第三节
核酸的酶促降解
凡能水解核酸的酶均称为核酸酶（ nucleases）
。 所有细胞都含有不同核酸酶。核酸酶催化的反应
都是使磷酸二酯键水解，故核酸酶属磷酸二酯酶。
由于多核苷酸链内部每个磷酸基涉及与两端的两个
戊糖残基上 C-3?位和邻近戊糖残基 C-5?位的 -OH形
成磷酸二酯键，酯键可能是在磷酸基的 3?端或者 5?
端被水解，因而产物的 3?端或 5?端含有磷酸基。
一,核酸酶
1,转录的反应
有些核酸酶的作用部位是位于多核苷酸链的内部,
这样的核酸酶称为核酸内切酶 （ endonucleases）
有些核酸酶是从核苷酸链的一端依次水解产生单核
苷酸, 这类酶称为核酸外切酶 （ exonucleases）
一,核酸酶
1.核酸酶的专一性
像大多数酶一样, 核酸酶对它们所作用的底物具
有不同的选择性 。 作用于 DNA的酶称为 DNA酶 （
DNases）, 而催化 RNA水解的酶称作 RNA酶 （
RNases） 。
有些核酸酶催化核苷酸链水解较广泛, 即对戊糖
和碱基识别能力差, 它们既作用于 DNA,又能作
用于 RNA,这类酶称为非专一性核酸酶 。
1.核酸酶的专一性
有些核酸酶可能对多核苷酸链中的碱基具有不
同的选择性, 因而表示出不同的专一性 。 有的核酸
酶只能识别特定的碱基序列, 并在该序列内降解核
酸 。
2.非专一性核酸酶 -脱氧核糖核酸酶
脱氧核糖核酸酶 （ DNases） 能催化单股的或双
股的多聚脱氧核苷酸链水解 。 从牛胰中分离的
DNases I是一种 a型内切酶, 其产物的 5?端含有磷
酸基, 并对嘧啶和嘌呤核苷酸之间的磷酸酯键表现
出某种程度的优先 。 在低浓度下, 这个酶能使
dsDNA随机地在内部位置产生具有游离 3?-OH的缺
口 （ nick） 。 DNase Ⅱ 是一种 b型内切酶, 产物是
3?端含磷酸基的寡核苷酸片段 。 从动物的胸腺和脾
脏中都可以分离到这种酶 。
2.非专一性核酸酶 -核糖核酸酶
核糖核酸酶催化 RNA水解 。 胰核糖核酸酶 A（
RNase A） 是一种被详细研究和具有广泛应用的核
酸内切酶 。 该酶催化核糖核苷酸链内嘧啶核苷酸
C-3?位磷酸基与相邻核苷酸 C-5?位 -OH之间的酯键
水解, 产生 3?端含磷酸基的寡核苷酸片段 。
3.专一性核酸酶 -限制性内切酶
微生物中的修饰和限制现象是上世纪五十年代
初发现的一种细菌自卫的方式 。 例如从大肠杆菌 K
株繁殖出来的噬菌体 ?（ K） 只能感染大肠杆菌 K
株, 不能感染大肠杆菌 B株, 反之亦然 。 这个现象
称为, 限制, 现象 。 然而, 被某菌株限制的噬菌体
群体中也会有极少个体幸存下来, 幸存者的子代可
以在原来受限制的菌株中正常繁殖, 这个现象称为
,修饰, 。 修饰和限制的性质都是由宿主的基因所
决定的, 同噬菌体的基因无关 。
(1) 修饰
3.专一性核酸酶 -限制性内切酶
进一步的研究发现细菌内有两种不同功能的酶
,一种是核酸内切酶, 它能识别并切开 DNA分子
上一个特定的碱基序列, 这就是限制性内切酶；另
一种酶是甲基化酶, 它能识别限制性内切酶所识别
的碱基顺序, 并把其中某些碱基甲基化, 这是修饰
酶 。
(1) 修饰
被修饰酶甲基化了的 DNA就不能被限制性内切
酶降解了 。 细菌的 DNA总是被自身的修饰酶修饰好
了, 因此不会被自身的限制酶所降解 。 异源的 DNA
由于没有被修饰过, 它一旦侵入细菌就会被限制酶
降解, 因此这个系统可以保护细菌免受外来 DNA的
入侵 。 显然, 限制性内切酶的这种性质是一种十分
奇异的特性 。
(1) 修饰现象3.限制性内切酶
3.限制性内切酶
限制性内切酶名称的第一个字母取自获得此内切
酶的细菌属名的第一个字母, 用大写
名称的第二, 三个字母取自该细菌种名的头二个
