若5＇端不寫Ｐ，則表示5＇－末端為自由羥基。雙鏈DNA分子的簡寫式多采用省略了磷酸殘基的寫法，在上述簡式的基礎(chǔ)上再增加一條互補(bǔ)鏈（complentarystrand)即可，鏈間的配對堿基用短縱線相連或省略，錯(cuò)配（mismatch)堿基對錯(cuò)行書寫在互補(bǔ)鏈的上下兩邊，如下所示：

5＇ＧＧＡＡＴＣＴＣＡＴ3＇

3＇ＣＣＴＴＡＧＡＧＴＡ5＇

5＇ＧＧＡＡＴＣ錯(cuò)配）

線條式：在字符書寫基礎(chǔ)上，以垂線（位于堿基之下）和斜線（位于垂線與Ｐ之間）分別表示糖基和磷酸酯鍵。如下圖所示

上式中，斜線與垂線部的交點(diǎn)為糖基的Ｃ－3＇位，斜線與垂線下端的交點(diǎn)為糖基的Ｃ－5＇位。這一書寫式也可用于表示短鏈片段。不難看出，簡寫式表示的中心含義就是核酸分子的一級結(jié)構(gòu)，即核酸分子中的核苷酸（或堿基）排列順序。

從前面的描述我們也可以看得很清楚，核酸氧化分解后變成了磷酸和堿基的嘌呤和嘧啶，嘌呤也是導(dǎo)致人類尿酸增高和痛風(fēng)的主要原因。

核酸氧化分解—生成嘌呤—嘌呤在肝臟進(jìn)一步氧化成為（2，6，8—三氧嘌呤）又稱為尿酸，尿酸鹽沉積到關(guān)節(jié)腔等組織引起痛風(fēng)發(fā)作。

因此，核酸不是越多越好，同時(shí)，這也說明了為什么中老年易患痛風(fēng)，因?yàn)槟昙o(jì)來了，大量的細(xì)胞死亡，而細(xì)胞內(nèi)有大量的核酸，生成嘌呤，再生成尿酸，從而導(dǎo)致痛風(fēng)發(fā)作。防治好痛風(fēng)就是要防止核酸被氧化。

核酸（nucleic acid）是重要的生物大分子，它的構(gòu)件分子是核苷酸（nucleotide）。

天然存在的核酸可分為：

╭ 脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）

╰ 核糖核酸（ribonucleic acid，RNA）

DNA貯存細(xì)胞所有的遺傳信息，是物種保持進(jìn)化和世代繁衍的物質(zhì)基礎(chǔ)。

RNA中參與蛋白質(zhì)合成的有三類：

╭ 轉(zhuǎn)移RNA（transfer RNA，tRNA）

∣ 核糖體RNA（ribosomal RNA，rRNA）

╰ 信使RNA（messenger RNA，mRNA）

20世紀(jì)末，發(fā)現(xiàn)許多新的具有特殊功能的RNA，幾乎涉及細(xì)胞功能的各個(gè)方面。

核苷酸可分為：

╭ 核糖核苷酸：是RNA的構(gòu)件分子

╰ 脫氧核糖核苷酸：是DNA構(gòu)件分子。

細(xì)胞內(nèi)還有各種游離的核苷酸和核苷酸衍生物，它們具有重要的生理功能。

核苷酸由：

╭ 核苷（nucleoside）

╰ 磷酸（Phosphonic.acid）

核苷由：

╭ 堿基（base）

╰ 戊糖（Pentose）

堿基（base）：

構(gòu)成核苷酸中的堿基是含氮雜環(huán)化合物，由嘧啶（pyrimidine）和嘌呤（purine）構(gòu)成。

核酸：

╭ 嘌呤堿 ：

╭ 腺嘌呤

∣ ╰ 鳥嘌呤

╰ 嘧啶堿 ：

╭ 胞嘧啶

∣ 胸腺嘧啶

╰ 尿嘧啶

╭ DNA中含有腺嘌呤、鳥嘌呤和胞嘧啶，胸腺嘧啶主要存在于DNA中。

∣

╰ RNA中含有腺嘌呤、鳥嘌呤和胞嘧啶，尿嘧啶主要存在于RNA中。

在某些tRNA分子中也有胸腺嘧啶，少數(shù)幾種噬菌體的DNA含尿嘧啶而不是胸腺嘧啶。這五種堿基受介質(zhì)pH的影響出現(xiàn)酮式、烯醇式互變異構(gòu)體。

在DNA和RNA中，尤其是tRNA中還有一些含量甚少的堿基，稱為稀有堿基（rare bases）稀有堿基種類很多，大多數(shù)是甲基化堿基。tRNA中含稀有堿基高達(dá)10%。

戊糖：

核酸中有兩種戊糖DNA中為D-2-脫氧核糖（D-2-deoxyribose），RNA中則為D-核糖（D-ribose）。在核苷酸中，為了與堿基中的碳原子編號相區(qū)別核糖或脫氧核糖中碳原子標(biāo)以C-1’，C-2’等。脫氧核糖與核糖兩者的差別只在于脫氧核糖中與2’位碳原子連結(jié)的不是羥基而是氫，這一差別使DNA在化學(xué)上比RNA穩(wěn)定得多。

核苷：

核苷是戊糖與堿基之間以糖苷鍵（glycosidic bond）相連接而成。戊糖中C-1’與嘧啶堿的N-1或者與嘌吟堿的N9相連接，戊糖與堿基間的連接鍵是N-C鍵，一般稱為N-糖苷鍵。

RNA中含有稀有堿基，并且還存在異構(gòu)化的核苷。如在tRNA和rRNA中含有少量假尿嘧啶核苷（用ψ表示），在它的結(jié)構(gòu)中戊糖的C-1不是與尿嘧啶的N-1相連接，而是與尿嘧啶C-5相連接。

