第十三章核酸化学.docx

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第十三章核酸化学

第十三章核酸化学

内容

　　4．1核酸的概念和重要性139

　　4．2核酸的类别、分布和组成139

　　4．2．1类别139

　　4．2．2分布140

　　4．2．3组成140

　　4．3核苷与核苷酸143

　　4．3．1核苷143

　　4．3．1．1核苷的结构143

　　4．3．1．2修饰核苷144

　　4．3．2核苷酸144

　　4．3．2．1核苷酸的结构145

　　4．3．2．2核苷酸的性质147

　　4．3．2．3核苷酸的重要衍生物147

　　4．4核酸的结构150

　　4．4．1核酸的一级结构150

　　4．4．1．1核酸分子中核苷酸之间的连接键150

　　4．4．1．2与核酸结构研究有关的工具酶150

　　4．4．1．3DNA一级结构的测定153

　　4．4．1．4RNA一级结构的测定155

　　4．4．2DNA的二、三级结构155

　　4．4．2．1DNA的二级结构（双螺旋结构）155

　　4．4．2．2DNA的三级结构157

　　4．4．3RNA的二、三级结构159

　　4．5核酸的性质164

　　4．5．1性状和溶度164

　　4．5．2分子大小164

　　4．5．3吸收光谱164

　　4．5．4变性、复性与杂交165

　　4．5．4．1变性165

　　4．5．4．2复性165

　　4．5．4．3杂交167

　　4．5．5沉降167

　　4．5．6降解167

　　4．6核酸的生物学功能和实践意义168

　　4．6．1核酸与遗传信息的传递和表达168

　　4．6．1．1DNA是基本遗传物质168

　　4．6．1．2RNA在传递遗传信息上的作用170

　　4．6．1．3反转录170

　　4．6．2核酸与蛋白质的生物合成170

　　4．6．3核酸结构改变与生物变异171

　　4．6．4DNA与细菌转化172

　　4．6．5核酸与病变172

　　4．6．5．1核酸与遗传性疾病172

　　4．6．5．2核酸与病毒173

　　4．6．6DNA的损伤和修复174

　　4．6．7基因重组与遗传工程174

　　4．6．8克隆（clone）与克隆化（cloning）175

　　4．6．9核酸及其水解产物在人类生活上的实践意义176

　　4．7核酸的分离、合成和鉴定原理177

　　4．7．1分离和纯化177

　　4．7．2合成177

　　4．7．3鉴定和含量测定178

　　总结性思考题178

　　提要及学习指导本章主要介绍核酸的化学本质、结构和功能总的要求是：

　　1．了解核酸的化学本质及DNA和RNA在组分、结构和功能上的差异。

　　2．弄清楚嘌呤、嘧啶、核苷、核苷酸和核酸在分子结构上的关系。

　　3．了解核酸的结构和它们的性质、功能的相互关系。

　　4．认识核酸在生物科学上的重要性及其实践意义。

　　在学习本章时要注意：

①核苷酸是核酸的基本组成单位，应以腺嘌呤核苷酸和胞嘧啶核苷酸为代表，彻底弄清楚核苷酸的化学结构和化学性质。

为了学好核苷酸的结构，首先要结合有机化学把嘌呤和嘧啶的基本结构搞清楚，同时也要把核酸中存在的腺嘌呤、鸟嘌呤同嘌呤核的关系，胞嘧啶、尿嘧啶及胸腺嘧啶同嘧啶核的关系以及D-脱氧核糖同D-核糖的关系搞清楚，最好能记熟。

②注意嘌呤（指腺嘌呤、鸟嘌呤）、嘧啶（指胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶）同核糖（或脱氧核糖）在哪个部位连接成核苷。

核苷如何同磷酸连接成核苷酸（包括核苷二磷酸、核苷三磷酸），核苷酸又如何连接成一级结构的核苷酸链。

并要特别注意核酸的二、三级结构中碱基的配对规律。

③从分析比较核酸分子的组成和结构上的特点，进而联系它们的性质和生物功能。

4．1核酸的概念和重要性

　　核酸最早是在1868年由瑞士的一位年青科学家米歇尔（F.Miescher）发现的，他当时从外科绷带的脓细胞中分离出细胞核，再从细胞核中分离得到了一种含磷很多的酸性化合物，称它为核素（nuclein），实际上就是我们现在所指的核蛋白。

