3-8解答：①对于密度均一的球状蛋白质来说，随着分子量(即分子大小)增大，其半径(r)也增大。由于表面积＝4πr2，体积=4/3πr3，因此

从这个表达式来看，随着蛋白质分子量的增大，它的表面积／体积的比例减小了。即随着蛋白质分子的增大，体积的增大比表面积增大更快。
②由于极性基团的亲水性，大多数分布在球状分子的表面，非极性侧链基团的疏水性，大多数聚集在球状分子的内部．由于随着分子量增大而体积增大，内部空间也增大。因此内部就可以容纳更多的具疏水侧链基团的氨基酸残基。所以随着球状蛋白质分子量的增大，亲水侧链氮基酸残基与疏水侧链氨基酸残基的比例将减小。
3-9解答：①由于2,3-BPG是同脱氧Hb A中心空隙带正电荷的侧链结合，而脱氧Hb F缺少带正电荷的侧链（β链143位的His残基），因此2,3-BPG是同脱氧Hb A的结合比同脱氧Hb F的结合更紧。②2,3-BPG稳定血红蛋白的脱氧形式，增高脱氧血红蛋白的份数。由于Hb F同2,3-BPG亲和力比Hb A低，Hb F受血液中2,3-BPG影响小，分子的氧合形式的份数较大，因此Hb F在任何氧分压下对氧的亲和力都比Hb A大。③在20―40氧分压下，Hb F对氧的亲和力比Hb A大，亲和力的这种差别允许氧从母亲血向胎儿有效转移。
3-10解答：在生理条件下，赖氨酸残基的带增电荷的侧链彼此排斥，不能形成α-螺旋。当它所处环境的pH上升超过它的侧链可界离基团的pK（>10.5）时才能形成α-螺旋。
3-11解答：蛋白质的分子形状影响它在凝胶过滤时的行为。分子形状较长的蛋白质在凝胶过滤时具有类似于分子较大的蛋白的行为。用SDS-PAGE测定的蛋白质分子量应该是比较准确的，因为变形后的蛋白质的迁移速度只取决于它的分子大小。
3-12解答：凝胶过滤分离的蛋白质是处在未变性的状态，如果被测定的蛋白质的分子形状是相同的或者是相似的，所测定的分子量应该是较准确的。SDS-PAGE测定蛋白质的分子量只是根据它们的大小。但这种方法能破坏寡聚蛋白质亚基间的非共价作用力，使亚基解离。在这种情况下，所测定的是亚基的分子量。如果有2-巯基乙醇存在，则能破坏肽链内或肽链间的二硫键。在这种情况下进行SDS-PAGE，所测定的分子量是亚基的分子量（如果亚基间没有二硫键）或者是肽链的分子量（如果亚基是由二硫键连接的几个肽链组成）。根据题中给出的信息，该蛋白质的分子量是200kD，由两个大小相同的亚基（100kD）组成，每个亚基由两条肽链（40kD和60kD）借二硫键连接而成。
3-13解答: 根据组分的百分含量求蛋白质的最低分子量可按下式计算：

细胞色素c的真实分子量=最小分子量×某氨基酸数=684×18＝12300. 这一结果与用物理方法测定的结果很接近。　

3-14解答：①根据它们的等电点以及它们在pH8.5条件下所带净电荷的多少，很容易鉴定出它们在电泳图谱上的位置(图2-6b)。　
②P6与P3具有相同的pI，即是说，在pH8．5的条件下，它们带有等量的净电荷。但P6的分子量仅是P3的一半，它的迁移率是P3的2倍，电泳后它在支持物上位置应比P3更接近于负极(如图2-6b所示)。　　
(在一定粘度的介质中，在恒压下，带电颗粒的迁移率由电荷与颗粒大小的比例决定，即：μ（迁移率）∝（Q（电荷）/r（大小））。为了在Q／r基础上估计出相对迁移率，可用物质的分子量去除pI－pH，pI－pH视为Q值的一种量度。)

