导图社区 核酸代谢知识总结
这里面包含了储存、复制、传递遗传信息、参与遗传信息的传递和表达过程，在蛋白质的合成中起重要作用等等。
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核酸
种类、分布、功能、化学组成
种类
脱氧核糖核酸（DNA）
储存、复制、传递遗传信息
核糖核酸（RNA）
参与遗传信息的传递和表达过程，在蛋白质的合成中起重要作用
核苷（脱氧核苷）和磷酸以酯键连接形成核苷酸
分类
多磷酸核苷酸
环核苷酸
辅酶类核苷酸
结构
DNA
一级结构
连接方式：以3′，5′—磷酸二酯键连接
作用力：3′，5′—磷酸二酯键
二级结构 (双螺旋结构)
实验基础
Chargaff规则
不同生物体DNA碱基组成不同
同一个体不同器官，组织的DNA具有相同的碱基组成
DNA不随年龄、营养状态和环境变化
A＝T G＝C
不同生物DNA分子有各自的核苷酸序列，但它们有相同的二级结构
DNA双螺旋结构的发现 是现代生物学和医学 发展史的一个里程碑
结构特征
由两条脱氧核苷酸链右手螺旋组成
围绕同一个螺旋轴形成右手螺旋结构
两条多聚脱氧核苷酸链反向平行
一条5'-3'，另一条3'-5'
双螺旋结构的沟槽
反向平行使碱基对与磷酸骨架的连接 呈非对称性，产生一个大沟和一个小沟
互补碱基对
腺嘌呤与胸腺嘧啶形成两个氢键 鸟嘌呤与胞嘧啶形成三个氢键
碱基对平面与螺旋轴近乎垂直，脱氧核糖平面垂直于碱基平面
主要作用力
碱基堆积力、氢键、离子键
共同维系着DNA双螺旋结构的稳定
RNA
tRNA：转运
mRNA：编码
rRNA：核糖体RNA
RNA是以RNA—蛋白质复合体的形式发挥功能，而不是游离的RNA
功能
真核生物mRNA的5'端有帽结构
真核生物mRNA的5'-端是一个通过5'-5连接在N7位甲基化的鸟嘌呤
可以与帽结合蛋白结合
与蛋白质的翻译起始和mRNA的稳定性密切有关。
真核生物mRNA的3'-端有多聚腺苷酸尾的结构
真核生物mRNA的3'-端有一段长度约为20-250腺苷酸
可以与多聚A结合蛋白结合。
与mRNA从核内向胞质的转移以及mRNA的稳定性有关。
hnRNA经过修饰成为成熟mRNA
细胞核内新生成的mRNA初级产物被称为不均一核RNA，即hnRNA
hnRNA有外显子和内含子
外显子是编码氨基酸的序列
内含子是非编码序列
hnRNA经过剪接和加工过程，剔除内含子，连接外显子，成为成熟mRNA
代谢
核酸的酶促降解
生理功能
核酸形成的原料
体内能量的利用形式
参与代谢与生理调节
组成辅酶
活化中间代谢物
核酸酶
实质
磷酸二酯键，水解3'，5'—磷酸二酯键
底物
核糖核酸酶
脱氧核糖核酸酶
非特异性核酸酶
作用方式
核酸内切酶
核酸外切酶
作用键
水解3'磷酸酯键
水解5'磷酸酯键
水解方向
3'→5'或5'→3'
产物
3'-磷酸产物或5'-磷酸产物
特异性
识别作用位点或二酯键两侧的碱基
单核苷酸的降解
核苷酸+H2O--核苷酸酶→核苷+Pi
核苷+H20--核苷酸酶→嘌呤（或嘧啶）+戊糖
核苷+H3PO4←核苷磷酸化酶→嘌呤（或嘧啶）+1-磷酸戊糖
碱基的降解
代谢产物
尿酸
人、灵长类动物、鸟类、昆虫
尿囊素
灵长类动物外的哺乳类动物
尿囊酸
某些硬骨鱼类
尿素、乙醛酸
大多数鱼类、两栖动物
氨、二氧化碳
甲壳类动物、软体动物
抑制
别嘌呤酶对黄嘌呤氧化酶的抑制
嘧啶的降解
还原降解
酶促降解
核酸--核酸酶→核苷酸--核苷酸酶→核苷--核苷酸磷酸化酶→碱基+戊糖
DNA的生物合成
基本规律
半保留复制
双向复制
半不连续性
方向性和高保真性
条件
DNA聚合反应
DNA聚合酶
模板：3′-5′方向的DNA单链
引物：3'-OH末端的RNA
底物：dNTP
酶及蛋白质
拓扑异构酶类
解链酶类
单链结合蛋白
引物酶类
DNA聚合酶Ⅲ
DNA聚合酶Ⅰ
DNA连接酶
合成过程
原核细胞
起始 起始位点的识别→DNA解链→RNA引物形成 ↓ DNA链的合成与延长 DNA先导链的形成→滞后链的形成→引物脱落→DNA片段连接 ↓ DNA链的终止 新链与各自的模板链组成双螺旋
真核细胞
起始
识别起始点→DNA解链→RNA引物形成
延长
前导链形成→随从链形成→引物脱落→连接冈崎片段
终止
新链与模板链形成双螺旋结构
RNA的生物合成
物质
模板链（反义链）：作为模板转录成RNA的一股
编码链（有义链）对应的一股互补链
结构基因能转录出mRNA并指导蛋白质合成的部分
转录单位
不对称转录
α亚基：决定被转录的基因 β亚基：催化功能 β'亚基：结合DNA模板 δ亚基：辨认起始位点
过程
延伸
原核生物与真核生物基本相同
原核生物的转录和翻译同时进行
转录后修饰加工、运输，再翻译
停止RNA链的延长
新RNA链的释放
RNA聚合酶从DNA上释放
ρ因子：终止子
加工
原核：一般不需要加工
真核
5'端帽子结构的形成
3'PolyA尾巴的生成
核苷酸的生物合成
嘌呤核苷酸的合成
从头合成
原料
磷酸核糖
甘氨酸、甲酸盐、CO2
天冬氨酸、谷氨酰胺
特点
先形成PRPP
形成右环，再形成左环
先形成IMP
要点
补救合成
嘧啶核苷酸的合成
天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2
先组装嘧啶环
再与PRPP连接成OMP
先形成UMP
胞嘧啶核苷酸有尿苷酸转变而来，是在UTP的水平上进行的
脱氧核苷酸的合成
特点：在核苷二磷酸（NDP）水平上合成 AMP→dAMP GMP→dGMP UMP→dUMP CMP→dCMP
PRPP（5'-磷酸核糖-焦磷酸）
提供核糖和磷酸
内显子 外含子 内含子插入外显子之间
限制性内切酶：具有位点识别专一性的内切酶称 主要在细菌中产生，主要用于降解外面入侵的DNA 不降解自身
