[拼音]：hesuan
[外文]：nucleic acid
由数十至数十亿个核苷酸通过磷酸二酯键形成的一类生物大分子。动、植物、微生物都含有核酸。根据组成成分不同可分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两大类。DNA 是绝大多数生物的遗传物质。某些病毒和噬菌体则以 RNA为遗传物质。遗传信息的传递和表达是通过核酸分子的复制、转录和转译等一系列复杂过程实现的。
发现
1869年瑞士科学家J.F.米舍尔从绷带上的脓细胞的细胞核中提取出一种新的含磷有机化合物，称之为“核质”，它实际上是由核酸和蛋白质组成的核蛋白。当时已知的含磷有机化合物只有卵磷脂一种，因此引起了重视。1889年R.阿尔特曼制得不含蛋白质的核酸。并提出“核酸”这一名称。
提取
核酸在生物体内通常和碱性蛋白质、多胺和金属离子结合。可从已破碎的细胞中用一定浓度的盐溶液抽提核蛋白，然后加盐至饱和，使核酸和蛋白质解离，并使蛋白质沉淀。也可用苯酚、氯仿或去垢剂如硫酸十二酯钠或蛋白水解酶去除蛋白质，除去蛋白质后的溶液可用乙醇将核酸析出。由于生物组织中含有核酸酶，因此提取核酸时，要尽可能减少或抑制核酸酶的活力，才能得到不降解的核酸样品。
类别
可分为DNA和RNA两大类。前者为染色体的主要成分，存在于真核生物的细胞核、线粒体和叶绿体等细胞器中以及原核生物的类核及质粒中。RNA 则在细胞核和细胞质中都有。病毒和噬菌体的蛋白质外壳内只含有一种核酸，或为DNA，或为RNA。类病毒则全由RNA构成，没有外壳。1983年初有人从艾氏腹水瘤细胞中分离到只含葡萄糖的“核酸”(不含戊糖)，这种6碳糖“核酸”是否在生物界广泛存在，其功能如何，均不清楚。
组成
核苷酸是核酸的组成单位，它由碱基、戊糖和磷酸构成。碱基又可分为嘌呤碱和嘧啶碱两类。核酸中常见的嘌呤碱为腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)，DNA和RNA都含有这两类嘌呤碱。嘧啶碱在DNA中为胞嘧啶(c)和胸腺嘧啶(T)，在RNA中则为胞嘧啶和尿嘧啶(U)。此外，在DNA和 RNA中还含有少量的带有一种或多种基团的修饰碱基。戊糖在DNA中为D-2-脱氧核糖，在RNA中则为D-核糖。嘌呤或嘧啶和核糖结合生成的化合物叫核苷，和脱氧核糖结合则成脱氧核苷。核苷和磷酸结合成为核苷酸，脱氧核苷和磷酸结合成脱氧核苷酸。核糖内2′-羟基也可以甲基化，这样形成的核苷或核苷酸就叫做修饰核苷或修饰核苷酸。根据磷酸和戊糖上的羟基结合的位置不同，又可分为2′-核苷酸，3′-核苷酸和5′-核苷酸。由于脱氧核糖的2′位碳原子上没有羟基，所以脱氧核苷酸只有3′-脱氧核苷酸和5′-脱氧核苷酸两种。
碱基组成的测定
一般用化学方法（酸或碱）或酶解的方法处理核酸，使核酸降解成核苷酸或碱基，然后用纸层析、纸电泳、薄层层析、柱层析或高效液相色谱等方法将核苷酸或碱基分离成单一组分，再分别测定其含量。
结构
核苷酸的连接方式和排列顺序，称为核酸的一级结构。第 1个核酸的一级结构是1965年R.W.霍利实验室解决的，它就是酵母丙氨酸转移核糖核酸。无论DNA或RNA，核苷酸之间都是由3′，5′-磷酸二酯键连接起来的，就是磷酸基团和左边戊糖的3′-羟基形成酯键，同时又和右边戊糖的5′－羟基形成酯键（图1）。
核酸还具有二级和三级结构，1953年J.D.沃森和F.H.C.克里克提出的DNA双螺旋结构就是DNA的二级结构。DNA的超螺旋结构和酵母苯丙氨酸tRNA的倒L型立体结构被称为三级结构。
一般性质
最小的核酸如转移核糖核酸(tRNA)分子量约25000，大的如人的DNA，分子量则达1.5×1012。由于核酸带有大量的磷酸基团，呈强酸性，在生物体内一般以盐的形式存在。
