碱基怎么参与构成核苷酸

核酸是由许多核苷酸相互连接而成的多核苷酸长链。RNA主要由AMP、GMP、CMP、UMP四种核苷酸组成，相对分子质量为106左右；DNA主要由d AMP、d GMP、d CMP、d TMP四种核苷酸组成，相对分子质量为106～109。

核酸是具有三维结构的高分子化合物，结构很复杂，目前尚未完全了解清楚。这里只对一级结构和二级结构作简单介绍。

1.一级结构

核酸的一级结构是指核酸分子中核苷酸的排列顺序。无论是RNA还是DNA，都是由一个核苷酸中戊糖3′位羟基和另一个核苷酸5′位磷酸之间，通过3′，5′-磷酸二酯键连接而成的长链化合物。链的走向一般是从5′端到3′端。DNA和RNA的一级结构片段如图13-5所示。

图13-5 DNA与RNA一级结构片断

为了书写方便，常用简化式来表示核酸的长链结构。其表示方法是：垂直线表示戊糖基，它的一端（C′1）与碱基相连，另一端（C′5）与磷酸相连，垂线中间的斜线表示核糖的3′位与磷酸基相连。P表示磷酸的酯基。RNA和DNA的一级片段结构简式如图13-6所示。

2.二级结构

1953年，沃森（James D．Watson）和克里克（Francis C．Crick）在前人大量工作的基础上，根据DNA纤维的X射线衍射图谱提出了DNA分子的双螺旋结构模型（图13-7），较好地描述了DNA的二级结构。

图13-6 RNA和DNA一级片段结构简式

（a）RNA一级片段结构简式；（b）DNA一级片段结构简式

图13-7 DNA分子双螺旋结构及碱基配对示意图

DNA双螺旋结构的要点是：

①DNA分子由两条多核苷酸组成，这两条链围绕同一个中心轴，以相反的走向（即一条由3′-5′，另一条由5′-3′）相互平行旋绕而形成右手双螺旋结构。

②螺旋的直径为2．0nm，两个相邻碱基平面间的距离为0．34nm，它们之间的旋转角为36°。每隔10个碱基，脱氧核苷酸链就旋转一周，即螺旋的螺距为3．4nm。

③两股长链的碱基在螺旋的内侧，其平面与中心轴垂直，磷酸在外侧。

④两条链上的碱基之间以一种特殊的方式配对：一个嘌呤碱和一个嘧啶碱配对（A-T、G-C），形成并以氢键而固定下来。为数众多的氢键对维持DNA双螺旋结构起着重要的作用。

如果两条链上对应的碱基都是嘌呤碱或都是嘧啶碱，会因它们之间的距离过小或过大而不能形成氢键。只有A与T配对，其间形成两个氢键；G与C配对，形成三个氢键（图13-7），这一规律叫作碱基配对或碱基互补规则。

由于一个碱基只能与另一特定的碱基配对，所以一条链上碱基的顺序就决定了另一条链上的碱基顺序。如果DNA双链间的氢键断裂，双链分开，然后以每一条链为模板，分别复制出与其互补的子代链，从而使一个DNA分子转变为与之完全相同的两个DNA分子。显然每个子代双链DNA分子中，都有一条来自亲代的旧链和一条新合成的DNA，把这种复制方式称为半保留复制。DNA的这种复制性能，在遗传学中具有重要意义。

对RNA的构象目前还不很清楚，RNA基本上是以单链状态存在的。多数RNA分子的长链有许多区域发生自身回褶。在回褶区域，碱基由于相互靠近并互补，从而形成氢键。RNA分子中碱基配对是A-U、G-C。同时，RNA分子中碱基既不彼此平行，也不垂直于螺旋的中心轴。

思考题13-10 如果一条DNA双螺旋多核苷酸链中某一片段中碱基的次序为A-C-G-T-A，写出另一条对应的多核苷酸的碱基次序。