核苷酸：

核苷中的戊糖5’碳原子上羥基被磷酸酯化形成核苷酸。核苷酸分為核糖核苷酸與脫氧核糖核苷酸兩大類。依磷酸基團(tuán)的多少，有一磷酸核苷、二磷酸核苷、三磷酸核苷。核苷酸在體內(nèi)除構(gòu)成核酸外，尚有一些游離核苷酸參與物質(zhì)代謝、能量代謝與代謝調(diào)節(jié)，如三磷酸腺苷（ATP）是體內(nèi)重要能量載體；三磷酸尿苷參與糖原的合成；三磷酸胞苷參與磷脂的合成；環(huán)腺苷酸（cAMP）和環(huán)鳥苷酸（cGMP）作為第二信使，在信號傳遞過程中起重要作用；核苷酸還參與某些生物活性物質(zhì)的組成：如尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+），尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。

一級結(jié)構(gòu)

核酸是由核苷酸聚合而成的生物大分子。組成DNA的脫氧核糖核苷酸主要是dAMP、dGMP、dCMP和dTMP，組成RNA的核糖核苷酸主要是AMP、GMP、CMP和UMP。核酸中的核苷酸以3’，5’磷酸二酯鍵構(gòu)成無分支結(jié)構(gòu)的線性分子。核酸鏈具有方向性，有兩個(gè)末端分別是5’末端與3’末端。5’末端含磷酸基團(tuán)，3’末端含羥基。核酸鏈內(nèi)的前一個(gè)核苷酸的3’羥基和下一個(gè)核苷酸的5’磷酸形成3’，5’磷酸二酯鍵，故核酸中的核苷酸被稱為核苷酸殘基。通常將小于50個(gè)核苷酸殘基組成的核酸稱為寡核苷酸（oligonucleotide），大于50個(gè)核苷酸殘基稱為多核苷酸（polynucleotide）。

空間結(jié)構(gòu)

（一）DNA的二級結(jié)構(gòu)

DNA二級結(jié)構(gòu)即雙螺旋結(jié)構(gòu)（double helix structure）。20世紀(jì)50年代初Chargaff等人分析多種生物DNA的堿基組成發(fā)現(xiàn)的規(guī)則。

DNA雙螺旋模型的提出不僅揭示了遺傳信息穩(wěn)定傳遞中DNA半保留復(fù)制的機(jī)制，而且是分子生物學(xué)發(fā)展的里程碑。

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：①兩條DNA互補(bǔ)鏈反向平行。②由脫氧核糖和磷酸間隔相連而成的親水骨架在螺旋分子的外側(cè)，而疏水的堿基對則在螺旋分子內(nèi)部，堿基平面與螺旋軸垂直，螺旋旋轉(zhuǎn)一周正好為10個(gè)堿基對，螺距為3.4nm，這樣相鄰堿基平面間隔為0.34nm并有一個(gè)36°的夾角。③DNA雙螺旋的表面存在一個(gè)大溝（major groove）和一個(gè)小溝（minor groove），蛋白質(zhì)分子通過這兩個(gè)溝與堿基相識別。④兩條DNA鏈依靠彼此堿基之間形成的氫鍵而結(jié)合在一起。根據(jù)堿基結(jié)構(gòu)特征，只能形成嘌呤與嘧啶配對，即A與T相配對，形成2個(gè)氫鍵；G與C相配對，形成3個(gè)氫鍵。因此G與C之間的連接較為穩(wěn)定。⑤DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。維持這種穩(wěn)定性主要靠堿基對之間的氫鍵以及堿基的堆集力（stacking force）。

生理?xiàng)l件下，DNA雙螺旋大多以B型形式存在。右手雙螺旋DNA除B型外還有A型、C型、D型、E型。此外還發(fā)現(xiàn)左手雙螺旋Z型DNA。Z型DNA是1979年Rich等在研究人工合成的CGCGCG的晶體結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。Z-DNA的特點(diǎn)是兩條反向平行的多核苷酸互補(bǔ)鏈組成的螺旋呈鋸齒形，其表面只有一條深溝，每旋轉(zhuǎn)一周是12個(gè)堿基對。研究表明在生物體內(nèi)的DNA分子中確實(shí)存在Z-DNA區(qū)域，其功能可能與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。DNA二級結(jié)構(gòu)還存在三股螺旋DNA，三股螺旋DNA中通常是一條同型寡核苷酸與寡嘧啶核苷酸-寡嘌呤核苷酸雙螺旋的大溝結(jié)合，三股螺旋中的第三股可以來自分子間，也可以來自分子內(nèi)。三股螺旋DNA存在于基因調(diào)控區(qū)和其他重要區(qū)域，因此具有重要生理意義。

（二）DNA三級結(jié)構(gòu)——超螺旋結(jié)構(gòu)

DNA三級結(jié)構(gòu)是指DNA鏈進(jìn)一步扭曲盤旋形成超螺旋結(jié)構(gòu)。生物體內(nèi)有些DNA是以雙鏈環(huán)狀DNA形式存在，如有些病毒DNA，某些噬菌體DNA，細(xì)菌染色體與細(xì)菌中質(zhì)粒DNA，真核細(xì)胞中的線粒體DNA、葉綠體DNA都是環(huán)狀的。環(huán)狀DNA分子可以是共價(jià)閉合環(huán)，即環(huán)上沒有缺口，也可以是缺口環(huán)，環(huán)上有一個(gè)或多個(gè)缺口。在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，共價(jià)閉合環(huán)DNA（covalently close circular DNA）可以進(jìn)一步扭曲形成超螺旋形（super helical form）。根據(jù)螺旋的方向可分為正超螺旋和負(fù)超螺旋。正超螺旋使雙螺旋結(jié)構(gòu)更緊密，雙螺旋圈數(shù)增加，而負(fù)超螺旋可以減少雙螺旋的圈數(shù)。幾乎所有天然DNA中都存在負(fù)超螺旋結(jié)構(gòu)。

