核酸的种类和分布

核酸的种类和分布

按其所含糖的种类不同,核酸又分为2大类:核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。在真核细胞中,DNA主要集中在细胞核内,占总量的98%以上。不同种生物的细胞核中DNA含量差异很大,但同种生物的体细胞核中的DNA含量是相同的,而性细胞仅为体细胞DNA含量的一半。此外,线粒体和叶绿体等细胞器中也均有各自的DNA。DNA和RNA都是由单个核苷酸连接而形成的。RNA平均长度大约含有2000个核苷酸,而人的DNA分子却很长,约为3×109个核苷酸组成。

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核糖核酸

DNA是真核生物染色体的主要成分。染色体DNA分子中的脱氧核苷酸顺序(即碱基顺序)是遗传信息的贮存形式,亦即遗传的最小功能单位——基因就是DNA分子上具有遗传效应的特定核苷酸序列,其编码表达的产物是RNA或多肽链。DNA通过复制把全套遗传信息传递给子代DNA,并通过转录把某些遗传信息传递给RNA。原核细胞没有明显的细胞核结构,DNA存在于称为类核的结构区,也没有与之结合的染色质蛋白,每个原核细胞只有一个染色体,每个染色体含一个双链环状DNA分子。原核细胞染色体之外还存在能进行自主复制的遗传单位,称为质粒。某些低等真核生物(如酵母)中也存在质粒。在RNA病毒中,RNA携带遗传信息。因此,在少数的生物有机体中,RNA也是RNA病毒中的遗传物质。

细胞内的RNA主要存在于细胞质中,约占90%,少量存在于细胞核中。细胞中的RNA有3种:①含量最少的信使RNA(mRNA),约占细胞总RNA的5%,mRNA在蛋白质生物合成中起着决定氨基酸顺序的模板作用;②含量最多的核糖体RNA(rRNA),约占细胞总RNA的80%,它与蛋白质结合构成核糖体,核糖体是合成蛋白质的场所;③相对分子质量最小的转移RNA(tRNA),约占细胞总RNA的10%~15%,在蛋白质合成时起着携带活化氨基酸的作用。此外,叶绿体、线粒体中也有各自与细胞质不同的mRNA、tRNA和rRNA。

最近20年研究发现,朊病毒是一类能引起绵羊瘙痒病、疯牛病等种疾病的蛋白质性传染粒子。就目前所知的无论是病毒,还是类病毒都含有核酸,而朊病毒不含有核酸。朊病毒的复制方式比较独特,它不通过核酸复制或反转录过程进行繁衍,而是以构象异常的蛋白质分子为引子,诱使正常的朊病毒蛋白分子发生构象异常变化。朊病毒蛋白是细胞中编码朊病毒蛋白基因的正常表达产物,其正常功能尚不完全清楚,只是有的学者发现,正常朊病毒蛋白功能丧失会引起突触丧失和神经元退化。正常朊病毒蛋白对蛋白质水解酶很敏感,学者把其代号定为PrPc。一旦这种蛋白质分子的构象由α螺旋转变为β折叠式,那么它就变成了具有致病感染力的分子,其代号为PrPsc。因此,所谓的朊病毒蛋白应该是指具有致病能力的PrPsc分子。