3-15解答：普通聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质时主要是根据各组分的pI的差别。图2-7(A)的结果只呈现单一的带，表明该蛋白质是纯净的。
由于SDS是一种带负电荷的阴离子去垢剂，并且具有长长的疏水性碳氢链。它的这种性质不仅使寡聚蛋白质的亚基拆离，而且还能拆开肽链的折叠结构，并且沿伸展的肽链吸附在上面。这样，吸附在肽链上的带负电荷的SDS分子使肽链带净负电荷，并且吸附的SDS的量与肽链的大小成正比。结果是，不同大小的肽链将含有相同或几乎相同的Q／r值。由于聚丙烯酰胺凝胶基质具有筛分效应，所以，分子较小的肽链将比较大的、但具有相同的Q／r值的肽链迁移得更快。若蛋白质是由单一肽链或共价交联的几条肽链构成，那么在用SDS处理后进行SDS-PAGE，其结果仍是单一的一条带。若蛋白质是由几条肽链非共价结合在一起，在用SDS处理后进行SDS-PAGE，则可能出现两种情况：一种仍是一条带，但其位置发生了变化(迁移得更快)，表明该蛋白质是由几条相同的肽链构成，另一种可能出现几条带，则可以认为该蛋白质是由大小不同的几条肽链构成． 图2–7蛋白质的鉴定
图2-7(的结果表明该蛋白质是由两种大小不同的肽链借非共
价键结合在一起的寡聚体蛋白质。从图2–7的电泳结果我们可以断定该蛋白质的等电点低于pH8.2。

3-16解答：①DEAE-纤维素是一种常用于蛋白质分离的阴离子交换剂。在分离蛋白质
样品之前，DEAE-纤维素先用较低的离子强度和pH为8的缓冲液平衡，蛋白质样品也溶于同样的缓冲液中。在这样的条件下，DEAE-纤维素大部分解离，并且带固定的正电荷。在这种pH下，蛋白质样品中各组分带净正电荷（但有差异，或带相反性质的电荷），这些带不同电荷的组分与DEAE-纤维素的结合力不同。洗脱液的离子强度影响带电颗粒与交换剂间的结合力。当升高洗脱液的离子强度时，会降低交换剂与被分离组分的静电吸引力。由上所述，该蛋白质混合物各组分被洗脱下来的先后顺序是:a>c>d>b。
②Sephadex是葡聚糖凝胶，它是具有不同交联度的网状结构，其颗粒内部的孔径大小可以通过控制交联剂与葡聚糖的比例来达到．因此它具有筛分效应．用它作为填充料制成层析柱，可以根据被分离物质的大小进行分离。已有不同型号的葡聚糖凝胶用于不同物质的分离。当蛋白质混合样品随洗脱液向下流动时，比凝胶颗粒孔径大的蛋白质分子不能进入凝胶网格内，被排阻在凝胶颗粒的外部；比凝胶颗粒孔径小的蛋白质分子则能进入到网格内部。其结果是，分子大的蛋白质则随着洗脱液直接从柱上流出，分子比较小的蛋白质则因走了许多‘弯路”而被后洗脱下来。分子愈小，“弯路”走得愈多，洗出的速度愈慢。根据这一原则，上述蛋白质混合物从SephadexG–50洗脱出的顺序是：b>c>a>d。