（三）DNA的四級結(jié)構(gòu)——DNA與蛋白質(zhì)形成復(fù)合物

在真核生物中其基因組DNA要比原核生物大得多，如原核生物大腸桿菌的DNA約為4.7×10kb，而人的基因組DNA約為3×10 kb，因此真核生物基因組DNA通常與蛋白質(zhì)結(jié)合，經(jīng)過多層次反復(fù)折疊，壓縮近10 000倍后，以染色體形式存在于平均直徑為5μm的細(xì)胞核中。線性雙螺旋DNA折疊的第一層次是形成核小體（nucleosome）。猶如一串念珠，核小體由直徑為11nm×5.5nm的組蛋白核心和盤繞在核心上的DNA構(gòu)成。核心由組蛋白H2A、H2B、H3和H4各2分子組成，為八聚體，146 bp長的DNA以左手螺旋盤繞在組蛋白的核心1.75圈，形成核小體的核心顆粒，各核心顆粒間有一個(gè)連接區(qū)，約有60 bp雙螺旋DNA和1個(gè)分子組蛋白H1構(gòu)成。平均每個(gè)核小體重復(fù)單位約占DNA 200 bp。DNA組裝成核小體其長度約縮短7倍。在此基礎(chǔ)上核小體又進(jìn)一步盤繞折疊，最后形成染色體。

（四）DNA結(jié)構(gòu)的多態(tài)性

Watson和Crick所推導(dǎo)出來的DNA結(jié)構(gòu)在生物學(xué)研究中有深遠(yuǎn)意義。他們是以在生理鹽溶液中抽出的DNA纖維在92%相對溫度下進(jìn)行X－射線衍射圖譜為依據(jù)進(jìn)行推設(shè)的。在這一條件下得出的DNA稱B構(gòu)象。實(shí)際上在溶液中的DNA的確呈這一構(gòu)象，這也是最常見的DNA構(gòu)象。但是，研究表明DNA的結(jié)構(gòu)是動態(tài)的。在以鈉、鉀或銫作反離子，相對溫度為75%時(shí)，DNA分子的X－射線衍射圖給出的是A構(gòu)象。這一構(gòu)象不僅出現(xiàn)于脫水DNA中，還出現(xiàn)在RNA分子中的雙螺旋區(qū)域的DNA－RNA雜交分子中。如果以鋰作反離子，相對溫度進(jìn)一步降為66%，則DNA是C構(gòu)象。但是這一構(gòu)象僅在實(shí)驗(yàn)室中觀察到，還未在生物體中發(fā)現(xiàn)。這些DNA分子中G-C堿基對較少，這些分子將取D和E構(gòu)象。這些研究表明DNA的分子結(jié)構(gòu)不是一成不變的，在不同的條件下可以有所不同。但是，這些不同構(gòu)象的DNA都有共同的一點(diǎn)，即它們都是右手雙螺旋；兩條反向平行的核苷酸鏈通過Watson-Crick堿基配對結(jié)合在一起；鏈的重復(fù)單位是單核苷酸；這些螺旋中都有兩個(gè)螺旋溝，分為大溝與小溝，只是它們的寬窄和深淺程度有所不同。

但是，Wang和Rich等人在研究人工合成的CGCGCG單晶的X－射線衍射圖譜時(shí)分別發(fā)現(xiàn)這種六聚體的構(gòu)象與上面講到的完全不同。它是左手雙螺旋，在主鏈中各個(gè)磷酸根呈鋸齒狀排列，有如“之”字形一樣，因此叫它Z構(gòu)象（英文字Zigzag的第一個(gè)字母）。還有，這一構(gòu)象中的重復(fù)單位是二核苷酸而不是單核苷酸；而且Z－DNA只有一個(gè)螺旋溝，它相當(dāng)于B構(gòu)象中的小溝，它狹而深，大溝則不復(fù)存在。

立即就有幾個(gè)問題被提了出來：這種結(jié)構(gòu)是怎樣生成的？這一結(jié)構(gòu)在天然狀態(tài)下存在嗎？它有什么生物學(xué)意義？

研究表明，Z－DNA的形成是DNA單鏈上出現(xiàn)嘌呤與嘧啶交替排列所成的。比如CGCGCGCG或者CACACACA。這種堿基排列方式會造成核苷酸的糖苷鍵的順式和反式構(gòu)象的交替存在。當(dāng)堿基與糖構(gòu)成反式結(jié)構(gòu)時(shí)，它們之間離得遠(yuǎn)；而當(dāng)它們成順式時(shí)，就彼此接近。嘧啶糖苷鍵通常是反式的，而嘌呤糖苷酸鍵既可成順式的也可成反式的。而在Z－DNA中，嘌呤堿是順式的。這樣，在Z－DNA中嘧啶的糖苷鏈離開小溝向外挑出，而嘌呤上的糖苷鍵則彎向小溝。嘌呤與嘧啶的交替排列就使得糖苷鍵也是順式與反式交替排列，從而使Z－DNA主鏈呈鋸齒狀或“之”字形。

人們相信，并用實(shí)驗(yàn)證明細(xì)胞DNA分子中確實(shí)存在有Z－DNA區(qū)。而且，細(xì)胞內(nèi)有一些因素可以促使B－DNA轉(zhuǎn)變?yōu)閆－DNA。比如，胞嘧啶第五位碳原子的甲基化，在甲基周圍形成局部的疏水區(qū)。這一區(qū)域擴(kuò)伸到B－DNA的大溝中，使B－DNA不穩(wěn)定而轉(zhuǎn)變?yōu)閆－DNA。這種C5甲基化現(xiàn)象在真核生物中是常見的。因此在生物B構(gòu)象的DNA中某些區(qū)段具有Z－DNA構(gòu)象是可能的。DNA真是一個(gè)構(gòu)象可變動態(tài)分子。