　　从实验结果知道，核蛋白初步水解后可产生蛋白质和核酸。

核酸水解后产生多个分子的核苷酸，因此，核酸又称多核苷酸。

核苷酸水解后产生磷酸及核苷，后者水解产生核糖（或脱氧核糖）、嘌呤或嘧啶。

　　由此可知，核酸是核蛋白的组分之一，是单核苷酸的多聚体（多核苷酸），呈酸性，最初从细胞核中发现，故称核酸。

　　核酸对生物遗传和蛋白质生物合成皆有重要功用，对肿瘤和许多其他疾病的发病也有重要作用。

4．2核酸的类别、分布和组成

　　4．2．1类别核酸分核糖核酸（简称RNA）与脱氧核糖核酸（简称DNA）两类。

RNA中又分mRNA、tRNA和rRNA3种。

　　信使RNA（messengerRNA，简称mRNA）约占总RNA的5％左右，为单链结构，不同细胞的mRNA的链长和相对分子质量的差异很大，其功用为将DNA的遗传信息传递到蛋白质的合成基地（核糖体）。

新合成的肽链的氨基酸顺序即根据mRNA所传递的信息来决定的。

　　转移RNA（transferRNA，简称tRNA）约占细胞总RNA的10％～15％，在蛋白质生物合成过程中起转运氨基酸到核糖体和翻译的作用。

tRNA有很多种，已知每一个氨基酸至少有一个相应的tRNA。

tRNA分子的大小很相似，链长一般在73～88个核苷酸之间，最长的有93个核苷酸（大肠杆菌Ser-tRNA）。

相对分子质量一般约为25000。

　　核糖体RNA（ribosomalRNA，简称rRNA）约占全部RNA的80%，是核糖体的核酸，因此得名，其结构为单链螺旋，不稳定。

原核细胞的rRNA有23S、16S和5S3种，真核细胞的rRNA有28S、18S，5.8S和5S4种。

rRNA的功用尚不甚清楚，但必须与蛋白质的生物合成有密切关系，很可能与新合成的蛋白质粒子聚合成具特定构象的蛋白质分子有关。

　　DNA分腺嘌呤-胸腺嘧啶型（A-T型）和鸟嘌呤-胞嘧啶型（G-C型）。

前者含腺嘌呤和胸腺嘧啶较多，后者含鸟嘌呤、胞嘧啶较多。

　　4．2．2分布DNA主要存在于细胞核的染色质（chromatin）中，线粒体和叶绿体中也有。

　　90％的RNA存在于细胞质中，10％存在于细胞核中。

　　rRNA主要存在于核糖体内。

　　4．2．3组成RNA与DNA皆含氮碱（嘌呤、嘧啶）、戊糖（核糖或脱氧核糖）和磷酸。

DNA与RNA组分上的异同见表4-1。

　　一般而论，RNA与DNA成分的差别仅在于糖和一个嘧啶。

在DNA分子中以D-2-脱氧核糖代替了RNA的D-核糖，以胸腺嘧啶代替了RNA的尿嘧啶。

这些成分与核酸的结构和性质都有关系。

在讲核酸的结构和性质之前有必要对核糖、嘌呤碱、嘧啶碱的结构和性质作扼要陈述。

　　一、核糖及脱氧核糖RNA所含的糖为D-核糖，DNA所含的糖为D-2-脱氧核糖，其结构式如第141页所示。

　　D-核糖与浓HCl和甲基间苯二酚混合后，加热呈绿色（因核糖与酸作用产生糠醛，糠醛与甲基间苯二酚和FeCl3作用呈绿色）。

D-2-脱氧核糖与酸和二苯胺一同加热呈蓝色（因D-2-脱氧核糖与酸作用产生ω-羟基-γ-酮戊醛，后者与二苯胺作用呈蓝色）。