3-17解答：用凝胶过滤(即分子排阻层析)法先除去分子量为100,000、pI为5.4的蛋白质，余留下来的低分子量的含酶的混合物再用离子交换层析法分离，于是就能获得所需要的纯酶。
第四章 酶
内容提要
酶是生物催化剂，能显著提高生物体内的化学反应速度。酶对它所作用的底物具有高亲和性和高度的专一性。酶是蛋白质，或者是由蛋白质和辅助因子组成。虽然发现有其它生物催化剂，例如具有酶活性的RNA，但这并不改变酶的蛋白质本质。根据酶催化反应性质，可将在生物体内发现的酶分为六大类。
酶的动力学描述的是酶在不同条件下催化反应的速度。酶催化反应的速度受底物浓度、温度、pH等的影响。米氏方程描述的是底物浓度对酶促反应速度的影响，这种影响呈现双曲线的图象。当底物浓度饱和时，酶促反应速度达到最大（Vmax）。米氏常数（Km）是指当酶促反应速度达到最大反应速度一半时所对应的底物浓度。Km和Vmax可以通过双倒数作图法等方法获得。酶的催化常数或转换数(kcat)是指当酶被底物饱和时，每分子的酶（或酶的每个活性部位）在单位时间内催化底物转变成产物的底物分子数。当底物处在稀浓度或未饱和时，kcat / Km比是酶促反应的表观二级速度常数。kcat / Km为酶的催化效应和对底物的专一性提供了一种量度。
生物化学反应大多是多底物酶促反应。多底物酶促反应可分为有序顺次反应、随机顺次反应以及乒乓反应。多底物酶促反应动力学也是可以测定的。
对酶的抑制剂动力学研究具有重要的意义，可以帮助揭示酶活性部位的结构、分析和推测代谢反应途径以及为临床药物的设计提供依据。酶的抑制作用可分为可逆抑制和不可逆抑制两种类型。可逆抑制又可以分为竞争性、反竞争性和非竞争性抑制等不同类似类型。不同类型的抑制剂可以用动力学作图来区分。
酶对底物高度有效的催化源于酶和它的底物之间的多种弱的作用力的形成和相互作用所释放的自由能。这样的结合能既贡献于酶的专一性，又贡献于它的催化反应。在酶促反应的转换态中使这样的弱的相互作用处于最佳状态。酶活性部位本身与底物是不互补的，但与底物的转换态是互补的。酶与底物的邻近与定向以及转态的稳定是解释酶高效催化的主要因素。此外，广义的酸碱催化和共价催化对于解释酶促反应的高效性也是重要的。酶活性部位的氨基酸残基可以参与酸碱催化（质子的加入或移除）或共价催化。pH对酶促反应速度的影响可以提示什么样的残基参于了催化反应。
对溶菌酶和丝氨酸蛋白酶类作用机制的研究为洞察酶的作用机理提供了很好的范例。溶菌酶对细菌细胞壁的水解涉及底物的变形（由酶和底物之间多种弱的相互作用力所致）和中间物（转换态）的稳定。
许多丝氨酸蛋白酶以无活性的酶原形式合成，在适当的条件下通过选择性水解转变成有活性的酶。X-射线晶体衍射分析表明，蛋白质的三维结构能揭示出酶活性部位（包括专一性底物的结合部位）的信息。丝氨酸蛋白酶的活性部位含有一个由氢键结合网形成的Ser-His-Asp催化三联体。它的丝氨酸残基起着共价催化剂的作用，组氨酸残基起着酸碱催化剂的作用。带负电荷的四面体中间物由酶提供的氢键来稳定。
酶活性的调节是酶作为生物催化剂区别于非生物催化剂的重要标志，也是生物体内物质代谢的重要调节方式。酶活性调节包括酶原的激活、同工酶调节、别构调节和共价修饰调节。　
别构酶是多亚基酶，除含有底物结合部位外，还含有调节物结合部位（别构部位）。当调节物结合到别构部位时，诱导酶的构象发生变化，从而增高或降低酶的催化活性，进而调节代谢途径运行的速度。酶的共价修饰调节通常涉及酶分子特定部位的丝氨酸残基或苏氨酸残基的磷酸化和去磷酸化。处在代谢途径关键部位的酶既具有别构调节又具有共价修饰调节两种调节方式。
第四章 酶

习题:

1．延胡索酸酶催化延胡索酸水合形成苹果酸，其逆反应苹果酸脱水转变成延胡索酸也能被该酶催化吗？为什么?

