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Ⅰ．引言1

Ⅱ．核酸结构原理4

2.1　核酸组分的结构特征4

2.1.1　戊糖和脱氧戊糖的结构和构象性质5

2.1.1.1　糖环的折叠形式5

2.1.1.2　糖环折叠的机制11

2.1.1.3　影响呋喃糖折叠的因素12

2.1.2　碱基的结构15

2.1.2.1　修饰碱基15

2.1.2.2　碱基的互变异构体18

2.1.2.3　碱基的几何形状19

2.1.2.4　碱基的不对称性20

2.1.2.5　碱基的配对21

2.1.3　磷酸基的几何形状与特性39

2.1.3.1　磷酸单酯和双酯基及焦磷酸连接的键特性（键特征）和几何学39

2.1.3.2　焦磷酸基的构象特征40

2.1.3.3 C—O和P—O酯键的定向40

2.1.4 核苷44

2.1.4.1 核苷的顺反构象44

2.1.4.2 修饰核苷46

2.1.4.3 C4 —C5 键的定向50

2.1.5.1 核苷酸在核酸链中的表示方法52

2.1.5.2 核苷酸的构象性质52

2.1.5 核苷酸的构象性质52

2.1.5.3 核苷酸的物理性质56

2.1.5.4 修饰核苷和核苷酸以及环化核苷酸的构象性质58

2.2 核酸组分构象性质小结60

参考文献61

Ⅲ．DNA结构多态性63

3.1 单链DNA63

3.2 双链DNA65

3.2.1 双螺旋结构的基本特征66

3.2.2 DNA二级结构与碱基堆积72

3.2.3 双螺旋结构的种类76

3.2.4 多聚核苷酸双螺旋的多态性84

3.2.5 多聚核苷酸右手螺旋：A型和B型86

3.2.6 天然DNA的构象93

3.3 三链DNA93

3.3.1 三链结构的多态性93

3.3.1.1 历史回顾93

3.3.1.2 三链DNA的分子基础94

3.3.1.3 三链DNA分类99

3.3.1.4 三链DNA的稳定性102

3.3.1.5 生物学功能及其应用104

3.3.1.6 研究现状106

3.3.2 分子内和分子间三螺旋DNA109

3.3.3 R-DNA、H-DNA和辫状三链DNA111

3.4 四螺旋DNA114

3.4.1 含质子化C的四螺旋DNA（i-motif）117

3.4.2 四螺旋DNA可能的生物学意义119

参考文献121

Ⅳ．RNA结构多态性123

4.1 单链RNA126

4.1.1 RNA的修饰度126

4.1.2 原核及真核细胞mRNA一级结构特征及其与功能的关系128

4.1.2.1 翻译区及其功能129

4.1.2.2 非翻译区及其功能130

4.2 RNA的二级结构131

4.2.1 RNA二级结构的预测137

4.2.2.1 RNA的二级结构语言的简要回顾143

4.2.2 RNA二级结构语言与代数拓扑特征143

4.2.2.2 Dyck文法的功能149

4.2.2.3 Pseudo-Dyck语言——赝二级结构153

4.2.3 RNA二级结构的多态性154

4.3 RNA链的折叠158

4.3.1 mRNA剪接加工的结构特征161

4.3.1.1 前体mRNA的剪接161

4.3.1.2 mRNA的二级结构和剪接位点165

4.3.2 影响RNA折叠结构稳定性的因素169

4.4 RNA的三级结构173

4.4.1 三级氢键相互作用175

4.4.3 糖环折叠的变化，π转折和存在磷酸-碱基堆积的环177

4.4.2 碱基堆积相互作用177

4.5 三链RNA180

参考文献182

Ⅴ．核酸分子结构多态性的实验和理论研究186

5.1 三链新结构DNA（三链辫状DNA与三链辫结结构DNA）研究186

5.1.1 新结构DNA的形成与性质186

5.1.2 新结构DNA形成的可能机制191

5.1.3 三链辫状结构的可能生物学意义192

5.1.4 酸变性诱导的DNA结构改变194

5.2 细胞内可能存在多链核酸组分的研究196

5.2.1 HeLa细胞DNA198

5.2.2 细胞中提取的RNA多链结构研究199

5.2.2.1 RNA多链体系的高度和长度分布200

5.2.2.2 亚多链RNA和多链RNA结构的推测203

5.2.2.3 四螺旋RNA的形成机制推测204

5.3 核酸结构态样性的理论研究205

5.3.1 三链核酸结构的理论研究205

5.3.1.1 三碱基体模型及能力学分析205

5.3.1.2 三链核酸碱基配对的相互作用207

5.3.1.3 DNA三链结构模型和能力学210

5.3.1.4 λ噬菌体DNA形成三链辫状结构的序列搜索213

5.3.2 四链DNA（loopG4）螺旋结构的计算机模拟218

5.3.3 基于碱基配对的DNA四碱基体模型223

5.3.4 mRNA和编码蛋白质在二级结构上的相关性240

参考文献245