此二反应可作RNA和DNA的测定基础。

　　二、嘌呤碱为核酸中的嘌呤类物质，主要为腺嘌呤和鸟嘌呤两种，次黄嘌呤与黄嘌呤是腺嘌呤的代谢产物。

　　三、嘧啶碱核酸中存在的嘧啶碱有胞嘧啶、尿嘧啶及胸腺嘧啶3种，它们的结构式如第142页所示。

　　DNA含胸腺嘧啶，不含尿嘧啶，RNA则相反。

在高等植物、胸腺和小胚DNA中尚含有少量5-甲基胞嘧啶。

几种大肠杆菌（E.coli）、噬菌体的DNA中发现5-羟甲基胞嘧啶代替胞嘧啶。

几种细菌DNA中已证明含少量6-甲氨基嘌呤。

这些稀有的微量碱基衍生物称稀有碱基（minorbase）或修饰碱基（modifiedbase）。

这类碱基大多数是甲基化碱基，也有硫代，甲硫代、乙酰化及带各种侧链的碱基。

　　必须注意的是：

含酮基的嘧啶碱和含酮基的嘌呤碱皆有酮式和烯醇式互变异构现象而且处于平衡状态，书写时用任何一种皆可。

例如上面所举的鸟嘌呤和尿嘧啶的结构式就各有上列两种形式，其他含酮基的嘌呤和嘧啶类推。

　　由于变成烯醇式后，—OH的H可以解离，因此呈酸性，此种异构现象与核酸解离有关。

　　嘧啶碱与嘌呤碱分子中皆有共轭双键，对紫外线（波长260nm左右）有强烈的吸收能力。

每一碱基各有其特殊的紫外线吸收光谱，因此可利用此性质鉴定不同的碱基。

由于有的碱基环状结构上带有—OH基（烯醇式），有的环上含有=N—结构，其解离常数各不相同（烯醇式羟基可解离释放H+，呈酸性，=N—可接受H+而变为=N+H—，呈碱性），紫外线吸收光谱因而随pH的改变而改变。

　　嘧啶碱和嘌呤碱较稳定，不被稀酸、稀碱破坏，和苦味酸可结为晶体。

嘌呤碱还可被银盐沉淀，这对于嘌呤碱和嘧啶碱的分离和鉴定皆有裨益。

4．3核苷与核苷酸

　　用核酸酶水解核酸可得到核苷酸。

RNA和DNA各得4种核苷酸。

核苷酸经核苷酸酶水解又产生核苷和磷酸。

由这些事实可见核苷酸必然为核酸的组成单位，而核苷与磷酸又必然为组成核苷酸的基本物质。

这种关系可表示如下：

　　4．3．1核苷从核苷酸水解产物中分别发现有几种核苷（表4-2）。

　　4．3．1．1核苷的结构由于用核苷酸酶水解核苷酸产生核苷，而用酸或核苷酶水解核苷酸又可得嘧啶（或嘌呤）和核糖磷酸酯，可知嘧啶和嘌呤在核苷酸（或核酸）分子中是与核糖或脱氧核糖相连接成核苷，核苷的糖基是与磷酸连接成核苷酸。

　　经用X射线衍射分析证实嘌呤核苷是嘌呤第9位N与核糖或脱氧核糖第1′位碳相连。

嘧啶核苷则由嘧啶第1位N与糖第1′位碳相连。

最典型的核苷可用以下二式代表：

　　腺苷、鸟苷、胞苷和它们相应的脱氧核苷以及脱氧胸苷的结构式可照例类推。

　　核糖核苷糖基的第2′、3′或第5′位和脱氧核苷糖基的第3′或第5′位上的羟基皆可分别磷酸酯化，产生不同的核苷酸异构体。

天然核酸只有5′-核糖磷酸酯。

　　4．3．1．2修饰核苷也称稀有核苷。

核酸分子中存在的核苷，除表4-2所列8种常见的正常核苷外，还有许多种修饰核苷，包括由修饰碱基与核糖或脱氧核糖及由正常碱基与修饰核糖（如2′-O-甲基核糖）组成的核苷以及碱基和糖连接方式特殊的核苷三类。