2．△G0'和△G‡两者与化学反应的关系是怎样的？

3．借助米-曼氏方程υ＝Vmax[S]/(Km＋[S])研究底物浓度对酶反应速度影响的一种有用的方法是，在规定的实验条件下检验这个方程。在下述条件下，方程呈什么形式？①当〔S〕=Km时；②当〔S〕>>Km时；③当〔S〕<<Km时。

4．①为什么kcat / Km比值能用来测定一种酶对它不同底物的优先权？②什么是酶的kcat / Km上限？③ kcat / Km值接近上限的酶常被说成达到“完美催化”。请解释。

5．人类免疫缺于病毒Ⅰ(HIV-Ⅰ) 基因编码一种该病毒装配和成熟所必需的蛋白酶（Mr＝21500）。该蛋白酶能催化七肽底物水解，其kcat＝1000 s－1和Km＝0.075mol•L－1。(a) 当HIV-Ⅰ蛋白酶的浓度为0.2mg mL－1时，计算底物水解的Vmax；(b)当七肽的–CO–NH–替换成–CH2–NH–时，所得到的衍生物不能被HIV-Ⅰ蛋白酶水解，而却可以作为该酶一种的抑制剂。在如(a)所示的条件下，该抑制剂浓度为2.5μmol•L－1时，Vmax是9.3×10－3 mol•L－1 •s－1。该抑制作用属于哪种类型？

6．为了确定某酶的催化反应的初速度的底物依赖关系，制备了一系列的l00ml含有不同底物浓度的反应混合物。向每个混合物加入相同量的酶后便开始反应。通过测定每单位时间（分钟）所形成的产物量而获得催化反应的初速度，其结果如下表所示。
表4—2
底物浓度　　初速度　　底物浓度　　初速度　　底物浓度　　初速度
(mol/L)　 (μmol/min)　　(mol/L)　 (μmol/min)　 (mol/L)　 (μmol/min)
1×10－6　　0.08　　 5×10－6　　 0.25　　 1×10－5　　 0.33
1×10－4　　0.48　　 1×10－3　　 0.50　　 1×10－2　　0.50

①把表中的数据绘制成图，在给出的酶量下的Vmax是多少?
②根据米-曼氏方程，用Vmax、υ和〔S〕推演出Km的代数表达式。计算每个反应混合物的Km。 Km值取决于底物浓度吗?
③当底物浓度为0.1mol•L－1和l×l0－7mol•L－1时，计算它们的初速度。
④反应混合物保温2分钟后确定反应的初速度。当初始底物浓度为1×10－2mol•L－1时，计算产物的生成量。在2分钟后底物总量的百分之几被转换?

7．许多酶都表现出类似钟罩形的pH-活性依赖曲线。但是，不同的酶具有不同的活性最高点，即不同的最适pH。请你举例说明pH对酶活性影响的原因。

8．研究某抑制剂对单底物酶催化反应的影响，获得如下表的结果。

①该抑制剂是竞争性还是非竞争性抑制剂?
②在无抑制剂存在时，该酶促反应的Vmax和Km是多少?
③在有抑制剂存在时，该酶促反应的Vmax和Km是多大?
④该反应的抑制常数（Ki）是多少?

9．十烷双胺((CH3)3+N—CH2—(CH2)8—CH2－N+(CH3)3)，一种用于肌肉松弛的药物，是乙酰胆碱酯酶的可逆的竞争性抑制剂。通过增高乙酰胆碱的浓度可使抑制逆转或解除。十烷双胺共价地同酶结合吗？为什么这种抑制作用可通过增高乙酰胆碱的浓度而被解除?

10．二异丙基氟磷酸（DIFP）可使乙酰胆碱酯酶不可逆失活。但是，当有可逆抑制剂十烷双胺存在时，能延缓该酶的失活。为什么?

