核酸是由許多核苷酸聚合而成的生物大分子化合物，是生命最基本的物質之壹。核酸廣泛存在於所有動植物細胞和微生物中，生物體內的核酸常與蛋白質結合形成核蛋白。不同的核酸有不同的化學組成和核苷酸序列。根據化學組成的不同，核酸可以分為核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)。DNA是儲存、復制和傳遞遺傳信息的主要物質基礎。RNA在蛋白質的合成中起著重要的作用——轉運核糖核酸(tRNA)起著攜帶和轉運活性氨基酸的作用；信使RNA，縮寫為mRNA，是合成蛋白質的模板。核糖體核糖核酸，縮寫為rRNA，是細胞合成蛋白質的主要場所。
核酸和蛋白質壹樣，也是壹種生物大分子。核酸的相對分子質量非常大，通常是幾十萬到幾百萬。核酸水解後得到許多核苷酸。實驗證明，核苷酸是核酸的基本單位，即構成核酸分子的單體。壹個核苷酸分子由壹個含氮堿基分子、壹個五糖分子和壹個磷酸分子組成。核苷酸根據五碳糖的不同可分為脫氧核苷酸和核糖核苷酸。
核酸的類型
核酸大分子可分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)兩類，在蛋白質的復制和合成中起著儲存和傳遞遺傳信息的作用。核酸不僅是基本的遺傳物質，而且在蛋白質的生物合成中起著重要的作用，因此在生長、遺傳和變異等壹系列重要的生命現象中起著決定性的作用。
核苷酸(hé gā n suā n)是由嘌呤堿基或嘧啶堿基、核糖或脫氧核糖和磷酸組成的壹類化合物。也稱為核苷酸。戊糖和有機堿合成核苷，核苷和磷酸合成核苷酸，四個核苷酸組成核酸。核苷酸主要參與核酸的形成，許多單核苷酸還具有許多重要的生物學功能，如與能量代謝有關的三磷酸腺苷(ATP)和脫氫輔酶。壹類由嘌呤堿基或嘧啶堿基、核糖或脫氧核糖和磷酸組成的化合物。也稱為核苷酸。五碳糖和有機堿合成核苷，核苷和磷酸合成核苷酸，四個核苷酸組成核酸。核苷酸主要參與核酸的形成，許多單核苷酸還具有許多重要的生物學功能，如與能量代謝有關的三磷酸腺苷(ATP)和脫氫輔酶。壹些核苷酸類似物可幹擾核苷酸代謝，可用作抗癌藥物。根據糖的不同，核苷酸分為核糖核苷酸和脫氧核苷酸。根據堿基不同，有腺嘌呤核苷酸(AMP)、鳥嘌呤核苷酸(GMP)、胞嘧啶核苷酸(CMP)、尿嘧啶核苷酸(UMP)、胸腺嘧啶核苷酸(TMP)、次黃嘌呤核苷酸(IMP)。核苷酸中的磷酸有幾種形式:壹分子、二分子和三分子。此外，核苷酸分子可以脫水並濃縮成環核苷酸。
核苷酸是核酸的基本結構單位，人體內的核苷酸主要由細胞自身合成。核苷酸在體內分布廣泛。細胞主要以5’-核苷酸的形式存在。核糖核苷酸在細胞中的濃度遠遠超過脫氧核苷酸。不同類型細胞中各種核苷酸的含量差異很大，同壹細胞中各種核苷酸的含量也不同，核苷酸總數變化不大。
DNA(脫氧核糖核酸，縮寫為脫氧核糖核酸)，又稱脫氧核糖核酸，是壹種能形成遺傳指令指導生物發育和生命功能運行的分子。它的主要功能是長期信息存儲，可以比作“藍圖”或“菜譜”。其中包含的指令需要在細胞中構建其他化合物，如蛋白質和RNA。帶有遺傳信息的Dna片段稱為基因。其他DNA序列，其中壹些直接與其自身結構壹起發揮作用，另壹些參與調節遺傳信息的表達。
脫氧核糖核酸是壹種長鏈聚合物，其組成單元稱為核苷酸，而糖和磷酸分子通過酯鍵連接形成其長鏈骨架。每個糖分子都與四個堿基中的壹個相連，這些堿基沿脫氧核糖核酸長鏈排列形成的序列可以形成遺傳密碼，這是合成蛋白質的氨基酸序列的基礎。讀碼的過程叫做轉錄，就是根據DNA序列復制壹個叫做RNA的核酸分子。大多數RNA攜帶合成蛋白質的信息，而其他RNA則有自己的特殊功能，如rRNA、snRNA和siRNA。在細胞中，DNA可以組織成染色體結構，整套染色體統稱為基因組。染色體在細胞分裂前復制，這個過程叫做DNA復制。對於真核生物，如動物、植物和真菌，染色體儲存在細胞核中；對於原核生物，如細菌，它們儲存在細胞質中的類核物質中。染色體上的染色質蛋白，如組織蛋白，可以組織和壓縮DNA，幫助它與其他蛋白質相互作用，從而調節基因轉錄。
