核酸的發(fā)現(xiàn)已有100多年的歷史,但人們對它真正有所認(rèn)識不過近60年的事.遠(yuǎn)在1868年瑞士化學(xué)家米歇爾（Miesher,F.1844－1895）,首先從膿細(xì)胞分離出細(xì)胞核,用堿抽提再加入酸,得一種含氮和磷特別豐富的沉淀物質(zhì),當(dāng)時曾叫它做核質(zhì).1872年又從鮭魚的精子細(xì)胞核中,發(fā)現(xiàn)了大量類似的酸性物質(zhì),隨后有人在多種組織細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了這類物質(zhì)的存在.因為這類物質(zhì)都是從細(xì)胞核中提取出來的,而且都具有酸性,因此稱為核酸.過了多年以后,才有人從動物組織和酵母細(xì)胞分離出含蛋白質(zhì)的核酸. 本世紀(jì)20年代,德國生理學(xué)家柯塞爾（Kossel,A.1853-1927）和他的學(xué)生瓊斯（Johnew,W.1865-1935）、列文（Levene,P.A.1896-1940）的研究結(jié)果,才搞清楚核酸的化學(xué)成分及其最簡單的基本結(jié)構(gòu).證實它是由四種不同的堿基,即腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）及核糖、磷酸等組成.其最簡單的單體結(jié)構(gòu)是堿基－核糖－磷酸構(gòu)成的核苷酸.1929年又確定了核酸有兩種,一種是脫氧核糖核酸（DNA）,另一種是核糖核酸（RNA）.核酸的分子量比較大,一般由幾千到幾十萬個原子組成,分子量可達(dá)十一萬至幾百萬以上,是一種生物大分子.這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)決定了它的特殊性質(zhì).1928年生理學(xué)家格里菲斯（Griffith,J.） ,在研究肺炎球菌時發(fā)現(xiàn)肺炎雙球菌有兩種類型：一種是S型雙球菌,外包有莢膜,不能被白血球吞噬,具有強(qiáng)烈毒性；另一種是R型雙球菌,外無莢膜,容易被白血球吞噬,沒有毒性.格里菲斯取R型細(xì)菌少量,與大量已被高溫殺死的有毒的S型細(xì)菌混在一起,注入小白鼠體內(nèi),照理應(yīng)該沒有問題.但是出乎意料,小白鼠全部死亡.檢驗它的血液,發(fā)現(xiàn)了許多S型活細(xì)菌.活的S型細(xì)菌是從那里來的呢?格里菲斯反復(fù)分析認(rèn)為一定有一種什么物質(zhì),能夠從死細(xì)胞中進(jìn)行活的細(xì)胞中,改變了活細(xì)胞的遺傳性狀,把它變成了有毒細(xì)菌.這種能轉(zhuǎn)移的物質(zhì),格里菲斯把它叫做轉(zhuǎn)化因子.細(xì)菌學(xué)家艾弗里（Avery,O.T.1877－1955）,認(rèn)為這一工作很有意義,立刻研究這種轉(zhuǎn)化因子的化學(xué)成分.
在1944年得到研究的結(jié)果,證明了轉(zhuǎn)化因子就是核酸（DNA）,是DNA將R型肺炎雙球細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型雙球細(xì)菌的信息載體.但是,這樣重要的發(fā)現(xiàn)沒有被當(dāng)時的科學(xué)有所接受,主要原因是過去錯誤假說的影響.以前科塞爾發(fā)現(xiàn)核酸時,文列等化學(xué)家曾錯誤地認(rèn)為核酸是由四個含有不同堿基的核苷酸為基礎(chǔ)的高分子化合物,其中四種堿基的含量為1：1：1：1.在這個錯誤假說的影響下,對艾弗里的新發(fā)現(xiàn)提出了種種責(zé)難,懷疑他的實驗是不嚴(yán)格的,很可能在做實驗時帶入了其它蛋白質(zhì),因而產(chǎn)生了與文列假說不符合的現(xiàn)象.艾弗里在大量輿論的壓力下,也不敢堅持他的正確結(jié)論,也采取了模棱兩可的說法：“可能不是核醋自有的性質(zhì),而是由于微量的、別的某些附著于核酸上的其它物質(zhì)引起了遺傳信息的作用.”后來,美國生理學(xué)家德爾布呂克（Delbuck,M.1906－1981）發(fā)現(xiàn)噬菌體比細(xì)菌還小,只有DNA和外殼蛋白,構(gòu)造簡單、繁殖快,是研究基因自我復(fù)制的最好材料.于是組成噬菌體研究小組,開始選用大腸桿菌和它的噬菌體研究基因復(fù)制的工作.1952年小組成員赫希爾（Heishey,A.D.1908－）和蔡斯（Chase,M.）,用同位素標(biāo)記法進(jìn)行實驗.他們的實驗進(jìn)一步證明了DNA就是遺傳物質(zhì)基礎(chǔ).差不多與此同時,還有人觀察到凡是分化旺盛或生長迅速的組織,如胚胎組織等,其蛋白質(zhì)的合成都很活躍,RNA的含量也特別豐富,這表明RNA與蛋白質(zhì)的生命合成之間存在著密切的關(guān)系.