11．在底物以及中间物转换态同酶活性部位的结合中涉及哪些作用力？解释为什么底物同酶的紧密结合是于酶的催化无益的，而转换态的紧密结合则是需要的？

12．当胰蛋白酶活性中心的Asp定点突变成Asn后，它的催化反应速度降低10 000倍。为什么？

第四章 酶

习题解答
1．解答：酶是生物催化剂，它通过降低进入转换态的活化能而增高反应速度，但不改变反应的平衡位置。由于正向和逆向过程都经相同的转换态，所以两者的速度均可被该酶促进。该反应总的自由能变化不会因有酶的存在而改变。但是，请注意，由于底物和产物所固有的自由能是不同的，因此由底物或产物进入到过渡态所需要的活化能的多少是不相同的。酶加快相反两个过程的速度也是不相同的。如果某过程进入的速度太
慢，实际上这个过程是不能进行的。

2．解答：△G0'是某一反应在标准条件的产物与反应物所固有的自由能之差。当△G0'是负值时，表明平衡有利于产物。但平衡不受任何催化剂的影响。有利的平衡并不意味着反应物转变成产物就能自动发生或能快速发生。△G‡是反应物从基态达到转换态（活化态）所需的能量，即活化能。若反应所需的活化能越低，反应的速度就越快。酶的存在能大大降低反应所需的活化能。反应的平衡与△G0'有关，但反应的速度则与△G‡有关。

3.解答：①当〔S〕=Km时，υ＝Vmax[S]/(Km＋[S])＝Vmax/2。这个方程可作为Km的物理定义，即Km是初速度达到最大半反应速度所对应的底物浓度。　
②当〔S〕>>Km时，Km＋〔S〕可以近似地等于〔S〕。那么此时υ＝Vmax。因此，在底物浓度很高的情况下，初速度变成了零级反应，即初速度不依赖于底物浓度，并表现为最大反应速度。
③当〔S〕<<Km时，Km＋〔S〕可以近似地等于Km。米氏方程改写成υ＝Vmax[S]/Km。因此，在底物浓度很低的情况下，初速度呈一级反应，即它与底物浓度成正比，并且具有Vmax／Km的斜率。

4．解答：① kcat / Km比值是酶专一性常数或对不同底物的优先权的一种衡量。当两种底物以相同浓度竞争同一种酶的活性部位时，它们转变成产物的速度比值是与它们的kcat / Km比值相等的。由于对每种底物来说，反应速度υ＝（kcat / Km）[E][S]，而[E]和[S]又是相同的，所以kcat / Km比值大者的底物是酶优先选择的对象。
υ(S1)/υ(S2)＝（kcat / Km）1[E][S] /（kcat / Km）2[E][S]
② kcat / Km上限大约是108~109 s－1。这是两个不带电荷的分子在生理温度下通过扩散相遇的最快速度。
③一种酶的催化效率不能超过E和S形成ES复合物的速度，最有效率的酶的kcat / Km值接近它通过扩散与底物相遇的速度。在接近这个极限速度下，酶催化反应的速度是最快的，因而可以成为有效的催化剂。

5．解答：(a)先计算酶的摩尔浓度，再计算Vmax
[E]＝0.2gL－1(1 mol/21500g)＝9.3×10－6 mol•L－1
Vmax＝kcat[E]T＝1000 s－1(9.3×10－6M)＝9.3×10－3 mol•L－1 •s－1
(b)由于在抑制剂存在下Vmax不变，因此这是一种竞争性抑制。由于该抑制剂在结构上与底物相似，它与底物竞争同酶活性部位结合，因而降低酶的催化活性。

6．解答：①由题中给出的数据所作的图如下图所示。图解表明，当底物浓度升高到1×10－3mol•L－1以上时，初速度不再升高。因此断定，底物浓度超过1×10－3mol•L－1时，酶被底物饱和，已达到最大反应速度，即对于该酶量的Vmax是0.50μmol•min－1。认识到Vmax取决于酶量是重要的，即如果该酶浓度增加，Vmax亦增大。
②米氏方程可以改写：

那么在不同的底物浓度下，我们可以得到如下表的数据。重要的结论是，Km是这个具有特定底物的酶的特征性常数，它不取决于底物浓度。我们也能从图4—3获得该Km的值。Km是酶半饱和所需要的底物浓度，并且在半饱和下，初速度是最大反应速度的一半(Vmax /2)，这发生在5×10－6 mol•L－1的浓度下。


