核酸的引言、分类、化学性质及其生物学作用

Introduction, Classification, Chemical Nature and Biological Role of Nucleic Acids

2020年4月17日Ankur Choudhary (noreply@blogger.com)AI 专业翻译

核酸

引言

嘌呤和嘧啶(一类有机化合物)构成了DNA,这是一种天然存在的化学物质。核酸通过指导蛋白质的合成,在细胞中充当信息的主要载体,决定了所有生物的遗传特征。核酸分为两类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。病毒的遗传物质是由DNA组成的,DNA是生命的蓝图。除了活细胞外,DNA还存在于多种组织中,在蛋白质合成等过程中发挥着重要作用。RNA则是病毒的遗传物质。

分类;分级

DNA

戊糖、磷酸以及含氮的环状碱基是构成DNA的基本单元。DNA分子中的糖部分是β-D-2-脱氧核糖。氮存在于以下几种环状碱基中:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。这些碱基在DNA分子中的排列方式决定了信息如何从一代传递到下一代。DNA由双链螺旋结构组成,这两条链彼此互补。

RNA

RNA分子中还包含一种戊糖和几种含氮的环状碱基。RNA的糖部分是β-D-核糖。RNA中的同环碱基有腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)和尿嘧啶(U)。DNA有四种碱基,而RNA有四种不同的碱基。RNA由单链组成,这种单链可以折叠成双螺旋结构。RNA分子可以分为三种类型,每种类型都有特定的功能。
  • 转移RNA(tRNA)
  • 信使RNA(mRNA)
  • 核糖体RNA(rRNA)

化学性质

生物聚合物,即大分子核酸,是所有生命形式所必需的。核苷酸由五个碳原子、一个含氮碱基和一个磷酸基团组成。核酸主要分为两种类型:核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。根据所连接的糖分子的不同,这些聚合物可以是RNA或DNA;其中糖分子可以是核糖,也可以是核糖的衍生物——脱氧核糖。

生物学作用

复制 - DNA复制是指将一个DNA分子复制成两个完全相同拷贝的过程。这一过程中涉及酶的参与。具体来说,DNA双螺旋结构会解开,形成模板,这些模板用于合成新的DNA链。通过合成与原始DNA互补的链,可以生成其精确的复制品。因此,遗传特征可以通过细胞传递给下一代细胞。

**转录**:通过使用DNA,可以合成RNA(mRNA)。这一过程以DNA为模板进行复制。不过,两者之间存在一些差异:转录过程中是在解开的模板上组装核糖核苷酸,而不是脱氧核糖核苷酸,并且尿嘧啶(U)取代了胸腺嘧啶(T)。无论是DNA还是RNA,其合成方向始终是从5'端到3'端。这一过程由RNA聚合酶催化。mRNA是通过将DNA中的遗传信息转录而来的。合成的RNA会从DNA上分离出来,然后移动到细胞质中,在那里它作为蛋白质合成的模板。DNA合成完成后,RNA会重新恢复成双螺旋结构。

翻译: 在这个过程中,蛋白质被合成。这一过程发生在细胞的细胞质中,具体是mRNA与核糖体颗粒(RNA-蛋白质复合物)结合时。mRNA将DNA中的信息传递出来,这些信息决定了蛋白质合成的氨基酸序列。与DNA一样,mRNA中的碱基也是以三联体的形式排列的,每个三联体对应一种特定的氨基酸。每个三联体被称为一个密码子。同一种氨基酸可能由多个密码子编码。例如,甲硫氨酸的密码子是AUG,而甘氨酸的密码子有GGU、GGC、GGG、GGG。mRNA中的密码子通过携带反密码子的tRNA来表达,tRNA再将这些密码子翻译成相应的氨基酸。因此,蛋白质是通过重复这一过程合成的。核糖体在合成完成后会将氨基酸释放出来。

蛋白质合成:在蛋白质合成过程中,每秒钟添加20个氨基酸是一个快速且高效的过程。与翻译不同,转录并不总是遵循相同的方向。RNA逆转录成DNA的过程(发生在逆转录病毒中)被称为逆转录。一个密码子指定一个氨基酸,而基因是一段包含三个核苷酸的DNA。这些核苷酸三联体与氨基酸之间存在特定的对应关系,这种关系被称为遗传密码。


📌 本文由 AI 翻译自 pharmaguideline.com,仅供内部参考查看英文原文