核酸

核酸（英語：nucleic acid）是一种通常位于细胞内的大型生物分子，主要負責生物体遗传信息的携带和传递。核酸有兩大類，分別是脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。 核酸的单体结构为核苷酸。每一个核苷酸分子由三部分组成：一个五碳糖、一个含氮鹼基和一个或多个磷酸基团。如果其五碳糖是去氧核糖則為去氧核糖核苷酸，此單體之聚合物是DNA。如果其五碳糖是核糖則為核糖核苷酸，此單體之聚合物是RNA。 核酸是最重要的生物大分子（其余为胺基酸/蛋白质，醣類/碳水化合物和脂质/脂肪）。它们大量存在于所有生物，功能有编码、传递和表达遗传信息。换句话说，遺傳訊息通过核酸序列被传递。DNA分子含有生物物种的所有遗传信息，为双链分子，其中大多数是链状结构大分子，也有少部分呈环状结构，分子量一般都很大。RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和表达，为单链分子，分子量要比DNA小得多。 核酸存在于所有动植物细胞、微生物和病毒、噬菌体内，是生命的最基本物质之一，对生物的成长、遗传、变异等现象起着重要的决定作用。 1869年，核酸被科学家弗雷德里希·米歇尔发现。当时该物质被他称为“核素”。 1880年代早期，阿尔布雷希特·科塞尔进一步纯化了该物质，并发现了其具有高酸性特性。 1889年，理查德·阿尔特曼创造了nucleic acid（核酸）一词。 20世纪早期，阿尔布雷希特·科塞尔与他的两个学生发现核酸由核苷酸组成。但当时科塞尔错误地认为核酸由4种核苷酸的重复单位构成。 1953年，沃森和克里克等人发现了DNA的双螺旋结构。 核酸实验研究构成了现代生物学和医学研究的重要组成部分，形成了基因组和法医学，以及生物技术和制药行业的基础。 核酸可以分为脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA），以及人工合成的核酸类似物。 脱氧核糖核酸（DNA）是由脱氧核糖核苷酸构成的一种核酸。其主要负责生物体遗传信息的携带。组成DNA的碱基有四种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）与胞嘧啶（C）。DNA主要为双链构成的双螺旋结构，但病毒中也有单链DNA。利用体外分子进化技术，也可合成出类似核酶的脱氧核酶。 核糖核酸（RNA）由核糖核苷酸构成，其功能包括遗传信息的传递与核酶等，而一些病毒使用RNA携带遗传信息。组成RNA的碱基中，尿嘧啶（U）代替了胸腺嘧啶。RNA一般为单链。 除此之外，也可以通过人工合成出核酸类似物（英语：Nucleic_acid_analogue）（Nucleic acid analogues）。如肽核酸、锁核酸、GNA、苏糖核酸等。核酸类似物通过不同的分子骨架而与自然产生的DNA或RNA区分开来。 核酸由核苷酸组成，而核苷酸又是由含氮碱基、五碳糖和磷酸基构成。 核酸的单体结构为核苷酸。每一个核苷酸分子有三部分组成：一个含氮碱基，一个五碳糖和一个或多个磷酸基团。由含氮碱基和五碳糖组成的结构叫做核苷。 含氮碱基是两种母体分子嘌呤和嘧啶的衍生物。一般，组成核酸的碱基有五种，分别是： 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T，又称5-甲基尿嘧啶，在RNA中一般由尿嘧啶代替） 尿嘧啶（U，在DNA中由胸腺嘧啶代替） 除了以上五种碱基之外，部分核酸还含有特殊碱基。即稀有碱基。 核苷是由含氮碱基和戊糖组成的糖苷。核苷加上一个磷酸基就是核苷酸。 核酸的结构可分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。 核酸的链上各核苷酸残基的排列顺序被称作核酸的一级结构，即核酸序列。核酸序列在生物学中非常重要，它们不仅能区分核酸，还带有编码所有生物分子、分子装配体、亚细胞的和细胞的结构、器官的信息，和生物体的最终指令。 Dahm, R. Discovering DNA: Friedrich Miescher and the early years of nucleic acid research. Human Genetics. January 2008, 122 (6): 565–81. ISSN 0340-6717. PMID 17901982. doi:10.1007/s00439-007-0433-0.  He called them nuclein. Bill Bryson, A Short History of Nearly Everything, Broadway Books, 2005, p. 500. Setubal, João Carlos. Meidanis, João. Introduction to computational molecular biology. 主编 聂理.《分子生物学导论》. World Pub. Corperation. 2003 [2020-07-12]. ISBN 7-5062-6574-5. OCLC 880306796. （原始内容存档于2020-06-13）.  引用错误：带有name属性“分子生物学导论”的<ref>标签用不同内容定义了多次 Yang, Jianxiong, 1954-; 杨建雄, 1954-. Fen zi sheng wu xue. 分子生物学（第二版） Di er ban. Beijing Shi. ISBN 7-03-045212-7. OCLC 950961809.  DNA Structure. What is DNA. Linda Clarks. [6 August 2016]. （原始内容存档于2021-02-24）.  International Human Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and analysis of the human genome. (PDF). Nature. 2001, 409 (6822): 860–921 [2015-11-20]. PMID 11237011. doi:10.1038/35057062. （原始内容存档 (PDF)于2007-07-12）.  Venter, JC; et al. The sequence of the human genome. (PDF). Science. 2001, 291 (5507): 1304–1351 [2015-11-20]. Bibcode:2001Sci...291.1304V. PMID 11181995. doi:10.1126/science.1058040. （原始内容存档 (PDF)于2007-07-13）.  Budowle B, van Daal A. Extracting evidence from forensic DNA analyses: future molecular biology directions. BioTechniques. April 2009, 46 (5): 339–40, 342–50. PMID 19480629. doi:10.2144/000113136.  俞海国; 赵晓东; 等. 脱氧核酶的研究进展. 国外医学：分子生物学分册. 2002, 24 (3): 155–157 [2020-10-25]. （原始内容存档于2021-02-10）.  Berg J., Tymoczko J. and Stryer L. (2002) Biochemistry. W. H. Freeman and Company ISBN 0-7167-4955-6 薛金星. 中学教材全解 工具版 高中生物必修1 分子与细胞. 陕西人民教育出版社. ISBN 9787545015751.  人民教育出版社. 生物1 必修 分子与细胞. ISBN 9787107176708.  生命的螺旋-DNA與RNA. 國立科學工藝博物館.  分子与细胞生物学主题 遗传学主题 生物学主题 核酸检测 核酸結構 核酸双螺旋 分子生物学 遗传学 分子生物學史