④当〔S〕＝1×10－2mol•L-1时，反应初速度是0.50μmol•min－1（即Vmax）。那么在两分钟内产物的生成量是0.50μmol•min-1×2min=lμmol。由于100ml反应混合物含有：

由于在2分钟后只有0.1％的底物被转化，〔S〕仍然大大地大于Km，因此反应初速度仍是 0.50μmol•min-1。

7．解答：在酶促反应中，游离酶，底物以及酶底物复合物都可能受到环境pH的改变而影响它们的解离状态。在最适pH范围内，酶活性中心有关基团的解离与底物的解离可能处于最佳结合状态，酶活性中心有关基团的解离能最有效地发挥酸、碱催化效率或增强它们的亲核性或亲电性。
例如胰凝乳蛋白酶的活性中心的“电荷转接系统”，当环境处于中性时，16位的Ile的α-氨基质子化，有利于电荷转接系统的形成，使195位的Ser残基的侧链具有更大的亲核性，有利于对底物的攻击。而在碱性pH下，16位的Ile的α-氨基去质子化，破坏了电荷转接系统，降低了195位Ser残基的亲核性，酶的活性就会降低。
又例如，精氨酸酶的最适pH为9.5—9.9，在该pH范围内，底物精氨酸解离带正电荷，而精氨酸酶的活性部位则解离成带负电荷。这样有利于酶与底物的结合。　-

8．解答：应用双倒数作图法先将题中的数据换算成倒数，得到如下表的结果。

以1／υ对1／[S]作图得到如下图的曲线。
①从图可以看出，在该抑制剂存在下，Vmax没有改变，而Km增大。表明该抑制剂是竞争性抑制剂。
②在无制剂存在时，量取纵轴上的截距是1 (L•min•μmol－1)。根据
纵轴截距＝1/Vmax
所以，Vmax=1/纵轴截距＝1/1＝1μmol•L－1•min－1
量取横轴的截距是﹣10 (L•mmol－1)。根据
横轴截距＝﹣1/Km
所以，Km=﹣1/横轴截距＝﹣1/﹣10＝0.1mmol•L－1
③由于该抑制剂是属于竞争性的，因此在该抑制剂存在时，Vmax不改变，仍然是1μmol•L－1•min－1。但是Km因竞争性抑制剂的存在而增大，这种增大还随抑制剂浓度的增加而不断增大。在〔I〕为0.5mmol•L－1时，Km为0.188mmol•L－1；在〔I〕为1.0mmol•L－1时，Km为0.30 mmol•L－1。


④在有竞争性抑制剂存在的情况下，

无论〔I〕是0.5、还是1.0mmol•L－1，在量取相应的横截距后代入上式，都可求出相同的Ki值。例如，当〔I〕＝0.5mmol•L-1，横轴(X轴)截距为﹣5.0，根据上式，


9．解答：几乎在所有情况下，竞争性抑制剂都结合在酶的活性部位上。十烷双胺是一种可逆抑制剂，表明它没有同酶共价结合。过量的乙酰胆碱（底物）通过使平衡向右移动而有效地从酶的活性部位取代了十烷双胺（竞争性抑制剂）：　
EI　I + E
E + S　ES
EI + S　ES + I
其净效应是无活性的EI复合物转变成ES复合物，后者然后转变成产物并释放出酶。

10．解答：二异丙基氟磷酸需要与乙酰胆碱酯酶活性部位的丝氨酸残基接近并共价结合才能使其失活。当有十烷双胺在酶的活性部位结合时，二异丙基氟磷酸与丝氨酸残基的接近受到限制。但是，十烷双胺的结合是可逆的，处在一种动态状态中；当它从活性部位释放出来时，或是底物（乙酰胆碱）结合到活性部位上，表现出催化活性，或是二异丙基氟磷酸结合到活性部位上而使其失活。在这种情况下，二异丙基氟磷酸迟早会使所有的酶分子失活。因此，十烷双胺只能降低酶失活时速度，即延缓酶的失活。

