🧬 DNA/RNA与基因表达

核酸基础

从核苷酸结构到DNA双螺旋，掌握核酸的基本理化性质。

⚠️

免责声明： 本内容仅供医学学习参考，不作为临床诊断依据。

📊 学习进度

6个知识模块

预计学习时间：25分钟

01 核酸分类

❓ 核酸的基本分类

DNA（脱氧核糖核酸）

• 遗传信息的储存
• 主要存在于细胞核
• 双链结构
• 含有胸腺嘧啶(T)

RNA（核糖核酸）

• 遗传信息的表达
• 主要存在于细胞质
• 单链结构
• 含有尿嘧啶(U)

❓ RNA的分类

mRNA（信使RNA）

蛋白质合成的模板

tRNA（转运RNA）

氨基酸的转运载体

rRNA（核糖体RNA）

核糖体的组成成分

02 核苷酸结构

❓ 核苷酸的组成

核苷酸 = 磷酸 + 核苷 + 含氮碱基

核苷酸结构

磷酸

戊糖

DNA:脱氧核糖
RNA:核糖

含氮碱基

嘌呤/嘧啶

❓ 嘌呤和嘧啶碱基

嘌呤（双环结构）

• 腺嘌呤 (A)

• 鸟嘌呤 (G)

嘧啶（单环结构）

• 胞嘧啶 (C)

• 尿嘧啶 (U) - RNA特有

• 胸腺嘧啶 (T) - DNA特有

❓ 碱基配对规则

DNA碱基配对（Watson-Crick配对）

A - T

2个氢键

G - C

3个氢键（更稳定）

💡 记忆技巧： "A与T牵手（2条氢键），G与C拥抱（3条氢键）"

03 DNA双螺旋结构

❓ Watson-Crick双螺旋模型要点

① 双股反向平行

一条链5'→3'方向，另一条链3'→5'方向

② 右手螺旋

螺旋直径2nm，螺距3.4nm，每圈10个碱基对

③ 碱基在内侧

磷酸-戊糖骨架在外侧，碱基垂直于螺旋轴

④ 碱基互补配对

A与T配对，G与C配对

❓ DNA结构的稳定性因素

氢键

碱基配对的氢键

碱基堆积力

疏水作用+范德华力

💡 重要： 碱基堆积力是维持DNA双螺旋结构稳定的主要因素

04 DNA理化性质

❓ DNA变性（Denaturation）

定义：双链DNA解链成单链的过程

诱发因素

加热、酸、碱

断裂的化学键

氢键（非共价键）

增色效应（Hyperchromic effect）

变性后DNA在260nm处紫外吸收增强

❓ Tm值（熔解温度）

定义：DNA变性过程中紫外吸收达到最大值一半时的温度

G-C含量越高

Tm值越高

DNA长度越长

Tm值越高

💡 记忆："G-C比A-T更稳定，3个氢键对抗2个氢键"

❓ DNA复性（Renaturation）

定义：变性的DNA在适当条件下恢复双螺旋结构

减色效应（Hypochromic effect）

复性后DNA在260nm处紫外吸收减弱

💡 应用：

分子杂交技术（Southern blot、Northern blot）的基础

❓ 核酸杂交

原理：不同来源的DNA单链或DNA/RNA之间，如果碱基序列互补可形成杂交双链

🏥 临床应用：

基因诊断
基因克隆筛选
突变检测

05 核酸酶

❓ 核酸酶分类

核酸内切酶

切断DNA/RNA内部磷酸二酯键（如限制性内切酶）

核酸外切酶

从DNA/RNA末端逐个切下单核苷酸

❓ 限制性核酸内切酶

限制性内切酶

来源：细菌，识别并切割外源DNA

特点：识别特定DNA序列（回文序列）

🏥 应用：基因工程、DNA重组技术

📝 真题练习

【真题】DNA双螺旋结构中，A与T之间形成几个氢键？

💡 2个氢键

【真题】DNA变性时，断裂的化学键是？

💡 氢键（非共价键）

【真题】G-C含量高的DNA，其Tm值？

💡 较高（更稳定）

【真题】RNA中特有的碱基是？

💡 尿嘧啶(U)

【真题】维持DNA双螺旋结构稳定的主要因素是？

💡 碱基堆积力

【真题】DNA变性后的紫外吸收变化？

💡 增色效应（260nm吸收增强）

🔄 快速回顾

DNA碱基配对

A-T（2氢键），G-C（3氢键）

RNA特有碱基

尿嘧啶(U)

DNA变性现象

增色效应（260nm吸收增强）

影响Tm值因素

G-C含量↑，DNA长度↑