字母, 用小写字母
如果该细菌还有不同的株系, 则另加第四个代表
株系的字母或数字；最后是用罗马字大写的数字,
代表同一菌株中不同限制性内切酶的编号 。
(2)限制内切酶的命名
3.限制性内切酶
如 Hind Ⅲ 代 表 从 流 感 噬 血 杆 菌 d 株 （
haemophilus influenzae） 中分离到的第三种内切
酶 。
(2)限制内切酶的命名
3.限制性内切酶
用作工具酶的限制性内切酶, 它们共同的特点是
在 DNA分子上是产生的切口位置是专一的 。
限制性内切酶的识别顺序通常只有 4?6个碱基对
。
一个分子量不太大的 DNA中所包含的内切酶识别
位点是有限的, 因此酶切后产生的片段大小和数目
都是固定的 。 这些片段用凝胶电泳分离后的电泳图
谱对每一种酶而言是具有特征性的 。
(3)作用特点
(4)
限
制
性
图
谱
The end
1,中心法则：描述从一个基因到相应蛋白质的信息
流的途径。遗传信息贮存在 DNA中,DNA被复制传
给子代细胞，信息被拷贝或由 DNA转录成 RNA,然
后 RNA翻译成多肽链。由于逆转录酶的发现，也可
以以 RNA为模板合成 DNA。
2,转录 (transcription),在由 RNA聚合酶和辅助因
子组成的转录复合物的催化下，从双链 DNA分子中
拷贝生物信息生成一条 RNA链的过程。
六,名词解释
3,模板链 (template strand)或反义链：可作为模
板转录为 RNA的那条链，该链与转录的 RNA碱基互补
(A-U,G-C)。 在转录过程中,RNA聚合酶与模板链结
合，并沿着模板链的 3’ ?5’ 方向移动，按照
5’ ?3’ 方向催化 RNA的合成。
4．编码链 (codingstrand)或有义链：双链 DNA中，
不能进行转录的那条 DNA链，该链的核苷酸序列与转
录生成的 RNA的序列一致 (在 RNA中是以 U取代了 DNA中
的 T)。
六,名词解释
5,核心酶 (core-enzyme),大肠杆菌的 RNA聚合酶全
酶由 5个亚基组成 (a2????),没有 ?亚基的酶叫核心
酶。核心酶只能使已开始合成的 RNA链延长，但不具
有起始合成 RNA的能力，必须加入 ?亚基 才表现出全
部聚合酶的活性。
6,RNA聚合酶 (RNApolymerase),以一条 DNA链或 RNA
为模板催化由核苷 -5?-三磷酸合成 RNA的酶。
六,名词解释
7,启动子 (promoter),在 DNA分子中,RNA聚合酶能
够结合并导致转录起始的序列。
8.内含子 (intron),在转录后的加工中，从最初的转
录产物除去的内部的核苷酸序列。内含子也指编码相
应 RNA内含子的 DNA中的区域。
9．外显子 (extron),既存在于最初的转录产物中，
也存在于成熟的 RNA分子中的核苷酸序列。外显子也
指编码相应 RNA外显子的 DNA中的区域。
六,名词解释
10,RNA加工过程 (RNA processing),将一个 RNA原初
转录产物转换成成熟 RNA分子的反应过程。加工包括
从原初转录产物中删除一些核苷酸，添加一些基因没
有编码的核苷酸和对某些碱基进行共价修饰。
11,RNA剪接 (RNA splicing)； 从 DNA模板链转录出的
最初转录产物中除去内含子，并将外显子连接起来形
成一个连续的 RNA分子的过程。
六,名词解释
核酸的酶促降解
凡能水解核酸的酶均称为核酸酶（ nucleases）
。 所有细胞都含有不同核酸酶。核酸酶催化的反应
都是使磷酸二酯键水解，故核酸酶属磷酸二酯酶。
由于多核苷酸链内部每个磷酸基涉及与两端的两个
戊糖残基上 C-3?位和邻近戊糖残基 C-5?位的 -OH形
成磷酸二酯键，酯键可能是在磷酸基的 3?端或者 5?