现各举一例如下：

　　修饰核苷常用缩写代号表示，其方法通常是将碱基取代基、取代位置和取代基数目写在核苷单字代号（例如A）的左边，用小写英文字母代表取代基例如用m代表甲基，用数目字表示取代基的位置和数目，写在取代基代号（例如m）右上角的数字（例如2）为取代基在核苷分子碱基环上的位置，写在右下角的数字，为取代基的数目，如仅有一个取代基，“1”字不写例如m2A即表示腺苷的嘌呤环第2位的一个H被甲基取代了。

同理，A表示腺苷嘌呤环上的第6位有两个甲基取代基，即N6，N6-二甲基腺苷。

　　在核糖上修饰的核苷，即核苷的糖分子中OH基的H被其他基团取代后的产物，例如2′-O-甲基核苷，其表示方法即在其核苷单字代号（例如A）的右边加上代表取代基的小写字母代号，例如m，成为Am。

Am的全名为2′-O-甲基腺苷。

即腺苷的核糖第2′位上OH基的H被甲基（m）所取代。

　　少数修饰核苷直接用单字代号表示，如5，6-二氢尿苷用D表示，假尿苷用ψ表示，肌苷用Ⅰ表示。

　　其他修饰核苷的结构将于第4．4．3节讲RNA的二、三级结构时再作补充。

　　4．3．2核苷酸核苷酸是核苷的磷酸酯，由嘌呤碱或嘧啶碱、核糖或脱氧核糖和磷酸所组成。

含核糖的核苷酸称核（糖核）苷酸，含脱氧核糖的核苷酸称脱氧核（糖核）苷酸。

RNA和DNA的基本核苷酸有下列几种（表4-3）：

　　此外，胸腺DNA中尚有少量5-甲基胞嘧啶脱氧核苷酸；在大肠杆菌、噬菌体DNA中含5-羟甲基胞嘧啶脱氧核苷酸。

还有含6-甲基腺嘌呤脱氧核苷酸的DNA

　　4．3．2．1核苷酸的结构核苷酸是核苷的磷酸酯，其分子中糖与碱基（嘌呤碱或嘧啶碱）的连接方式完全与上段所述核苷的结构相同。

现在要讨论的是磷酸如何与核糖或脱氧核糖相连。

核糖基的第2′、3′和第5′碳位上皆有自由羟基，可分别与磷酸连接生成3种核糖一磷酸酯异构体。

同理，D-2-脱氧核糖的第3′和第5′碳位上的自由羟基亦可与磷酸结合成两种脱氧核糖一磷酸酯。

因此，腺嘌呤核糖核苷酸的核糖第1′碳位上的β-OH基即是与嘌呤的第9位氮相连，而核糖基与磷酸结合所成的磷酸一酯就有腺嘌呤-9-β-D-核糖-2′-磷酸酯、腺嘌呤-9-β-D-核糖-3′-磷酸酯和腺嘌呤-9-β-D-核糖-5′-磷酸酯3种（式Ⅰ-Ⅲ）。

同样，胞嘧啶脱氧核糖核苷酸分子中的脱氧核糖基的第1′碳位的β-OH基与胞嘧啶第1位的N相连，而其第3′或第5′位的OH基则与磷酸结合成胞嘧啶-1-β-D-脱氧核糖-3′-磷酸酯或胞嘧啶-1-β-D-脱氧核糖-5′-磷酸酯（式Ⅳ-Ⅴ）。

