核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，为生命的最基本物质之一。核酸广泛存在于所有动植物细胞、微生物体内，生物体内的核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。不同的核酸，其化学组成、核苷酸排列顺序等不同。根据化学组成不同，核酸可分为核糖核酸（简称RNA）和脱氧核糖核酸（简称DNA）。DNA是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础。RNA在蛋白质合成过程中起着重要作用——其中转运核糖核酸，简称tRNA，起着携带和转移活化氨基酸的作用；信使核糖核酸，简称mRNA，是合成蛋白质的模板；核糖体的核糖核酸，简称rRNA，是细胞合成蛋白质的主要场所。
中文名
核酸
外文名
nucleicacid
拼音
hésuān
分类
核糖核酸、脱氧核糖核酸
分子量
一般是几十万至几百万
CAS登录号
63231-63-0
EINECS登录号
277-256-77
核酸同蛋白质一样，也是生物大分子。核酸的相对分子质量很大，一般是几十万至几百万。核酸水解后得到许多核苷酸，实验证明，核苷酸是组成核酸的基本单位，即组成核酸分子的单体。一个核苷酸分子是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。根据五碳糖的不同可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。
核酸大分子可分为两类：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），在蛋白质的复制和合成中起着储存和传递遗传信息的作用。核酸不仅是基本的遗传物质，而且在蛋白质的生物合成上也占重要位置，因而在生长、遗传、变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用。
| 核酸 | DNA | RNA |
|---|---|---|
| 名称 | 脱氧核糖核酸 | 核糖核酸 |
| 结构 | 规则的双螺旋结构 | 通常呈单链结构 |
| 基本单位 | 脱氧核糖核苷酸 | 核糖核苷酸 |
| 五碳糖 | 脱氧核糖 | 核糖 |
| 含氮碱基 | A（腺嘌呤） G（鸟嘌呤） C（胞嘧啶） T（胸腺嘧啶） | A（腺嘌呤） G（鸟嘌呤） C（胞嘧啶） U（尿嘧啶） |
| 分布 | 主要存在于细胞核，少量存在于线粒体和叶绿体 | 主要存在于细胞质 |
| 功能 | 携带遗传信息，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用 | 作为遗传物质：只在RNA病毒中；不作为遗传物质：在DNA控制蛋白质合成过程中起作用。mRNA是蛋白质是合成的直接模板、tRNA能携带特定氨基酸、rRNA是核糖体的组成成分；催化作用：酶的一种 |
（1）五碳糖——DNA是脱氧核糖；RNA是核糖。
（2）碱基——DNA是A、T、C、G（不含U）；RNA是A、U、C、G（不含T）。
（3）DNA通常是双螺旋结构；RNA通常是单链，局部可形成双螺旋结构。
核酸在实践应用方面有极重要的作用，现已发现近2000种遗传性疾病都和DNA结构有关。如人类镰刀形红血细胞贫血症是由于患者的血红蛋白分子中一个氨基酸的遗传密码发生了改变，白化病患者则是DNA分子上缺乏产生促黑色素生成的酪氨酸酶的基因所致。肿瘤的发生、病毒的感染、射线对机体的作用等都与核酸有关。70年代以来兴起的遗传工程，使人们可用人工方法改组DNA，从而有可能创造出新型的生物品种。如应用遗传工程方法已能使大肠杆菌产生胰岛素、干扰素等珍贵的生化药物。
1869年，F.Miescher从脓细胞中提取到一种富含磷元素的酸性化合物，因存在于细胞核中而将它命名为“核质”(nuclein）。但核酸(nucleicacids）这一名词在Miescher发现“核质”20年后才被正式启用，当时已能提取不含蛋白质的核酸制品。早期的研究仅将核酸看成是细胞中的一般化学成分，没有人注意到它在生物体内有什么功能这样的重要问题。
1944年，Avery等为了寻找导致细菌转化的原因，他们发现从S型肺炎球菌中提取的DNA与R型肺炎球菌混合后，能使某些R型菌转化为S型菌，且转化率与DNA纯度呈正相关，若将DNA预先用DNA酶降解，转化就不发生。结论是：S型菌的DNA将其遗传特性传给了R型菌，DNA就是遗传物质。从此核酸是遗传物质的重要地位才被确立，人们把对遗传物质的注意力从蛋白质移到了核酸上。