最早確定DNA物理性質(zhì)的是豆869年米歇爾提出的“核素”,19世紀(jì)末、細(xì)胞學(xué)家如O．赫特維希和威爾遜等人曾推測染色質(zhì)的組成成分可能就是核素,赫特維希還推測核素可能承擔(dān)著性狀的傳送職能.此后,柯塞爾系統(tǒng)地研究了核酸的分子結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)這類分子存在著兩類核酸,一為脫氧核糖核酸報pDNA）,另一類是核糖核酸（RNA）他把核酸水解,分離出各有四種含氮堿（即腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶,以上三種二類核酸都有,此外,DNA還含有胸腺嘧啶,RNA含有尿嘧啶）.19三五年,萊文等人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)核酸里有五個碳原子組成的糖分子（在RNA中為核糖,在DNA中五碳糖缺一個氧原子,稱脫氧核糖）.其后,又發(fā)現(xiàn)核酸的磷酸組分.于是由一個含氮堿基一個磷酸和一個脫氧核糖共同組成了一個脫氧核酸.萊文等人還對核酸作定量分析,測定四種含氮堿基的克分子數(shù)相等,萊文由此推測在一切生物來源的DNA中四種堿基數(shù)是等量的,這意味著核酸是由固定和重復(fù)排列的核音酸組成,所以不論核酸的來源如何,它們的成分總是相同.根據(jù)這種推論,便認(rèn)為核酸不可能攜帶極復(fù)雜的遺傳信息,它們僅僅是簡單的線性排列的四核音酸多聚體.萊文的四核音酸說從此成了核酸的生化范式,以致影響到1944年艾維里已明確證實DNA是遺傳物質(zhì)時,人們還不把它看成是遺傳物質(zhì).
DNA和RNA中的糖苷鍵與磷酸酯鍵都能用化學(xué)法和酶法水解.在很低pH條件下DNA和RNA都會發(fā)生磷酸二酯鍵水解.并且堿基和核糖之間的糖苷鍵更易被水解,其中嘌呤堿的糖苷鍵比嘧啶堿的糖苷鍵對酸更不穩(wěn)定.在高pH時,RNA的磷酸酯鍵易被水解,而DNA的磷酸酯鍵不易被水解.
水解核酸的酶有很多種,若按底物專一性分類,作用于RNA的稱為核糖核酸酶（ribonuclease,RNase）,作用于DNA的則稱為脫氧核糖核酸酶（deoxyribonuclease,DNase）.按對底物作用方式分類,可分核酸內(nèi)切酶（endonuclease）與核酸外切酶（exonuclease）.核酸內(nèi)切酶的作用是在多核苷酸內(nèi)部的3’,5’磷酸二酯鍵,有些內(nèi)切酶能識別DNA雙鏈上特異序列并水解有關(guān)的3’,5’磷酸二酯鍵.核酸內(nèi)切酶是非常重要的工具酶,在基因工程中有廣泛用途.而核酸外切酶只對核酸末端的3’,5’磷酸二酯鍵有作用,將核苷酸一個一個切下,可分為5’→3’外切酶,與3’→5’外切酶.