　　同理，其他核苷酸如鸟苷酸、胞苷酸及尿苷酸等亦各有3种磷酸一酯。

各种脱氧核苷酸如脱氧腺苷酸、脱氧鸟苷酸及脱氧胸苷酸等，亦各有2种磷酸一酯。

　　上述核苷酸的结构是经有机合成法证实了的。

　　自然界存在的自由核苷酸主要为5′-磷酸酯。

　　表示磷酸同核苷糖基碳位连接的方法是将标志有关碳位的数字如2′、3′或5′加入有关核苷酸的名称之内。

例如磷酸与腺苷糖基的第5′位碳元素连接所成的核苷酸腺嘌呤-9-D-核糖-5′-磷酸酯，称5′-腺苷[-磷]酸。

如不表明磷酸与核苷糖基碳位连接的关系，则可泛称腺苷酸（AMP）。

其他核苷酸的命名可照此类推。

　　动植物细胞中的核苷酸除以上述链式磷酸酯结构存在外，还有环式结构，即核苷酸的5′-磷酸与核糖C-3′的羟基结合成环，例如环AMP（代号cAMP）和环GMP（代号cGMP）。

　　cAMP经磷酸二酯酶水解即产生5′-AMP。

　　cAMP为若干激素作用的媒介物。

因为某些激素对靶细胞的作用可改变cAMP的合成速度，cAMP浓度的变化又影响细胞的通透性和酶的活性，从而使细胞因某一种激素而产生特异反应。

因此cAMP对某些代谢作用（糖、脂代谢）起一定的调节作用。

　　cGMP亦广泛分布于各种组织中，但浓度很低。

其功用尚不很清楚。

目前一般认为cGMP也和激素的作用有关，对调节代谢、细胞发育（如淋巴细胞增生）和DNA合成都有关系。

cGMP的作用同cAMP有相互制约的关系。

有实验指出，cAMP/cGMP的比率在调节过程中比它们各自的浓度更为重要。

有关cAMP和cGMP的功用将在以下有关各章中（激素和代谢）再作讨论。

　　cAMP和cGMP不是细胞中仅有的环核苷酸，最近已有人从组织中发现cIMP和cCMP，这说明体内使核苷酸环化的环化酶不止一种。

　　4．3．2．2核苷酸的性质

　　①一般物理性质核苷酸为无色粉末或结晶，易溶于水，不溶于有机溶剂，具有旋光性。

在酸性溶液中不稳定，易破坏，在中性及碱性溶液中很稳定。

　　②互变异构现象凡碱基上有酮基的核苷酸有酮式和烯醇式的互变异构现象。

酮式和烯醇式两种互变异构体常同时存在，并处于一定的平衡状态。

在体内核酸结构中酮式占优势，这对于核酸分子中氢键的形成是很重要的。

　　③紫外吸收由于嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键，所以碱基、核苷及核苷酸在240～290nm波段有一强烈的吸收峰，其最大吸收值在260nm附近。

不同的核苷酸有不同的紫外吸收曲线，因此可用紫外分光光度法作核苷酸的定性和定量测定。

　　④核苷酸的两性解离和等电点核苷酸分子既含磷酸基，又含碱基，是两性电解质，在不同pH值的溶液中解离程度不同，在一定条件下可形成两性离子，有等电点。

图4-1为4种核苷酸的解离曲线。

　　在腺苷酸、鸟苷酸、胞苷酸和尿苷酸中，pKα1是由于第一磷酸基—PO3H2的解离，pKα2是由于含氮环（碱基）上=N+H—的解离，pKα3是由于第二磷酸基—PO3H-的解离，pKα4是含氮环上烯醇式羟基的解离。

从核苷酸的解离曲线中可以看出，在第一磷酸基和含氮环解离曲线的交叉处，带负电荷的磷酸基与带正电荷的含氮环数目相等，这时溶液的pH值即为此核苷酸的等电点。

在等电点时，上述核苷酸主要以两性离子形式存在，核苷酸的—PO3H-基在溶液pH值小于pI时即开始与H+结合成—PO3H2，因此，=N+H—数量比—PO3H—数量为多，核苷酸带正电荷。