Z－DNA有會么生物學(xué)意義呢？應(yīng)當(dāng)指出Z－DNA的形成通常在熱力學(xué)上是不利的。因?yàn)閆－DNA中帶負(fù)電荷的磷酸根距離太近了，這會產(chǎn)物靜電排斥。但是，DNA鏈的局部不穩(wěn)定區(qū)的存在就成為潛在的解鏈位點(diǎn)。DNA解螺旋卻是DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄等過程中必要的環(huán)節(jié)，因此認(rèn)為這一結(jié)構(gòu)位點(diǎn)與基因調(diào)節(jié)有關(guān)。比如SV40增強(qiáng)子區(qū)中就有這種結(jié)構(gòu)，又如鼠類微小病毒DNS復(fù)制區(qū)起始點(diǎn)附近有GC交替排列序列。此外，DNA螺旋上溝的特征在其信息表達(dá)過程中起關(guān)鍵作用。調(diào)控蛋白都是通過其分子上特定的氨基酸側(cè)鏈與DNA雙螺旋溝中的堿基對一側(cè)的氫原子供體或受體相互作用，形成氫鍵從而識別DNA上的遺傳信息的。大溝所帶的遺傳信息比小溝多。溝的寬窄和深淺也直接影響到調(diào)控蛋白質(zhì)對DNA信息的識別。Z－DNA中大溝消失，小溝狹而深，使調(diào)探蛋白識別方式也發(fā)生變化。這些都暗示Z－DNA的存在不僅僅是由于DNA中出現(xiàn)嘌呤－啶嘧交替排列之結(jié)果，也一定是在漫漫的進(jìn)化長河中對DNA序列與結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整與篩選的結(jié)果，有其內(nèi)在而深刻的含意，只是人們還未充分認(rèn)識而已。

DNA構(gòu)象的可變性，或者說DNA二級結(jié)構(gòu)的多態(tài)性的發(fā)現(xiàn)拓寬了人們的視野。原來，生物體中最為穩(wěn)定的遺傳物質(zhì)也可以采用不同的姿態(tài)來實(shí)現(xiàn)其豐富多彩的生物的奧妙，也讓人們在這一領(lǐng)域中探索和攀越時(shí)減少疲勞和厭倦，樂而忘返，從而有更多更新的發(fā)現(xiàn)。

多年來，DNA結(jié)構(gòu)的研究手段主要是X射線衍線技術(shù)，其結(jié)果是通過間接觀測多個(gè)DNA分子有關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)的平均值而獲得的。同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)的樣品分析條件使被測DNA分子與天然狀態(tài)相差甚遠(yuǎn)。因此，在反映DNA結(jié)構(gòu)真實(shí)性方面這種方法存在著缺陷。1989年，應(yīng)用掃描隧道顯微鏡(STM）研究DNA結(jié)構(gòu)克服了上述技術(shù)的缺陷。這種先進(jìn)的顯微技術(shù)，不僅可將被測物放大500萬倍，且能直接觀測接近天然條件下單個(gè)DNA分子的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。應(yīng)該說它所取得的DNA結(jié)構(gòu)資料更具有'權(quán)威性'。表1-6是STM測到的B-DNA結(jié)構(gòu)參數(shù)及其與X射線衍線資料的比較結(jié)果。STM研究還證實(shí)了d(CG）重復(fù)序列的寡核苷酸片段為Z-DNA結(jié)構(gòu)的事實(shí)。STM技術(shù)的應(yīng)用是DNA結(jié)構(gòu)研究中的重要進(jìn)展，可望在探索DNA結(jié)構(gòu)的某些未知點(diǎn)上展示巨大潛力。

基因與基因組

（一）基因（gene）的現(xiàn)代分子生物學(xué)概念是指能編碼有功能的蛋白質(zhì)多肽鏈或合成RNA所必需的全部核酸序列，是核酸分子的功能單位。一個(gè)基因通常包括編碼蛋白質(zhì)多肽鏈或RNA的編碼序列，保證轉(zhuǎn)錄和加工所必需的調(diào)控序列和5’端、3’端非編碼序列。另外在真核生物基因中還有內(nèi)含子等核酸序列。

（二）基因組（genome）是指一個(gè)細(xì)胞或病毒所有基因及間隔序列，儲存了一個(gè)物種所有的遺傳信息。在病毒中通常是一個(gè)核酸分子的堿基序列，單細(xì)胞原核生物是它僅有的一條染色體的堿基序列，而多細(xì)胞真核生物是一個(gè)單倍體細(xì)胞內(nèi)所有的染色體。如人單倍體細(xì)胞的23條染色體的堿基序列。多細(xì)胞真核生物起源于同一個(gè)受精卵，其每個(gè)體細(xì)胞的基因組都是相同的。

病毒基因組

原核生物基因組

真核生物基因組

在高等真核生物中基因序列占整個(gè)基因組不到10%，大部分是非編碼的間隔序列。人類基因組研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)在人的基因組中與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的基因只占整個(gè)基因組2 %。真核生物基因組的最大的特點(diǎn)是出現(xiàn)分隔開的基因，在這類基因中有編碼作用的序列稱外顯子（exon），沒有編碼作用的序列稱內(nèi)含子（intron），它們彼此間隔排列。

RNA的結(jié)構(gòu)

