核酸的生物合成

核酸是脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）的总称，是由许多核苷酸单体聚合成的生物大分子化合物，为生命的最基本物质之一。 核酸是一类生物聚合物，是所有已知生命形式必不可少的组成物质，是所有生物分子中最重要的物质，广泛存在于所有动植物细胞、微生物体内。

核酸的生物合成

• DNA的生物合成
  • 1.DNA复制：碱基互补配对；半保留复制：新子代DNA中一条来自亲代，一条新合成
  • 2.半不连续复制：双链解开，合成方向5→3，前导链（合成方向与复制叉前进方向一至），可连续复制。滞后链，与之相反
  • 3.原核生物DNA的复制
    • 1.酶与相关因子：引物、DNA聚合123、DNA连接、SSB（单链结合蛋白）、拓扑异构酶。原料：NTP(A\G\U\CTP)、dNTP.合成方向：模板链：3→5，合成链：5→3
    • 2.合成步骤：起始→延申→终止。解旋（拓扑异构酶解除超螺旋结构）→解链（解链酶解双链，单链结合蛋白与单链结合，防H键生成）→识别起点（引物酶）→生成引物（引物酶）→DNA的生成（DNA聚合酶3→5）→切除引物（DNA聚合酶1切除，剩冈崎片段）→补齐封口（DNA聚合酶1由5→3，3末端羟基与下一DNA5末端磷酸基，在DNA连接酶下生成磷酸二酯键）
    • 3.DNA复制的忠实性
      • 1.碱基的配对规律
      • 2.DNA聚合酶的3→5外切酶的校对功能
      • 3.DNA的损伤修复系统
  • 4.原核与真核复制的差异
    • 子主题
    • 端粒（DNA末端序列）和端粒酶
      • 子主题
  • 5.逆转录（RNA→DNA)
    • 1.酶及酶活性
      • 酶活性：a.DNA聚合酶活性b.RNase H活性 c.DNA指导的DNA聚合酶活性
    • 2.生物学意义：
      • 子主题
  • 6.DNA的损伤与修复
    • 1.DNA损伤表现类型
      • 碱基改变（紫外线和放射性射线→形成二聚体，螺旋区变形）
      • 碱基丢失（过热、酸→嘌呤碱丢失；水解→嘧啶碱丢失）
      • 核苷酸插入或缺失
      • DNA断裂（电离辐射、自由基、化学试剂→磷酸二酯键断裂→3-脱氧核酸片段
      • DNA链间共价交联：
    • 2.修复机制
      • 光裂合酶修复：光复活酶、光裂合酶→分解紫外线照射形成的嘧啶二聚体
      • 切除修复：切开（核酸内切酶识别并切断损伤两端的磷酸二酯键）→切除（除损伤片段）→合成（DNA聚合酶合成互补链，DNA连接酶→连接3，5端）
      • 重组修复：有一个空缺
• RNA的生物合成
  • 1.RNA的生物合成
    • 1.转录相关概念
      • a.以DNA为模板链，产物t、r、mRNA，RNA聚合酶识别启动子和终止子，转录单位（启→终的距离）包括1个（真核）或多个基因（原核）。反意义链：转录的RNA序列相反；正链：不作为模板的DNA链
      • DNA开始转录的第一个碱基规定为+1，上游(与转录方向相反），下游。RNA聚合酶5种亚基：α2ββwo，，前三个为核心酶：只延长链，o：识别启动子
    • 2.过程（大肠杆菌）
      • 1.起始
        • RNA聚合酶的o亚基是启动识别位点，全酶与启动子形成封闭启动子复合物
      • 2.延申
        • 复合物上第一个GTP核糖的3-OH与DNA模板第二个NTP→磷酸二酯键，如此类推。RNA聚合酶是沿DNA链3→5，RNA链合成方向：5→3；延申开始后，o因子脱落，用于其他全酶结合
      • 3.终止
        • 1.不依赖蛋白质因子，核酶本身可终止
        • 2.依赖蛋白辅因子（即p因子）
    • 3.加工（大肠杆菌）
      • 原核生物rRNA
        • rRNA前体→RNase3、RNaseE剪切→修饰酶修饰碱基→与蛋白质结合→核糖体
      • tRNA加工
        • tRNA前提无活性→修饰剪切→成熟
    • 4.真核生物的RNA转录
      • 特点
        • 子主题
  • 2.RNA的复制
    • 自身RNA为模板（5→3），复制容易出错
  • 3.RNA的转录调控
    • 基因表达：转录和翻译
    • 原核生物：转录、翻译同时进行，操纵子调控转录水平。真核生物：除转录水平有调控，其他水平还有
• 中心法则
  • 概念
    • 复制
    • 转录
    • 翻译
    • 逆转录