反之，当溶液的pH值大于pI值时，=N+H—上的H+解离下来，核苷酸即带负电荷。

尿苷酸的碱基碱性很弱，实际上测不出其含氮环的解离曲线，故不能形成两性离子。

　　核苷酸中磷酸基在糖环上的位置对其pK值略有影响，由于静电场作用，磷酸基与碱基之间的距离越小，其pK值应越大。

例如2′-胞苷酸的pKα1值为4.4，比3′-胞苷酸的pKα1值4.3为大。

　　4．3．2．3核苷酸的重要衍生物生物体内的自由核苷5′-磷酸可以在第5′位上进一步磷酸化而产生核苷二磷酸和核苷三磷酸。

例如腺苷-磷酸（AMP）可以磷酸化成腺苷二磷酸（ADP）和腺苷三磷酸（ATP）。

同样，其他核苷5′-磷酸也可进一步磷酸化成相应的核苷二磷酸和核苷三磷酸。

在生理上较重要的核苷酸衍生物为ADP、ATP、GTP（鸟苷三磷酸）、UDP（尿苷二磷酸）和CTP（胞苷三磷酸）。

ADP、ATP与机体的能量转换有关，GTP参与蛋白质和腺嘌呤的生物合成，UDP参与糖的互变作用，CTP在磷脂的生物合成中起主要作用。

　　此外，生物体中还有一些核苷酸衍生物或类似核苷酸的化合物，如尿苷-5′-二磷酸葡糖（UDPG）在代谢中作为辅酶以供给葡萄糖；烟酰胺核苷酸、核黄素腺嘌呤二核苷酸和辅酶A等都参加氧化还原和其他代谢（将见酶和代谢各章）。

　　思考题

　　1．试写出cCMP、GTP、UDP和UDPG的结构式。

　　2．RNA与DNA所含的核苷酸有何区别？

嘌呤核和嘧啶核的标号（即元素的数序）是如何标记的？

　　核苷酸及其衍生物，不仅在理论上有其重要性，在生产和生活实践上亦日趋重要。

粗制混合核苷酸（RNA的降解产物，如肌苷酸（次黄苷酸）及5′-鸟苷酸可用于食品工业，作助鲜剂。

　　由于实践需要，我国已逐渐在生产核苷酸和ATP。

目前生产ATP的方法主要是利用谷氨酸发酵的“下脚”（谷氨酸菌）和白地霉（GeotrichumcandidumLink）作原料，在适当条件下将原料所含的RNA水解成核苷酸混合液，再经分离（用离子交换法）即可得AMP。

然后用酵母菌使AMP磷酸化即可得ATP。

　　新近发现核苷酸的衍生物中还有一些与蛋白质生物合成有关或对基因转录有调节功用，例如：

　　5′-5′相连的二核苷多磷酸化合物如A5′PPPP5′（简称AP4A）是1966年发现的。

在原核生物中，AP4A是在蛋白质合成的第一步即氨基酸活化时形成的，并能代替ATP使氨基酸活化，使氨基酸接到tRNA上去，因此认为AP4A可能是体内的一种调节因子。

在哺乳动物中AP4A与细胞生长速度之间有明显的联系，很可能是一种起促进作用的信号分子。

它的结构式如下：

　　鸟苷四磷酸（PPGPP）和鸟苷五磷酸（PPGPPP）是1969年发现并弄清结构的多磷酸鸟苷酸。

它们参与细菌基因转录的调节作用。

PPGPP的结构式如下：

4．4核酸的结构

　　本节将讨论核酸的一级结构和二、三级高级结构。

　　4．4．1核酸的一级结构

　　4．4．1．1核酸分子中核苷酸之间的连接键有很多实验证明在RNA和DNA分子中核苷酸之间的连接皆是磷酸二酯键，而且是由一个核苷酸的核糖或脱氧核糖第5′位的磷酸与另一核苷酸的核糖或脱氧核糖第3′位的—OH基相连成3′，5′-磷酸二酯键，简称C′3—O—P—O—C′5键。

RNA和DNA的多核苷酸皆无支链。

下列二式表示两类多核苷酸链的部分结构。

　　核酸的多核苷酸锭可用简写法表示，例如DNA的结构可简写如下。

　　简式的读向是由左向右，上面的简式应读为：

…P5′A3’P5′C3′P5′G3′或PAPCPG

　　式中A、C、G分别代表腺嘌呤、胞嘧啶和鸟嘌呤，竖线代表戊糖，对角线中间的P代表连接两个核苷酸的磷酸二酯键，3′、5′分别代表核糖和脱氧核糖的3′-OH和5′-OH基。