絕大部分RNA分子都是線狀單鏈，但是RNA分子的某些區(qū)域可自身回折進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對，形成局部雙螺旋。在RNA局部雙螺旋中A與U配對、G與C配對，除此以外，還存在非標(biāo)準(zhǔn)配對，如G與U配對。RNA分子中的雙螺旋與A型DNA雙螺旋相似，而非互補(bǔ)區(qū)則膨脹形成凸出（bulge）或者環(huán)（loop），這種短的雙螺旋區(qū)域和環(huán)稱為發(fā)夾結(jié)構(gòu)（hairpin）。發(fā)夾結(jié)構(gòu)是RNA中最普通的二級結(jié)構(gòu)形式，二級結(jié)構(gòu)進(jìn)一步折疊形成三級結(jié)構(gòu)，RNA只有在具有三級結(jié)構(gòu)時(shí)才能成為有活性的分子。RNA也能與蛋白質(zhì)形成核蛋白復(fù)合物，RNA的四級結(jié)構(gòu)是RNA與蛋白質(zhì)的相互作用。

（一） tRNA的結(jié)構(gòu)

tRNA的三葉草型

tRNA約占總RNA的15%，tRNA主要的生理功能是在蛋白質(zhì)生物合成中轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸和識別密碼子，細(xì)胞內(nèi)每種氨基酸都有其相應(yīng)的一種或幾種tRNA，因此tRNA的種類很多，在細(xì)菌中約有30~40種tRNA，在動物和植物中約有50~100種tRNA。

1. tRNA一級結(jié)構(gòu)：

tRNA是單鏈分子，含73~93核苷酸，分子質(zhì)量為24 000～31 000，沉降系數(shù)4S。含有10%的稀有堿基。如二氫尿嘧啶（DHU）、核糖胸腺嘧啶（rT）和假尿苷（ψ）以及不少堿基被甲基化，其3’端為CCA-OH，5’端多為pG，分子中大約30%的堿基是不變的或半不變的，也就是說它們的堿基類型是保守的。

2． tRNA二級結(jié)構(gòu)：tRNA二級結(jié)構(gòu)為三葉草型（如右圖）。配對堿基形成局部雙螺旋而構(gòu)成臂，不配對的單鏈部分則形成環(huán)。三葉草型結(jié)構(gòu)由4臂4環(huán)組成。氨基酸臂由7對堿基組成，雙螺旋區(qū)的3’末端為一個(gè)4個(gè)堿基的單鏈區(qū)-NCCA-OH 3’，腺苷酸殘基的羥基可與氨基酸α羧基結(jié)合而攜帶氨基酸。二氫尿嘧啶環(huán)以含有2個(gè)稀有堿基二氫尿嘧啶（DHU）而得名，不同tRNA其大小并不恒定，在8~14個(gè)堿基之間變動，二氫尿嘧啶臂一般由3~4對堿基組成。反密碼環(huán)由7個(gè)堿基組成，大小相對恒定，其中3個(gè)核苷酸組成反密碼子（anticodon），在蛋白質(zhì)生物合成時(shí)，可與mRNA上相應(yīng)的密碼子配對。反密碼臂由5對堿基組成。額外環(huán)在不同tRNA分子中變化較大可在4~21個(gè)堿基之間變動，又稱為可變環(huán)，其大小往往是tRNA分類的重要指標(biāo)。TψC環(huán)含有7個(gè)堿基，大小相對恒定，幾乎所有的tRNA在此環(huán)中都含TψC序列，TψC臂由5對堿基組成。

3． tRNA的三級結(jié)構(gòu)：

tRNA的三級結(jié)構(gòu)為倒L形

二十世紀(jì)七十年代初科學(xué)家用X線射衍技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)tRNA的三級結(jié)構(gòu)為倒L形（如右圖）。tRNA三級結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是氨基酸臂與TψC臂構(gòu)成L的一橫，-CCAOH3’末端就在這一橫的端點(diǎn)上，是結(jié)合氨基酸的部位，而二氫尿嘧啶臂與反密碼臂及反密碼環(huán)共同構(gòu)成L的一豎，反密碼環(huán)在一豎的端點(diǎn)上，能與mRNA上對應(yīng)的密碼子識別，二氫尿嘧啶環(huán)與TψC環(huán)在L的拐角上。形成三級結(jié)構(gòu)的很多氫鍵與tRNA中不變的核苷酸密切有關(guān)，這就使得各種tRNA三級結(jié)構(gòu)都呈倒L形的。在tRNA中堿基堆積力是穩(wěn)定tRNA構(gòu)型的主要因素。

（二）mRNA

原核生物中mRNA轉(zhuǎn)錄后一般不需加工，直接進(jìn)行蛋白質(zhì)翻譯。mRNA轉(zhuǎn)錄和翻譯不僅發(fā)生在同一細(xì)胞空間，而且這兩個(gè)過程幾乎是同時(shí)進(jìn)行的。真核細(xì)胞成熟mRNA是由其前體核內(nèi)不均一RNA（heterogeneous nuclear RNA，hnRNA）剪接并經(jīng)修飾后才能進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中參與蛋白質(zhì)合成。所以真核細(xì)胞mRNA的合成和表達(dá)發(fā)生在不同的空間和時(shí)間。mRNA的結(jié)構(gòu)在原核生物中和真核生物中差別很大。下面分別作一介紹：

1． 原核生物mRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

原核生物的mRNA結(jié)構(gòu)簡單，往往含有幾個(gè)功能上相關(guān)的蛋白質(zhì)的編碼序列，可翻譯出幾種蛋白質(zhì)，為多順反子。在原核生物mRNA中編碼序列之間有間隔序列，可能與核糖體的識別和結(jié)合有關(guān)。在5’端與3’端有與翻譯起始和終止有關(guān)的非編碼序列，原核生物mRNA中沒有修飾堿基，5’端沒有帽子結(jié)構(gòu)，3’端沒有多聚腺苷酸的尾巴（polyadenylate tail，polyA尾巴）。原核生物的mRNA的半衰期比真核生物的要短得多，轉(zhuǎn)錄后1min，mRNA降解就開始。