核糖核酸(縮寫為RNA)是生物細胞和壹些病毒、類病毒中遺傳信息的載體。RNA是核糖核苷酸與磷酸鍵縮合形成的鏈狀分子。核糖核苷酸分子由磷酸、核糖和堿基組成。RNA有四個主要堿基，即A腺嘌呤、G鳥嘌呤、C胞嘧啶和U尿嘧啶，其中U(尿嘧啶)取代了DNA中的T。
分類
核糖核酸
RNA是以壹條DNA鏈為模板，根據堿基互補配對的原理轉錄出來的單鏈。其主要功能是實現遺傳信息在蛋白質中的表達，是遺傳信息傳遞過程中的橋梁。tRNA的作用是攜帶符合要求的氨基酸，以mRNA為模板合成蛋白質。RNA是核糖核苷酸與磷酸鍵縮合形成的鏈狀分子。核糖核苷酸分子由磷酸、核糖和堿基組成。RNA有四個主要堿基，即A腺嘌呤、G鳥嘌呤、C胞嘧啶和U尿嘧啶。其中，U-尿嘧啶取代了DNA中的T-胸腺嘧啶，成為RNA的特征堿基。
信使核糖核酸
mRNA的作用是將遺傳信息準確轉錄到DNA上，然後由mRNA的堿基序列決定蛋白質的氨基酸序列，從而完成基因表過程中的遺傳信息傳遞過程。在真核生物中，轉錄形成的前體RNA含有大量非編碼序列，其中只有約25%被加工成mRNA並最終翻譯成蛋白質。因為這種未加工的前體mRNA(pre-mRNA)在分子大小上差異很大，所以通常被稱為異源核RNA (HNRNA)。如果說mRNA是合成蛋白質的藍圖，那麽核糖體就是合成蛋白質的工廠。然而，合成蛋白-20氨基酸的原料缺乏與mRNA堿基的特殊親和力。因此，必須使用壹種特殊的RNA -轉移RNA (tRNA)來將氨基酸轉運到核糖體上，tRNA可以根據mRNA的遺傳密碼準確地依次連接其攜帶的氨基酸，形成多肽鏈。每個氨基酸可以與1-4種tRNA結合，已知的tRNA有40多種。
tRNA
TRNA是最小的RNA，平均分子量約為27，000 (25，000-30，000)，由70至90個核苷酸組成。而且具有堿基稀少的特點。除了假尿苷和次黃嘌呤，稀有堿基主要是甲基化嘌呤和嘧啶tRNA。這種稀有堿基壹般是轉錄後經過特殊修飾制成的。
從1969開始，研究了酵母、大腸桿菌、小麥、小鼠等多種生物的十幾個tRNA的結構，證明了它們的堿基序列可以折疊成三葉草狀的二級結構(圖3-23)，並且都具有以下* * *性質:①5’端有G(大部分)或c②3’端都以ACC順序結束。③有壹個富含鳥嘌呤的環。④在這個環的頂端有壹個反密碼子環，有三個暴露的堿基，稱為反密碼子。反密碼子可以與mRNA鏈上的互補密碼子配對。⑤有胸腺嘧啶環。
核糖體核糖核酸(ribosomal RNA)
RNA(核糖體RNA (rRNA)是核糖體的主要成分。核糖體是合成蛋白質的工廠。在大腸桿菌中，rRNA的量占細胞總RNA的75%-85%，而tRNA的量占15%，mRNA的量只占3%-5%。壹般rRNA與核糖體蛋白結合形成核糖體。如果核糖體上的rRNA被去除，核糖體的結構就會崩潰。原核生物的核糖體含有三種rRNA: 5S、16S和23S。s是沈澱系數。當通過超速離心測量顆粒的沈澱速度時，該速度與顆粒的大小和直徑成比例。5S包含120個核苷酸，16S包含1540個核苷酸，23S包含2900個核苷酸。而真核生物有四種rRNA，它們的分子大小分別是5S、5.8S、18S和28S，分別有大約120、160、1900和4700個核苷酸。RRNA是單鏈的，含有不同量的A和U，G和C，但具有廣泛的雙鏈區。在雙鏈區，堿基通過氫鍵連接，呈發夾螺旋。rRNA在蛋白質合成中的功能還不完全清楚。但16S的3’端有壹個核苷酸序列與mRNA的前導序列互補，可能有助於mRNA與核糖體的結合。
莫娜（女名）