11．解答：酶-底物（ES）复合物以及酶-转换态（ES‡）的主要结合力包括电荷与电荷的相互作用、氢键、疏水相互作用和范德华力等。底物同酶的紧密结合形成的ES复合物处于热力学陷阱，导致活化能增高，使应速度降低。酶同转换态的紧密结合降低了ES‡复合物的能量，减少活化能，从而使反应速度增高。

12．解答：当胰蛋白酶进行催化反应时，Asp与His的咪唑基之间形成低能障的氢键。由于Asn缺少与His的咪唑基形成氢键的羧基，因此，当Asp定点突变成Asn后，酶的活性会显著降低。


第五章　 第五章　　　 核酸
内容提要
核酸是由核苷酸组成的，而核苷酸又是由碱基、戊糖和磷酸组成的。碱基、戊糖和磷酸决定了核苷酸的种类，也影响着核苷酸的性质。核苷酸因碱基含有共轭双键而具有紫外吸收性质；核苷酸的解离性质主要是由碱基和磷酸基的解离性质决定的。
DNA和RNA都是由核苷酸经3',5'-磷酸二酯键连接而成的线性大分子。核苷酸之间的这种连接方式可通过电位滴定和专一性的核酸酶来确定。
DNA是由两条极性相反的、能形成互补碱基对(base pair，bp)的多聚核苷酸链组成的双螺旋分子。在DNA分子中，两条链间的腺嘌呤与胸嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶互补配对。DNA双螺旋结构主要是由三种作用力来稳定：①碱基对间的氨基和内酰胺形成分子内的氢键；②碱基对疏水的芳香环堆积产生的作用力和堆积的碱基对间的范德华力（即碱基堆积力）；③多核苷酸链骨架上带负电荷的磷酸基与介质阳离子或阳离子化合物之间形成的盐键。DNA最常见的分子构象是B-DNA，但也观察到A-DNA和Z-DNA两种构象的存在。
由于DNA分子具有一定的柔性，因此DNA分子可以形成超螺旋。DNA的超螺旋是它的结构张力的一种表现形式。DNA的超螺旋性质可以用拓扑学来描述。超螺旋密度是超螺旋的一种量度，与其长度无关，但该数值的正负性则与螺旋旋转过度（正值）或旋转不足（负值）有关。在正常生理条件下，所有天然DNA的超螺旋都是负的超螺旋。
DNA限制性内切酶能在具回文结构的特定部位上催化DNA降解。利用不同的限制性内切酶所构筑的酶切图谱（或称物理图谱）在DNA结构与功能的研究中十分有用。链终止法(chain termination method)是利用DNA(酶促)复制合成的原理所建立起来的分析DNA核苷酸（或碱基）顺序的最有效的方法。通过对不同生物来源的DNA结构分析，观察到DNA分子的组织结构上的某些特点，如基因的重叠、插入序列、重复序列以及回文结构等。
RNA分子大多是单链结构，但可以折叠形成局部的双螺旋区。细胞内的RNA主要是mRNA、tRNA和rRNA，它们参与编码蛋白质的基因的表达。此外，还有种类繁多的病毒RNA。病毒RNA有单股的，也有双股的。造成非典型肺炎(Sars)的冠状病毒属于单股RNA病毒。
mRNA是编码蛋白质的基因的细胞内信使。mRNA的稳定性差，很容易降解，尤其是是原核生物的mRNA。原核生物和真核生物的mRNA在结构上有不同的特征。tRNA在蛋白质的合成中起着转移氨基酸的作用。单股的tRNA自身回折形成三叶草型结构，在此基础上进一步形成倒L-型的三级结构。在tRNA结构中常观察到非Watson-Crick碱基配对。rRNA是构成核糖体的主要成份。不同类型生物的rRNA的种类是不同的。在原核生物核糖体中，存在5S、16S和23S三种rRNA；在真核生物核糖体中存在5S、5.8S、18S和28S四种rRNA。