人体化学反应中的核酸
人体化学反应中的核酸
1.核酸、蛋白质谁更“牛”
一般人都知道,生命是蛋白质存在的形式,蛋白质是生命的基础。在发现核酸前,这句话是对的。但当核酸被发现后,应该说最本质的生命物质是核酸,或是把上述的这句话更正为蛋白体是生命的基础。按照现代生物学的观点,蛋白体是包括核酸和蛋白质的生物大分子。
核酸在生命中为什么比蛋白质更重要呢?因为生命的重要性是能自我复制,而核酸就能够自我复制。蛋白质的复制是根据核酸所发出的指令,使氨基酸根据其指定的种类进行合成,然后再按指定的顺序排列成所需要复制的蛋白质。世界上各种有生命的物质都含有蛋白体,蛋白体中有核酸和蛋白质,至今还没有发现有蛋白质而没有核酸的生命。但在有生命的病毒研究中,却发现病毒以核酸为主体,蛋白质和脂肪以及脂蛋白等只不过充作其外壳,作为与外界环境的界限而已。当它钻入寄生细胞繁殖子代时,把外壳留在细胞外,只有核酸进入细胞内,并使细胞在核酸控制下为其合成子代的病毒。这种现象,美国科学家比喻为人和汽车的关系。即把核酸比为人,蛋白质比作汽车,人驾驶汽车到处跑,外表上看,人车一体是有生命运动的东西,而真正的生命是人,汽车只是由人制造的载人的外壳。近来科学家还发现了一种类病毒,是能繁殖子代的有生命物体,其中只有核酸而没蛋白质,可见核酸是真正的生命物质。
因此我国1996年最新出版的《人体生理学》改变了旧教科书中只提蛋白质是生命基础的缺陷,明确提出:“蛋白质和核酸是一切生命活动的物质基础。”
然而,多少年来,人们在一味追求蛋白质、维生素、微量元素等营养时,却把最重要的角色——核酸忘却了,这不能不说是人类生命史上的一大遗憾。
没有核酸,就没有蛋白,也就没有生命。
然而遗憾的是,从目前的分析来看,人类无法从食物中直接摄取核酸;人体细胞内的核酸都是自己合成的。服用核酸对人体而言根本毫无营养价值;相反,有研究发现,过度摄入核酸会造成肾结石等疾病。
肾结石
2.人造核酸可用于治疗白血病
日本工业技术院产业技术融合领域研究所在出版的《自然》杂志上发表论文称,已开发出了治疗白血病的人造核酸。这种人造核酸就像一把剪刀,可发现引起白血病的遗传基因并将其剪除。科研小组的成员、东京大学研究生院教授多比良和诚根据动物实验结果认为,这种人造核酸将来有望成为治疗白血病的主要药物。
这次研究的对象是慢性骨髓性白血病(MCL),患者的异常遗传因子是由2个正常的遗传因子连接而成的,新开发的人造核酸可以发现这种变异遗传基因并将其切断。科学家过去也发现过能找到特定的遗传因子序列并将其切断的分子,但在切断特定遗传因子序列的同时往往对正常细胞造成伤害。而新开发出的核酸只在发现异常遗传因子时才被激活,平时则潜伏不动。
人造核酸可治疗白血病
科研小组用人体白血病细胞进行了动物实验。他们将可与人造核酸反应的细胞和不可与人造核酸反应的细胞分别注射到8只实验鼠的体内。移植后第13周时,不与人造核酸反应的细胞全部死亡,而与人造核酸反应的细胞全部存活,证明人造核酸在生物体内十分有效。
科研小组说,此人造核酸的临床应用尚有诸多问题要解决,将来很可能是把患者的骨髓细胞抽出来,经人造核酸处理后,再把正常细胞的骨髓输回患者体内。
3.核酸的化学性质
(1)酸效应
在强酸和高温,核酸完全水解为碱基、核糖或脱氧核糖和磷酸。在浓度略稀的的无机酸中,最易水解的化学键被选择性的断裂,一般为连接嘌呤和核糖的糖苷键,从而产生脱嘌呤核酸。
(2)碱效应
①DNA:当pH值超出生理范围(pH值7~8)时,对DNA结构将产生更为微妙的影响。碱效应使剪辑的互变异构态发生变化。这种变化影响到特定碱基间的氢键作用,结果导致DNA双链的解离,称为DNA的变性。
②RNA:pH值较高时,同样的变性发生在RNA的螺旋区域中,但通常被RNA的碱性水解所掩盖。这是因为RNA存在的2'-OH参与到对磷酸脂键中磷酸分子的分子内攻击,从而导致RNA的断裂。
(3)化学变性
一些化学物质能够使DNA/RNA在中性pH值下变性。由堆积的疏水剪辑形成的核酸二级结构在能量上的稳定性被削弱,则核酸变性。