端被水解，因而产物的 3?端或 5?端含有磷酸基。
一,核酸酶
1,转录的反应
有些核酸酶的作用部位是位于多核苷酸链的内部,
这样的核酸酶称为核酸内切酶 （ endonucleases）
有些核酸酶是从核苷酸链的一端依次水解产生单核
苷酸, 这类酶称为核酸外切酶 （ exonucleases）
一,核酸酶
1.核酸酶的专一性
像大多数酶一样, 核酸酶对它们所作用的底物具
有不同的选择性 。 作用于 DNA的酶称为 DNA酶 （
DNases）, 而催化 RNA水解的酶称作 RNA酶 （
RNases） 。
有些核酸酶催化核苷酸链水解较广泛, 即对戊糖
和碱基识别能力差, 它们既作用于 DNA,又能作
用于 RNA,这类酶称为非专一性核酸酶 。
1.核酸酶的专一性
有些核酸酶可能对多核苷酸链中的碱基具有不
同的选择性, 因而表示出不同的专一性 。 有的核酸
酶只能识别特定的碱基序列, 并在该序列内降解核
酸 。
2.非专一性核酸酶 -脱氧核糖核酸酶
脱氧核糖核酸酶 （ DNases） 能催化单股的或双
股的多聚脱氧核苷酸链水解 。 从牛胰中分离的
DNases I是一种 a型内切酶, 其产物的 5?端含有磷
酸基, 并对嘧啶和嘌呤核苷酸之间的磷酸酯键表现
出某种程度的优先 。 在低浓度下, 这个酶能使
dsDNA随机地在内部位置产生具有游离 3?-OH的缺
口 （ nick） 。 DNase Ⅱ 是一种 b型内切酶, 产物是
3?端含磷酸基的寡核苷酸片段 。 从动物的胸腺和脾
脏中都可以分离到这种酶 。
2.非专一性核酸酶 -核糖核酸酶
核糖核酸酶催化 RNA水解 。 胰核糖核酸酶 A（
RNase A） 是一种被详细研究和具有广泛应用的核
酸内切酶 。 该酶催化核糖核苷酸链内嘧啶核苷酸
C-3?位磷酸基与相邻核苷酸 C-5?位 -OH之间的酯键
水解, 产生 3?端含磷酸基的寡核苷酸片段 。
3.专一性核酸酶 -限制性内切酶
微生物中的修饰和限制现象是上世纪五十年代
初发现的一种细菌自卫的方式 。 例如从大肠杆菌 K
株繁殖出来的噬菌体 ?（ K） 只能感染大肠杆菌 K
株, 不能感染大肠杆菌 B株, 反之亦然 。 这个现象
称为, 限制, 现象 。 然而, 被某菌株限制的噬菌体
群体中也会有极少个体幸存下来, 幸存者的子代可
以在原来受限制的菌株中正常繁殖, 这个现象称为
,修饰, 。 修饰和限制的性质都是由宿主的基因所
决定的, 同噬菌体的基因无关 。
(1) 修饰
3.专一性核酸酶 -限制性内切酶
进一步的研究发现细菌内有两种不同功能的酶
,一种是核酸内切酶, 它能识别并切开 DNA分子
上一个特定的碱基序列, 这就是限制性内切酶；另
一种酶是甲基化酶, 它能识别限制性内切酶所识别
的碱基顺序, 并把其中某些碱基甲基化, 这是修饰
酶 。
(1) 修饰
被修饰酶甲基化了的 DNA就不能被限制性内切
酶降解了 。 细菌的 DNA总是被自身的修饰酶修饰好
了, 因此不会被自身的限制酶所降解 。 异源的 DNA
由于没有被修饰过, 它一旦侵入细菌就会被限制酶
降解, 因此这个系统可以保护细菌免受外来 DNA的
入侵 。 显然, 限制性内切酶的这种性质是一种十分
奇异的特性 。
(1) 修饰现象3.限制性内切酶
3.限制性内切酶
限制性内切酶名称的第一个字母取自获得此内切
酶的细菌属名的第一个字母, 用大写
名称的第二, 三个字母取自该细菌种名的头二个
