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21.9: 核酸
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核酸
 
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21.9: 核酸

核酸是生命连续性最重要的巨分子。 它们携带着细胞的遗传蓝图,并载有细胞功能的指示。

脱氧核糖核酸(DNA) 和 RNA

核酸的两种主要类型是脱氧核糖核酸 (脱氧核糖核酸(DNA)) 和核酸 (RNA)。 脱氧核糖核酸(DNA) 是所有生物体内的遗传物质,从单细胞细菌到多细胞哺乳动物不等。 它位于真核细胞核以及有机物,氯仿和线粒体中。 在原状体中, 脱氧核糖核酸(DNA) 不会被封装在隔膜信封中。

细胞的整个遗传成分是其基因组,基因组研究是基因组学。 在真核细胞中,但不在原子核中, 脱氧核糖核酸(DNA) 形成一种化合物,其中含有组蛋白,形成色谱,即真核染色体的物质。 染色体可以包含成千上万个基因。 许多基因都含有制造蛋白质的信息。 RNA 生成物的其他基因代码。 脱氧核糖核酸(DNA) 通过将基因“打开”或“关闭”来控制所有细胞活动。

另一种类型的核酸 (RNA) 主要涉及蛋白质合成。 脱氧核糖核酸(DNA) 分子从不离开细胞核,而是使用中间体与细胞的其余部分进行通信。 这种中间体是信使 RNA (mRNA)。 其他类型的 RNA (如 rRNA , tRNA 和 microRNA) 也涉及蛋白质合成及其调节。

脱氧核糖核酸(DNA) 和 RNA 由称为核苷酸的单体组成。 三个组成部分组成了每一种核苷酸:一种氮碱,一种五溴 (五碳) 糖和一种磷酸盐组。 核苷酸中的每一种氮碱都与糖分子相连,糖分子与一个或多个磷酸盐组相连。 氮碱是核苷酸的重要组成部分,是有机分子,其命名是因为它们含有碳和氮。 它们是碱,因为它们含有一个氨基组,该组可能会结合一个额外的氢,从而在其环境中减少氢离子浓度,从而使其更基本。 脱氧核糖核酸(DNA) 中的每一核苷酸都含有四种可能的氮碱中的一种:腺苷 (A) ,谷氨 (G) ,细胞毒素 (C) 和胸腺瘤 (T)。 腺素和丙氨酸被分类为纯素。 该纯净物的主要结构是两个碳氮环。 细胞松林,胸腺和尿嘧啶被分类为吡啶,其中一个碳氮环是其主要结构。 每个基本的碳氮环都附带了不同的官能团。 在分子生物学速记中,我们通过其符号 A , T , G , C 和 U 来了解氮化碱。 脱氧核糖核酸(DNA) 包含 A , T , G 和 C ;而 RNA 包含 A , U , G 和 C

脱氧核糖核酸(DNA) 中的五糖是脱氧纤维素,而 RNA 中的五糖是纤维素。 糖的区别在于,纤维素的第二碳中含有羟基组,而脱氧纤维素的第二碳中含有氢。 磷酸盐残留物附着在一糖的 5′ 碳的羟基组和下一核苷酸糖的 3′ 碳的羟基组中,后者形成 5′ – 3′ 磷酸二酯连接物。

脱氧核糖核酸(DNA) 双螺旋结构

脱氧核糖核酸(DNA) 具有双螺旋结构。 糖和磷酸盐位于螺旋线的外侧,形成了 DNA 的骨干。 氮碱堆积在内部,就像一对楼梯台阶。 氢键会将两组对相互绑定。 双螺旋线中的每个碱基对与下一个碱基对之间的距离为 0.34 nm。 螺旋线的两股向相反方向运行,这意味着一股的 5′ 碳端将面对其匹配股的 3′ 碳端。 只允许某些类型的碱基配对 - A 可以与 T 配对, G 可以与 C 配对。 这是补充碱规则。 换言之, 脱氧核糖核酸(DNA) 线是相互补充的。

RNA

红核酸 (RNA) 主要在 脱氧核糖核酸(DNA) 的指导下参与蛋白质合成的过程。 RNA 通常是单链的,由磷酸二酯键连接的脊骨裂解肽组成。

RNA 有四种主要类型:信使 RNA (mRNA) ,多核 RNA (rRNA) ,转移 RNA (tRNA) 和 microRNA (miRNA)。 第一个是 mRNA ,它传递来自 脱氧核糖核酸(DNA) 的信息, 控制细胞中的所有细胞活动。 如果细胞需要某种蛋白质,其基因将“打开”,信使 RNA 将在细胞核中合成。 RNA 碱序列是 DNA 编码序列的补充,从中复制 DNA。 在细胞质中, mRNA 与核糖体和其他细胞机械相互作用。

mRNA 以三组碱 (称为 codons) 的形式读取。 每个条码用于单个氨基酸。 通过这种方式,可以读取 mRNA ,并制作蛋白质生成物。 多罗马 RNA (rRNA) 是核糖体的主要成分, mRNA 与之结合。 rRNA 可确保 mRNA 和核糖体的正确对齐。 罗纹理的 rRNA 也具有酶活性 (肽类转移酶) ,并在两个对齐的氨基酸之间催化肽键形成。 转移 RNA (tRNA) 是四种类型 RNA 中最小的一种,通常为 70-90 核苷酸长。 它将正确的氨基酸携带到蛋白质合成部位。 正是 tRNA 和 mRNA 之间的碱基配对允许正确的氨基酸插入多肽链。 microRNA 是最小的 RNA 分子,其作用是通过干扰某些 mRNA 信息的表达来调节基因表达。

尽管 RNA 是单链 RNA ,但大多数 RNA 类型在互补序列之间显示外延的分子內碱基配对,从而为其功能创建可预测的三维结构。

本文改编自 Openstax, 生物学 2e, 第 3.5 章:核酸

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