Page 58 - 第九版生物化学
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第二章核酸的结构与功能                                                                                                                                                                                                 43

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分。但是直到 1944 年，美国细菌学家 0. Avery 才首次证明了 DNA 是细菌性状的遗传物质 。 他们从
有荚膜的致病的皿型肺炎球菌中提取出 DNA, 它可以使另一种无荚膜的非致病性的 II 型肺炎球菌细

胞转变成了致病菌，而蛋白质和多糖物质没有这种功能 。 如果 DNA 被脱氧核糖核酸酶降解后，则失

去转化功能 。 但是已经转化了的细菌，其后代仍保留了合成皿型荚膜的能力 。 这些实验结果证明了
DNA 是携带生物体遗传信息的物质基础 。 1952 年， A. Hershey 和 M. Chase 用大肠杆菌噬菌体的
DNA 进行的性状表达实验，进一步确认了 DNA 是遗传信息的载体 。

       生物体的遗传信息是以基因的形式存在的 。 基因 (gene) 是编码 RNA 或多肤链的 DNA 片段，
即 DNA 中特定的核昔酸序列。它为 DNA 复制和 RNA 生物合成提供了模板 。 DNA 的核昔酸序列
以遗传密码的方式决定了蛋白质的氨基酸排列顺序 。 依据这一原理， DNA 利用四种碱基的不同排
列编码了生物体的遗传信息，并通过复制的方式遗传给子代 。 此外， DNA 还利用转录过程，合成出
各种 RNA 。 后者将参与蛋白质的合成，确保细胞内的生命活动的有序进行和遗传信息的世代
相传。

       一个生物体的基因组 (genome) 是指包含在该生物的 DNA( 部分病毒除外）中的全部遗传信息，即
一套染色体中的完整的核昔酸序列 。 各种生物体基因组的大小 、 所包含的基因数量和种类都有所不
同。一般来讲，进化程度越高的生物体，其基因组越大越复杂 。 简单生物的基因组仅含有几千个碱基
对，而高等动物的基因组可高达 109 碱基对，使可编码的信息量大大增加 。 病毒颗粒的基因组可以由
DNA 组成，也可以由 RNA 组成，两者一般不共存 。 病毒基因组的 DNA 和 RNA 可以是单链的，也可以
是双链的，可以是环形分子，也可以是线性分子 。

       DNA 是生物体遗传信息的载体，并为基因复制和转录提供了模板 。 它是生命遗传的物质基础，
也是个体生命活动的信息基础。 DNA 具有高度稳定性的特点，用来保持生物体系遗传特征的相对稳
定性。同时， DNA 又表现出高度复杂性的特点，它可以发生各种重组和突变，适应环境的变迁，为自
然选择提供机会，使大自然表现出丰富的生物多样性 。

                          第三节 RNA 的空间结构与功能

       一般而言， RNA 是 DNA 的转录产物 。 和 DNA 一样， RNA 在生命活动中发挥着重要的作用 。 RNA

可以分为编码 RNA(coding RNA) 和非编码 RNA (non-coding RNA) 。 编码 RNA 是那些从基因组上转
录而来、其核昔酸序列可以翻译成蛋白质的 RNA, 编码 RNA 仅有信使 RNA (messenger RNA, mRNA)

一种。非编码 RNA 不编码蛋白质 。 非编码 RNA 可以分为两类 。 一类是确保实现基本生物学功能的

RNA, 包括转运 RNA(transfer RNA, tRNA) 、核糖体 RNA(ribosomal RNA,rRNA) 、 端粒 RNA 、 信号识别
颗粒 (signal recognition particle, SRP) RNA 等，它们的丰度基本恒定，故称为组成性非编码 RNA(consti一
tutive non-coding RNA) 。 另一类是调控性非编码 RNA(regulatory non-coding RNA) , 它们的丰度随外界
环境（应激条件等）和细胞性状（成熟度、代谢活跃度 、 健康状态等）而发生改变，在基因表达过程中发

挥重要的调控作用 。

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              scRNA           piRNA
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