字母, 用小写字母
如果该细菌还有不同的株系, 则另加第四个代表
株系的字母或数字；最后是用罗马字大写的数字,
代表同一菌株中不同限制性内切酶的编号 。
(2)限制内切酶的命名
3.限制性内切酶
如 Hind Ⅲ 代 表 从 流 感 噬 血 杆 菌 d 株 （
haemophilus influenzae） 中分离到的第三种内切
酶 。
(2)限制内切酶的命名
3.限制性内切酶
用作工具酶的限制性内切酶, 它们共同的特点是
在 DNA分子上是产生的切口位置是专一的 。
限制性内切酶的识别顺序通常只有 4?6个碱基对
。
一个分子量不太大的 DNA中所包含的内切酶识别
位点是有限的, 因此酶切后产生的片段大小和数目
都是固定的 。 这些片段用凝胶电泳分离后的电泳图
谱对每一种酶而言是具有特征性的 。
(3)作用特点
(4)
限
制
性
图
谱
The end
1,中心法则：描述从一个基因到相应蛋白质的信息
流的途径。遗传信息贮存在 DNA中,DNA被复制传
给子代细胞，信息被拷贝或由 DNA转录成 RNA,然
后 RNA翻译成多肽链。由于逆转录酶的发现，也可
以以 RNA为模板合成 DNA。
2,转录 (transcription),在由 RNA聚合酶和辅助因
子组成的转录复合物的催化下，从双链 DNA分子中
拷贝生物信息生成一条 RNA链的过程。
六,名词解释
3,模板链 (template strand)或反义链：可作为模
板转录为 RNA的那条链，该链与转录的 RNA碱基互补
(A-U,G-C)。 在转录过程中,RNA聚合酶与模板链结
合，并沿着模板链的 3’ ?5’ 方向移动，按照
5’ ?3’ 方向催化 RNA的合成。
4．编码链 (codingstrand)或有义链：双链 DNA中，
不能进行转录的那条 DNA链，该链的核苷酸序列与转
录生成的 RNA的序列一致 (在 RNA中是以 U取代了 DNA中
的 T)。
六,名词解释
5,核心酶 (core-enzyme),大肠杆菌的 RNA聚合酶全
酶由 5个亚基组成 (a2????),没有 ?亚基的酶叫核心
酶。核心酶只能使已开始合成的 RNA链延长，但不具
有起始合成 RNA的能力，必须加入 ?亚基 才表现出全
部聚合酶的活性。
6,RNA聚合酶 (RNApolymerase),以一条 DNA链或 RNA
为模板催化由核苷 -5?-三磷酸合成 RNA的酶。
六,名词解释
7,启动子 (promoter),在 DNA分子中,RNA聚合酶能
够结合并导致转录起始的序列。
8.内含子 (intron),在转录后的加工中，从最初的转
录产物除去的内部的核苷酸序列。内含子也指编码相
应 RNA内含子的 DNA中的区域。
9．外显子 (extron),既存在于最初的转录产物中，
也存在于成熟的 RNA分子中的核苷酸序列。外显子也
指编码相应 RNA外显子的 DNA中的区域。
六,名词解释
10,RNA加工过程 (RNA processing),将一个 RNA原初
转录产物转换成成熟 RNA分子的反应过程。加工包括
从原初转录产物中删除一些核苷酸，添加一些基因没
有编码的核苷酸和对某些碱基进行共价修饰。
11,RNA剪接 (RNA splicing)； 从 DNA模板链转录出的
最初转录产物中除去内含子，并将外显子连接起来形
成一个连续的 RNA分子的过程。
六,名词解释