MicroRNAs(miRNAs)是真核生物中發現的壹類具有miRNA調控功能的內源性非編碼RNA，大小約為20~25個核苷酸。成熟的miRNAs由長的初級轉錄物經過壹系列核酸酶剪切過程後產生，然後組裝成RNA誘導的沈默復合物，通過堿基互補配對識別靶mRNA，並根據不同的互補程度，指導沈默復合物降解靶mRNA或抑制靶mRNA的翻譯。最近的研究表明，miRNA參與多種調控途徑，包括發育、病毒防禦、造血過程、器官形成、細胞增殖和雕亡、脂肪代謝等。
除了上面提到的主要RNA，還有壹些其他的RNA:
小分子RNA
小RNA存在於真核生物的細胞核和細胞質中，它們的長度為100到300個堿基(酵母中最長的約為1000個堿基)。許多細胞可以含有105 ~106個RNA分子，而少數不能直接檢測。它們由RNA聚合酶II或RNA聚合酶III合成，其中壹些可以像mRNA壹樣加帽。小RNA主要有兩種小分子RNA:壹種是snRNA(小核RNA)，存在於細胞核內；另壹種是scRNA(小胞質RNA)，存在於細胞質中。小分子RNA通常與蛋白質形成復合物，在細胞的生命活動中起重要作用。
①snRNA:snRNA(小核核糖核酸)。它是真核生物轉錄後加工中RNA剪接的主要成分。在哺乳動物中發現了5種snRNA，長度約為100-215個核苷酸。SnRNA壹直存在於細胞核內，與約40種核蛋白形成RNA剪接體，在RNA轉錄後加工中發揮重要作用。有些snRNPs與剪接密切相關，它們分別與供體和受體剪接位點和分支序列互補。
其中，位於核仁的snRNA稱為小核小體RNA，參與rRNA前體的加工和核糖體亞基的組裝。
② SCRNA: SCRNA(小細胞質RNA)主要位於細胞質中，種類較多，參與蛋白質的合成和運輸。SRP顆粒是壹種核糖核蛋白顆粒，由壹個7SRNA和六個蛋白質組成。其主要功能是識別信號肽，引導核糖體進入內質網。
末端酶RNA
RNA(端粒核糖核酸，與染色體末端的復制有關。末端酶RNA
反義rna
RNA(反義RNA，參與基因表達的調節。
以上RNA分子都是轉錄的產物，mRNA最終翻譯成蛋白質，而rRNA、tRNA、snRNA並不攜帶翻譯成蛋白質的信息，它們的最終產物都是RNA。
核酶
還有壹種特殊的RNA(其分類與上述RNA分類無關)——核酶
核酶是用來描述具有催化活性的RNA的術語，即化學本質上的核糖核酸(RNA)具有酶的催化功能。核酶的底物可以是不同的分子，有些底物只是同壹RNA分子的某些部分。核酶的功能很多，有的可以切割RNA，有的可以切割DNA，有的具有RNA連接酶、磷酸酶等活性。與蛋白酶相比，核酶是壹種原始的催化酶，催化效率較低。大多數核酶通過催化磷酸酯和磷酸二酯鍵的水解來參與RNA自剪切和加工的過程，並且也具有特異性，甚至具有Km值。這壹發現是科學家在大腸桿菌中留下的RNA部分(MIRNA)在切除該部分後，在體外高濃度鎂離子條件下具有酶活性。
非編碼rna
非編碼RNA(核糖核酸)，壹種新型的生命暗物質，在生命中被稱為“暗物質”。日前，中國科大山哥教授發現了壹種新型環狀非編碼RNA，並揭示了這類非編碼RNA的功能和作用機制。該成果發表在國際知名期刊《自然·結構·分子生物學》上。非編碼RNA是壹大類不編碼蛋白質，但在細胞中起調節作用的RNA分子。就像宇宙中存在著許多既看不見也感覺不到的“暗物質”和“暗能量”壹樣，在生命的“小宇宙”中也存在著這樣壹種神秘的“暗物質”——非編碼RNA。越來越多的證據表明，壹系列重大疾病的發生發展都與非編碼RNA調控失衡有關。環狀RNA分子是近幾年才引起研究者的關註，而以前的研究主要集中在線性RNA分子上。山哥教授實驗室發現的壹種新型環狀非編碼RNA被命名為外顯子-內含子環狀RNA。在論文中，他們還研究了這種新型環狀非編碼RNA為什麽會變成環狀而不是線性分子，並發現環狀序列的兩端往往存在互補重復。