2． 真核生物mRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

真核生物mRNA為單順反子結(jié)構(gòu)，即一個(gè)mRNA分子只包含一條多肽鏈的信息。在真核生物成熟的mRNA中5’端有m7GpppN的帽子結(jié)構(gòu)，帽子結(jié)構(gòu)可保護(hù)mRNA不被核酸外切酶水解，并且能與帽結(jié)合蛋白結(jié)合識別核糖體并與之結(jié)合，與翻譯起始有關(guān)。3’端有polyA尾巴，其長度為20~250個(gè)腺苷酸，其功能可能與mRNA的穩(wěn)定性有關(guān)，少數(shù)成熟mRNA沒有polyA尾巴，如組蛋白mRNA，它們的半衰期通常較短。

（三）rRNA的結(jié)構(gòu)

rRNA占細(xì)胞總RNA的80%左右，rRNA分子為單鏈，局部有雙螺旋區(qū)域具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，原核生物主要的rRNA有三種，即5S、16S和23S rRNA，如大腸桿菌的這三種rRNA分別由120、1542和2904個(gè)核苷酸組成。真核生物則有4種，即5S、5.8S、18S和28S rRNA，如小鼠，它們相應(yīng)含121、158、1874和4718個(gè)核苷酸。rRNA分子作為骨架與多種核糖體蛋白（ribosomal protein）裝配成核糖體。

所有生物體的核糖體都由大小不同的兩個(gè)亞基所組成。原核生物核糖體為70S，由50S和30S兩個(gè)大小亞基組成。30S小亞基含16S的rRNA和21種蛋白質(zhì)，50S大亞基含23S和5S兩種rRNA及34種蛋白質(zhì)。真核生物核糖體為80S，是由60S和40S兩個(gè)大小亞基組成。40S的小亞基含18S rRNA及33種蛋白質(zhì)，60S大亞基則由28S、5.8S和5S 3種rRNA及49種蛋白質(zhì)組成。

（四）其他RNA分子

20世紀(jì)80年代以后由于新技術(shù)不斷產(chǎn)生，人們發(fā)現(xiàn)RNA有許多新的功能和新的RNA基因。細(xì)胞核內(nèi)小分子RNA（small nuclear RNA，snRNA）是細(xì)胞核內(nèi)核蛋白顆粒（Small nuclear ribonucleoprotein particles，snRNPs）的組成成分，參與mRNA前體的剪接以及成熟的mRNA由核內(nèi)向胞漿中轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。核仁小分子RNA（small nucleolar RNA，snoRNA）是類新的核酸調(diào)控分子， 參與rRNA前體的加工以及核糖體亞基的裝配。胞質(zhì)小分子RNA（small cytosol RNA， scRNA）的種類很多，其中7S LRNA與蛋白質(zhì)一起組成信號識別顆粒（signal recognition particle，SRP），SRP參與分泌性蛋白質(zhì)的合成，反義RNA（antisense RNA）由于它們可以與特異的mRNA序列互補(bǔ)配對，阻斷mRNA翻譯，能調(diào)節(jié)基因表達(dá)。核酶是具有催化活性的RNA分子或RNA片段。在醫(yī)學(xué)研究中已設(shè)計(jì)了針對病毒的致病基因mRNA的核酶，抑制其蛋白質(zhì)的生物合成，為基因治療開辟新的途徑，核酶的發(fā)現(xiàn)也推動了生物起源的研究。微RNA（microRNA，miRNA）是一種具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的非編碼RNA，長度一般為20-24個(gè)核苷酸，在mRNA翻譯過程中起到開關(guān)作用，它可以與靶mRNA結(jié)合，產(chǎn)生轉(zhuǎn)錄后基因沉默作用（post-transcriptional gene silencing，PTGS），在一定條件下能釋放，這樣mRNA又能翻譯蛋白質(zhì)，由于miRNA的表達(dá)具有階段特異性和組織特異性，它們在基因表達(dá)調(diào)控和控制個(gè)體發(fā)育中起重要作用。

RNA組

隨著基因組研究不斷深入，蛋白組學(xué)研究逐漸展開，RNA的研究也取得了突破性的進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)了許多新的RNA分子，人們逐漸認(rèn)識到DNA是攜帶遺傳信息分子，蛋白質(zhì)是執(zhí)行生物學(xué)功能分子，而RNA即是信息分子，又是功能分子。人類基因組研究結(jié)果表明，在人類基因組中約有30000～40000個(gè)基因，其中與蛋白質(zhì)生物合成有關(guān)的基因只占整個(gè)基因組的2%，對不編碼蛋白質(zhì)的98%基因組的功能有待進(jìn)一步研究，為此20世紀(jì)末科學(xué)家在提出蛋白質(zhì)組學(xué)后，又提出RNA組學(xué)。RNA組是研究細(xì)胞的全部RNA基因和RNA的分子結(jié)構(gòu)與功能。

核酸、蛋白質(zhì)誰更“?！?