核酸研究中划时代的工作是Watson和Crick于1953年创立的DNA双螺旋结构模型。模型的提出建立在对DNA下列三方面认识的基础上：
1．核酸化学研究中所获得的DNA化学组成及结构单元的知识，特别是Chargaff于1950~1953年发现的DNA化学组成的新事实；DNA中四种碱基的比例关系为A/T=G/C=1。
2．X线衍射技术对DNA结晶的研究中所获得的一些原子结构的最新参数。
3．遗传学研究所积累的有关遗传信息的生物学属性的知识。综合这三方面的知识所创立的DNA双螺旋结构模型，不仅阐明了DNA分子的结构特征，而且提出了DNA作为执行生物遗传功能的分子，从亲代到子代的DNA复制(replication）过程中，遗传信息的传递方式及高度保真性。其正确性于1958年被Meselson和Stahl的著名实验所证实。DNA双螺旋结构模型的确立为遗传学进入分子水平奠定了基础，是现代分子生物学的里程碑。从此核酸研究受到了前所未有的重视。
DNA分子具有规则的双螺旋结构。是由两条相互平行且反向右旋的脱氧核苷酸长链所构成，分子中央的碱基碱基互补配对原则以氢键相连。DNA独特的双螺旋结构和碱基互补配对能力使DNA的两条链“可分”，“可合”，半保留复制自如，“精确”复制的DNA通过细胞分裂等方式传递下去，使子代（或体细胞）含有与亲代相似的遗传物质。但“精确”复制并不是绝对不存在差错，复制差错率非常低（约1~10亿分之一），然而却导致基因发生突变，出现新基因，产生可遗传的变异，有利于生物的进化。
瑞士生物学家：米舍尔FriedrichMiescher
美国生物学家：沃森Watson,JamesDewey
英国生物物理学家：克里克Crick,FrancisHarryCompton
英国医生：格里菲思Griffith,F.
阿委瑞AveryO.T.
赫尔希Hershey,A.D.
蔡斯Chase,M.
30多年来，核酸研究的进展日新月异，所积累的知识几年就要更新。其影响面之大，几乎涉及生命科学的各个领域，现代分子生物学的发展使人类对生命本质的认识进入了一个崭新的天地。
双螺旋结构创始人之一的Crick于1958年提出的分子遗传中心法则(centraldogma），揭示了核酸与蛋白质间的内在关系，以及RNA作为遗传信息传递者的生物学功能。并指出了信息在复制、传递及表达过程中的一般规律，即DNA→RNA→蛋白质。
遗传信息以核苷酸顺序的形式贮存在DNA分子中，它们以功能单位在染色体上占据一定的位置构成基因（gene）。因此，搞清DNA顺序无疑是非常重要的。1975年Sanger发明的DNA测序（DNAsequencing）加减法为实现这一企图起了关键性的作用。由此而发展起来的大片段DNA顺序快速测定技术──Maxam和Gilbert的化学降解法（1977年）和Sanger的末端终止法（1977年），已是核酸结构与功能研究中不可缺少的分析手段。
中国学者洪国藩于1982年提出了非随机的有序DNA测序新策略，对DNA测序技术的发展作出了重要贡献。凭借先进的DNA测序技术及其它基因分析手段，人类正在进行一项以探明自身基因组（genome）全部核苷酸顺序（单倍基因组含3×109碱基对）为目标的宏伟计划──人类基因组图谱制作计划（humangenomemappingproject）。据称，此项计划的实现，将对全人类的健康产生无止境的影响。
Watson-Crick模型创立36年后的1989年，一项新技术──扫描隧道显微镜(scanningtummelingmicroscopy,STM）使人类首次能直接观测到近似自然环境中的单个DNA分子的结构细节，观测数据的计算机处理图像能在原子级水平上精确度量出DNA分子的构型、旋转周期、大沟（majorgroove）及小沟（minorgroove）。这一成果是对DNA双螺旋结构模型真实性的最直接而可信的证明。此项技术无疑会对人类最终完全解开遗传之谜提供有力的帮助。可喜的是，中国科学家在这项世界领先的研究中也占有一席之地。
核酸是生物体内的高分子化合物。它包括脱氧核糖核酸（deoxyribonucLeicacid,DNA）和核糖核酸（ribonucleicacid,RNA）两大类。
核酸完全水解产生嘌呤和嘧啶等碱性物质、戊糖（核糖或脱氧核糖）和磷酸的混合物。核酸部分水解则产生核酸和核苷酸。每个核苷分子含一分子碱基和一分子戊糖，一分子核苷酸部分水解后除产生核苷外，还有一分子磷酸。[1]
单个核苷酸是由含氮有机碱（称碱基）、戊糖（即五碳糖）和磷酸三部分构成的。
碱基（base）：构成核苷酸的碱基分为嘌呤（purine）和嘧啶
