核酸（Nucleic Acids）是生物体内至关重要的大分子化合物，作为遗传信息的储存、传递和表达的物质基础，在生物学中扮演着核心角色。核酸分为两大类：脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic Acid，简称DNA）和核糖核酸（Ribonucleic Acid，简称RNA）。
脱氧核糖核酸（DNA）
结构：
- DNA分子由两条反向互补的链通过氢键连接而成，形成双螺旋结构。每条链由多个核苷酸单元组成，每个核苷酸包含一个五碳糖（在DNA中是脱氧核糖，缺少一个氧原子）、一个磷酸基团和一个氮碱基。
- 氮碱基共有四种：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。两条链上的对应碱基遵循Watson-Crick配对原则，即A-T配对，G-C配对。
功能：
- 遗传信息的存储介质：DNA中的碱基序列编码了生物体的所有遗传信息，这一序列决定了蛋白质的氨基酸排列顺序，从而控制生物体的性状表达。
- 复制：在细胞分裂时，DNA能够精确复制自身，确保遗传信息稳定传递给后代细胞。
- 变异来源：DNA的复制过程中可能出现错误或重组，导致遗传变异，这是生物进化的重要驱动力。
核糖核酸（RNA）
结构：
- RNA通常以单链形式存在，但也可能折叠成复杂的二级和三级结构。其基本组成单位是核苷酸，但其中的五碳糖是核糖，不缺少氧原子。
- RNA也有四种不同的碱基，除了DNA中的A、G、C外，还包括尿嘧啶（U），它与DNA中的胸腺嘧啶类似，但在RNA中替代了胸腺嘧啶的位置。
功能：
- 转录与翻译：mRNA（信使RNA）将DNA上的遗传信息转录出来，然后通过tRNA（转运RNA）和rRNA（核糖体RNA）协同作用，将遗传信息转化为蛋白质。
- 翻译调控：有些RNA如miRNA（微小RNA）和siRNA（小干扰RNA）等非编码RNA，参与基因表达的调控，通过与mRNA结合影响蛋白质合成。
- 结构与催化作用：部分RNA具有独立的三维结构，并能执行催化反应，这类RNA被称为ribozymes（核酶）。
总之，核酸是生命活动的基础分子之一，它们在生物体内的复制、遗传、变异以及蛋白质合成等一系列关键生命过程中起着决定性的作用。无论是DNA还是RNA，它们的存在和功能都体现了生物化学和分子生物学的核心原理。
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