一般人都知道，生命是蛋白質(zhì)存在的形式，蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ)。在發(fā)現(xiàn)核酸前，這句話是對的，但當(dāng)核酸被發(fā)現(xiàn)后，應(yīng)該說最本質(zhì)的生命物質(zhì)是核酸，或是把上述的這句話更正為蛋白體是生命的基礎(chǔ)。按照現(xiàn)代生物學(xué)的觀點(diǎn)，蛋白體是包括核酸和蛋白質(zhì)的生物大分子。

核酸在生命中為什么比蛋白質(zhì)更重要呢?因?yàn)樯闹匾允悄茏晕覐?fù)制，而核酸就能夠自我復(fù)制。蛋白質(zhì)的復(fù)制是根據(jù)核酸所發(fā)出的指令，使氨基酸根據(jù)其指定的種類進(jìn)行合成，然后再按指定的順序排列成所需要復(fù)制的蛋白質(zhì)。世界上各種有生命的物質(zhì)都含有蛋白體，蛋 白體中有核酸和蛋白質(zhì)，至今還沒有發(fā)現(xiàn)有蛋白質(zhì)而沒有核酸的生命。但在有生命的病毒研究中，卻發(fā)現(xiàn)病毒以核酸為主體，蛋白質(zhì)和脂肪以及脂蛋白等只不過充作其外殼，作為與外界環(huán)境的界限而已，當(dāng)它鉆入寄生細(xì)胞繁殖子代時(shí)，把外殼留在細(xì)胞外，只有核酸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi) ，并使細(xì)胞在核酸控制下為其合成子代的病毒。這種現(xiàn)象，美國科學(xué)家比喻為人和汽車的關(guān)系。即把核酸比為人，蛋白質(zhì)比作汽車，人駕駛汽車到處跑，外表上看，人車一體是有生命運(yùn)動的東西，而真正的生命是人，汽車只是由人制造的載入的外殼。有一種類病毒，是能繁殖子代的有生命物體，其中只有核酸而沒蛋白質(zhì)，可見核酸是真正的生命物質(zhì)。

因此中國1996年最新出版的《人體生理學(xué)》改變了舊教科書中只提蛋白質(zhì)是生命基礎(chǔ)的缺陷，明確提出：“蛋白質(zhì)和核酸是一切生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。”

然而，多少年來，人們在一味追求蛋白質(zhì)、維生素、微量元素等營養(yǎng)時(shí)，卻把最重要的角色——核酸忘卻了，這不能不說是人類生命史上的一大遺憾。

沒有核酸，就沒有蛋白，也就沒有生命。

核酸也稱多聚核苷酸，是由許多個(gè)核苷酸聚合而成的生物大分子，核苷酸是由含氮的堿基、核糖或脫氧核糖、磷酸三種分子連接而成。堿基與糖通過糖苷鍵連接成核苷，核苷與磷酸以酯鍵連接成核苷酸。核苷酸是生物體內(nèi)一類重要含氮化合物，是各種核酸的基本組成單位。根據(jù)核酸所含戊糖的不同，可分為核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）二種。

核酸不但是一切生物細(xì)胞的基本成分，還對生物體的生長、發(fā)育、繁殖、遺傳及變異等重大生命現(xiàn)象起主宰作用。它在生物科學(xué)的地位，可用“沒有核酸就沒有生命”這句話來概括。

飲食核酸的營養(yǎng)保健作用如下：

1．飲食核酸與免疫 ‘

從核酸對機(jī)體各系統(tǒng)的影響來看，免疫系統(tǒng)是最敏感也是最直接受影響的系統(tǒng)。1985年科學(xué)家就證實(shí)無核酸飲食或低核酸飲食配方飼喂的實(shí)驗(yàn)動物，其細(xì)胞免疫功能低下，條件致病菌就可使其感染。無核酸飲食致使T淋巴細(xì)胞發(fā)育障礙、功能低下，而沒有細(xì)胞免疫反應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)影響T細(xì)胞依賴的體液免疫的產(chǎn)生；補(bǔ)充核酸營養(yǎng)后可恢復(fù)免疫系統(tǒng)的發(fā)育和免疫功能。實(shí)驗(yàn)表明，核酸是維持機(jī)體正常免疫功能和免疫系統(tǒng)生長代謝的必需營養(yǎng)物質(zhì)。

2．飲食核酸與衰老和內(nèi)分泌

衰老是機(jī)體各組織器官的退行性變化，關(guān)于衰老發(fā)生機(jī)制的學(xué)說很多，如自由基學(xué)說、免疫學(xué)說、內(nèi)分泌學(xué)說、遺傳學(xué)說等。脂質(zhì)過氧化隨年齡增大而增高，并伴有酶與非酶系統(tǒng)防御功能下降，導(dǎo)致體內(nèi)自由基濃度升高。代謝性、退行性疾病的發(fā)生和發(fā)展與體內(nèi)過氧化脂質(zhì)含量高度正相關(guān)。飲食核酸能增加血漿單不飽和脂肪酸和co-3、¨6系列多不飽和脂肪酸的含量，多不飽和脂肪酸的增加可提高機(jī)體對抗自由基的能力。飲食核酸作為使遺傳物質(zhì)活潑代謝的原料，具有極強(qiáng)的抗生物氧化、消除體內(nèi)自由基和全面增強(qiáng)免疫功能及性激素分泌的作用，因此在延緩衰老方面優(yōu)勢顯著。

3．飲食核酸與增殖細(xì)胞

飲食中補(bǔ)加核酸有助于肝臟再生和受損傷的小腸恢復(fù)功能。有無核酸飲食對比研究證明，一段時(shí)期內(nèi)膳食中如缺乏核酸，將對大鼠肝臟的超微結(jié)構(gòu)及功能造成不良影響，提示飲食核酸是維持肝臟處于正常生理狀態(tài)的必需營養(yǎng)物質(zhì)。血液中的紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板和血漿蛋白等也都是代謝較快的增殖細(xì)胞系，加之它們中的大多數(shù)均無從頭合成核酸的能力，因此它們的代謝和功能也都需要充足的核酸營養(yǎng)。再生障礙性貧血和抗癌藥物、放療、化療等引起的貧血，即缺鐵性貧血之外的貧血均需補(bǔ)充核酸營養(yǎng)，以改善骨髓造血功能和血液成分的代謝活力。

