8.1.1 核苷 vs 核苷酸
Nucleoside(核苷) = 鹼基 + 五碳糖,以 N-glycosidic bond(N-醣苷鍵) 連接(嘌呤從 N9、嘧啶從 N1 接五碳糖 C1')。
Nucleotide(核苷酸) = 核苷 + 一或多個磷酸基(接在五碳糖 5'-C 的 –OH 上)。
例:adenosine(核苷) + P → AMP → ADP → ATP。
8.1.2 五碳糖:ribose vs deoxyribose
五種核鹼基、五碳糖及 5'-磷酸,以及 RNA(含 2'-OH)與 DNA(2'-H)的差異。
項目 RNA(ribose) DNA(deoxyribose)
2'-C 的官能基 –OH –H(去氧)
穩定性 2'-OH 易攻擊磷酸二酯鍵 → 鹼性或 RNase 易降解 無 2'-OH,穩定度高
國考常問:「DNA 結構中五碳糖 2'-C 的官能基為 OH」錯,DNA 的 2'-C 是 H(去氧)才對。
RNA、DNA 的五碳糖均為 D-ribose / D-deoxyribose(D-型)。
8.1.3 五種鹼基
鹼基 分類 特徵 出現在
Adenine(A) 嘌呤(purine,6+5 雙環) 6 位 –NH₂ DNA、RNA
Guanine(G) 嘌呤 6 位 =O、2 位 –NH₂ DNA、RNA
Cytosine(C) 嘧啶(pyrimidine,單 6 環) 4 位 –NH₂ DNA、RNA
Uracil(U) 嘧啶 4 位 =O、無甲基 RNA
Thymine(T) 嘧啶 4 位 =O、5 位 –CH₃(甲基) DNA
T 與 U 的唯一差別:T 在 5 號位多一個 甲基(–CH₃);助憶「T = U + methyl」。
嘌呤代謝產物:A、G、Inosine、Xanthine → Uric acid(尿酸)。
嘧啶代謝產物:C、U → β-alanine + NH₃ + CO₂;T → β-aminoisobutyrate + NH₃ + CO₂。
8.1.4 UV 260 nm 吸光(hyperchromic effect)
核酸鹼基具共軛雙鍵 → 吸收 260 nm 紫外光。
雙股 DNA 因鹼基堆疊(stacking),吸光被抑制(hypochromicity);當 DNA 變性(heat、pH、強酸鹼)成為單股,鹼基堆疊消失 → 吸光上升 ≈ 40%,稱 hyperchromic effect。
這是測 Tm(melting temperature,融解溫度) 的核心物理原理:畫 A₂₆₀ vs 溫度曲線,中點為 Tm。
Tm 與 GC% 正相關(G≡C 三氫鍵,A=T 二氫鍵)。
8.1.5 加熱變性,國考陷阱
加熱到 95 °C(PCR 變性溫度)時:
✅ 氫鍵斷裂、雙股 解開 成單股
✅ A₂₆₀ 上升
✅ DNA 不會沉澱(要沉澱 DNA 需用乙醇 + 鹽)
❌ N-glycosidic bond 不會斷(熱解水解此鍵需更極端條件;PCR 熱變性只打氫鍵)
8.1.6 雜交穩定性排序
中性 pH 下:
RNA–RNA > RNA–DNA > DNA–DNA
原因:RNA 傾向 A-form 雙螺旋(每圈 11 bp、間距 2.6 Å),雙股間堆疊與氫鍵較穩;RNA–RNA 融解溫度比 DNA–DNA 約高 20 °C。這個次序在原核 ρ-independent terminator(RNA 摺疊成 hairpin 比 DNA–RNA hybrid 穩 → 自行解離)亦可印證。
8.1.7 含 AMP 結構的重要輔酶
輔酶 結構組成 來源/補充
CoA(coenzyme A) β-mercaptoethylamine(來自 Cys)+ pantothenate(泛酸,Vit B5)+ ADP-3'-磷酸 Vit B5
NAD⁺ nicotinamide(菸鹼醯胺,B3)+ ribose-5'-P(即 NMN,nicotinamide mononucleotide)+ AMP(焦磷酸鍵橋接) Vit B3/色胺酸(quinolinate 路徑)
NADP⁺ NAD⁺ 在 2'-ribose 多一個磷酸 同上
FAD riboflavin(B2)+ AMP(焦磷酸鍵橋接,即 ribitol-5'-P-AMP) Vit B2
SAM methionine + adenosine(無磷酸;S 連到 adenosine 的 C5') Met(B12 / 葉酸再甲基化)
NAD⁺ 結構修正(國考偶有錯解):成熟 NAD⁺ 由 NMN(nicotinamide mononucleotide) 與 AMP 經焦磷酸鍵(pyrophosphate bond)橋接而成;不含 nicotinate,nicotinate(菸鹼酸)只是合成前體(經 PRPP → NaMN → NaAD → NAD⁺ 路徑),到了成熟 NAD⁺ 已被酶轉成 nicotinamide。NADP⁺ 則是 NAD⁺ 在 2'-ribose 再磷酸化的版本(相對於 adenosine 的 2'-OH)。
國考:「CoA 結構中含何種核苷酸?」 = adenine nucleotide。
本節對應國考題 共 4 題 · 隨選 3 題
現場作答這 3 題
- 115-1-醫學一 Q83 下列有關核苷酸(nucleotide)的敘述,何者錯誤?…
- 112-1-醫學一 Q79 下列那一個官能基出現在胸腺嘧啶(thymine)而不出現在尿嘧啶(uracil)…
- 111-2-醫學一 Q79 去氧核糖核酸酶 I(deoxyribonuclease I, DNase I)為…