碱基顺序是5′→3′，代表特定的化合物，是不允许颠倒的。

　　新近在动、植物和细菌DNA中发现有3个脱氧胞苷酸和4～5个胸苷酸连续排列在一起的事实，可见不同种DNA的多核苷酸链的核苷酸排列次序各有不同。

　　4．4．1．2与核酸结构研究有关的工具酶与核酸结构研究有关的工具酶有核糖核酸酶类、脱氧核糖核酸酶类、非专一性核酸酶类等。

　　1．核糖核酸酶类这是一类水解RNA的酶，它们广泛存在于动、植物和微生物中，常用的有牛胰核糖核酸酶、核糖核酸酶T1。

　　①牛胰核糖核酸酶简称RNaseA或RNaseI，它存在于牛胰中，1940年已制得结晶。

它只作用于RNA，不作用于DNA。

相对分子质量为14000，最适pH为7.0～8.2，十分耐热。

RNaseA是具有高度专一性的内切酶，其作用点为嘧啶核苷-3′-磷酸与其他核苷酸之间的连键，生成3′-嘧啶核苷酸或以3′-嘧啶核苷酸结尾的寡核苷酸，如第152页图所示。

（图中的Pu表示嘌呤碱，Py表示嘧啶碱）。

　　RNA分子中的部分多核苷酸链结构DNA分子中的部分多核苷酸链结构水解的机理与碱对RNA的降解十分相似，都要经过环状2′，3′-核苷酸这一中间物，最终产物为3′-核苷酸。

　　②核糖核酸酶T1简称RNaseT1，这是从米曲霉中分离得到的一种内切酶，相对分子质量较小，耐热、耐酸，具有比RNaseA更高的专一性，其作用点为鸟嘌呤核苷-3′-磷酸与其他核苷酸之间的连键，产物为3′-鸟苷酸或以3′-鸟苷酸结尾的寡核苷酸，如第152页图所示。

　　2．脱氧核糖核酸酶类这是一类水解DNA的酶，常用的有牛胰脱氧核糖核酸酶、牛脾脱氧核糖核酸酶和限制性内切酶。

　　①牛胰脱氧核糖核酸酶简称DNaseⅠ，此酶无碱基专一性，它切断双键DNA或单链DNA成为以5′-磷酸为末端的寡聚核苷酸，平均长度为四个核苷酸。

需镁离子，最适pH7～8。

　　②牛脾脱氧核糖核酸酶简称DNaseⅡ，此酶也无碱基专一性，它降解DNA成为以3′-磷酸为末端的寡聚核苷酸，平均长度为6个核苷酸。

最适pH4～5，需0.3mol/L钠离子激活，镁离子可以抑制此酶。

　　③限制性内切酶（restrictionendonuclease）简称限制酶（restrictionenzyme），这是一类对DNA具有碱基专一性的内切酶，主要从细菌、霉菌中分离得到，是DNA顺序测定、基因分离和基团体外重组等研究中十分重要的工具酶。

这类酶主要降解外源的未经特殊修饰的DNA，但不降解自身细胞的DNA，因为自身DNA酶切位点上经甲基化修饰而受保护。

　　限制性内切酶有较高的碱基专一性，能识别DNA分子上特定的碱基顺序，并在特定的位点切割。

一般识别顺序包含4～6个碱基对，切点的位置绝大多数位于识别顺序内，只有极少数在识别顺序外。

　　大多数限制性内切酶的识别顺序具有回文结构（palindromicstructure），回文结构也称反向重复序列（invertedrepeats），是指DNA分子中，在一个假想轴的两侧，某些碱基序列之间有反向重复关系。

加之大多数限制性内切酶对两条DNA链进行交错切割，所以切割后形成末端为单链的互补顺序，即粘性末端（stickyends或cohesiveends）。

也有一些限制性内切酶在同一部位切断DNA，形成平整末端（bluntends或flushend