4．飲食核酸與癌癥

人體每日約有數(shù)百萬個(gè)癌狀細(xì)胞出現(xiàn)，它們幾乎全部被機(jī)體的免疫監(jiān)視系統(tǒng)和核酸、維生素等食物成分，在形成大的癌細(xì)胞克隆前排除掉。因此在日常生活中盡量避免致癌因子的作用，增加核酸等防癌因素的作用非常必要。

5．飲食核酸與癡呆等神經(jīng)障礙

食物核酸提取物對癡呆癥狀的改善非常令人鼓舞。在大鼠實(shí)驗(yàn)中，如給大鼠腦注射RNA合成阻斷劑，則所掌握的學(xué)習(xí)能力和記憶能力在5小時(shí)后喪失，但如在注射RNA合成阻斷劑的同時(shí)注射拮抗阻斷劑的物質(zhì)，這種記憶喪失就不發(fā)生。美國哈佛大學(xué)的研究也表明，老年癡呆患者腦內(nèi)神經(jīng)纖維變化多的部位，RNA和蛋白質(zhì)合成顯著減少，因此發(fā)生記憶障礙。

6．飲食核酸與循環(huán)系統(tǒng)

核酸營養(yǎng)對循環(huán)系統(tǒng)的作用是抑制過氧化脂質(zhì)的形成，抑制膽固醇的生成，擴(kuò)張血管，改善血流，糾正心肌代償不良，促進(jìn)血管壁再生，抑制血小板凝集i因此核酸被認(rèn)為對腦血栓、心肌梗死、高血壓和動脈粥樣硬化癥有較好的營養(yǎng)保健作用。

7、飲食核酸與糖尿病

非胰島素依賴性糖尿病與生活方式和運(yùn)動不足關(guān)系密切，如果在普通的飲食療法的基礎(chǔ)上，再加上核酸飲食，將收到更好的效果。其原因：一是糖尿病患者血清中過氧化脂質(zhì)增多，核酸及其代謝產(chǎn)物對其具有較強(qiáng)的清除作用；二是由于核酸的促細(xì)胞（包括促胰臟的胰島素分泌細(xì)胞）代謝功能。除此之外，核酸的代謝產(chǎn)物腺苷還有抑制糖的分解作用，使糖在小腸內(nèi)的吸收減緩。

除上述作用外，飲食核酸還有以下作用：減肥，提高機(jī)體對環(huán)境變化的耐受力，顯著的抗疲勞、增強(qiáng)機(jī)體對冷熱的抵抗力、促進(jìn)攝人氧氣的利用，促進(jìn)小鼠生殖系統(tǒng)的發(fā)育等。

對于嬰兒、迅速成長期的孩子、老年體弱多病、全身感染、外傷手術(shù)者、肝功能不全以及白細(xì)胞、T細(xì)胞、淋巴細(xì)胞降低人群等，可以額外補(bǔ)充核酸類物質(zhì)。世界衛(wèi)生組織規(guī)定，每天膳食中核酸的量不大于2克，扣除食物中的核酸攝入量，每天補(bǔ)充小于1．5克核酸是合適的。

人工核酸治療白血病

日本工業(yè)技術(shù)院產(chǎn)業(yè)技術(shù)融合領(lǐng)域研究所已開發(fā)出了治療白血病的人造核酸。這種人造核酸就像一把剪刀，可發(fā)現(xiàn)引起白血病的遺傳基因并將其剪除?？蒲行〗M的成員、東京大學(xué)研究生院教授多比良和誠根據(jù)動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為，這種人造核酸將來有望成為治療白血病的主要藥物。

這次研究的對象是慢性骨髓性白血病（MCL），患者的異常遺傳因子是由兩個(gè)正常的遺傳因子連接而成的，新開發(fā)的人造核酸可以發(fā)現(xiàn)這種變異遺傳基因并將其切斷。科學(xué)家過去也發(fā)現(xiàn)過能找到特定的遺傳因子序列并將其切斷的分子，但在切斷特定遺傳因子序列的同時(shí)往往對正常細(xì)胞造成傷害。而新開發(fā)出的核酸只在發(fā)現(xiàn)異常遺傳因子時(shí)才被激活，平時(shí)則潛伏不動。

科研小組用人體白血病細(xì)胞進(jìn)行了動物實(shí)驗(yàn)。他們將可與人造核酸反應(yīng)的細(xì)胞和不可與人造核酸反應(yīng)的細(xì)胞分別注射到8只實(shí)驗(yàn)鼠的體內(nèi)。移植后第13周時(shí)，不與人造核酸反應(yīng)的細(xì)胞全部死亡，而與人造核酸反應(yīng)的細(xì)胞全部存活，證明人造核酸在生物體內(nèi)十分有效。

科研小組說，此人造核酸的臨床應(yīng)用尚有諸多問題要解決，將來很可能是把患者的骨髓細(xì)胞抽出來，經(jīng)人造核酸處理后，再把正常細(xì)胞的骨髓輸回患者體內(nèi)。

核酸的生物功能

核酸在生物體內(nèi)主要與蛋白質(zhì)合成核蛋白存在，它既是蛋白質(zhì)生物合成不可缺少的物質(zhì)，又是生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。

DNA主要存在于細(xì)胞核中，它們是遺傳信息的攜帶者，DNA的結(jié)構(gòu)決定生物合成蛋白質(zhì)的特定結(jié)構(gòu)，并保證這種遺傳特性傳給下一代。RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，它們是以DNA為模板而形成的，并且直接參加蛋白質(zhì)的生物合成過程。因此，DNA是RNA的模板，而RNA又是蛋白質(zhì)的模板。存在于DNA分子上的遺傳信息就是這樣由DNA傳遞給RNA，再傳遞給蛋白質(zhì)。通過DNA 復(fù)制，遺傳信息一代代傳下去，正因?yàn)橛羞@樣的功能，人們把核酸譽(yù)為“生命之源”和“生命之本”。