核酸中含有嘌呤碱和嘧啶碱，这类碱具有能强烈吸收紫外光的共轭双键结构，使核酸显示特定的紫外光吸收光谱，高峰为260纳米，低峰为230纳米（图2）。
核酸分子的消光系数，一般比其组成成分(核苷酸)的消光系数之和要低，换句话说，核酸水解成核苷酸后，其紫外光消光系数有所增加，这叫“增色效应”。
由于核酸中含有戊糖，戊糖的颜色反应，也常作为检测核酸的方法。RNA中含核糖，和浓盐酸共热后生成糠醛或其衍生物，后者与地衣酚反应呈绿色。DNA中的脱氧核糖与二苯胺在酸中共热则成蓝色。测定磷含量也是检测核酸的一种方法。
代谢
核酸的碱基（嘌呤或嘧啶）是从氨基酸、二氧化碳以及一碳化合物合成的，因此在正常情况下，生物体能合成自身所需的嘌呤和嘧啶（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶）。
合成RNA时，各种核糖核苷酸逐步磷酸化成核苷三磷酸如腺苷三磷酸(ATP)、鸟苷三磷酸(GTP)、尿苷三磷酸(UTP)和胞苷三磷酸(CTP)，然后在RNA聚合酶催化下，以DNA的一条链为模板转录成RNA。
合成DNA所需的脱氧核苷三磷酸，其中脱氧腺苷三磷酸(dATP)、脱氧鸟苷三磷酸（dGTP）和脱氧胞苷三磷酸(dCTP)是从下面的途径来的：5′-核苷酸磷酸化先生成核苷二磷酸，一部分继续磷酸化生成核苷三磷酸，一部分则还原成脱氧核苷二磷酸，后者再磷酸化成脱氧核苷三磷酸。脱氧胸苷三磷酸(dTTP)和上面的 3种脱氧核苷三磷酸不一样，它是从5′-尿苷酸来的。5′-尿苷酸磷酸化成5′-尿苷二磷酸，还原成5′-脱氧尿苷二磷酸再磷酸化成5′-脱氧尿苷三磷酸，后者脱去焦磷酸成5′-脱氧尿苷酸，接受一碳化合物成5′-脱氧胸苷酸，再逐步磷酸化成脱氧胸苷三磷酸。
核酸在生物体内降解时先生成核苷酸或寡核苷酸，寡核苷酸进一步水解成核苷酸。核苷酸脱去磷酸则成核苷，后者经核苷磷酸化酶或核苷水解酶的作用放出碱基。在不同动物中再经降解成为尿酸、尿囊素、尿囊酸、尿素或β-丙氨酸等物质。
人工合成
1955年以来，用化学和酶促相结合的方法，已合成了许多核酸。由于脱氧核糖没有2′-羟基，不需特殊保护，所以DNA的合成比RNA要方便一点，进展也更快。已经合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸以及胰岛素、胸腺素、干扰素和生长激素等的基因。
核酸的人工合成，无论对结构与功能的理论研究，或是在近年来飞速发展的基因工程上都有极为重要的意义（见核酸的人工合成）。
- 参考书目
- 王德宝、祁国荣：《核酸 结构、功能与合成》，科学出版社，北京，1986。
- R.L.P.Adams et al.，The Biochemistry of Nucleic Acids，9th ed.，Chapman and Hall Ltd.，London，1981.
- E.L.Smith et al.， Principles of Biochemistry，General Aspects，7th ed.， McGraw-Hill Book Co.， New York，1983.
参考文章
- 核酸在断奶仔猪饲养粮食中应用效果及注意点猪
- 抗乙肝免疫核糖核酸的药理药学
- 核糖核酸废水处理工程设计废水治理
- 抗乙肝免疫核糖核酸的给药说明药学
- 核糖核酸的药理药学
- 抗乙肝免疫核糖核酸的用法与用量药学
- 脱氧核糖核酸酶的药理药学
- 脱氧核糖核酸酶的给药说明药学
- 如何评价生物大分子进化途径中的RNA世界说与核酸和蛋白质共起源学说？生物知识
- 核糖核酸的用法与用量药学
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