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Deoxyribonucleic acid

脱氧核糖核酸定义

脱氧核糖核酸定义
n。,diɒksəraɪboʊnjuːkliːɪkæsəd
通常是双链和螺旋的核酸;含有细胞生长,分裂和功能的遗传信息的生物分子

脱氧核糖核酸(DNA)定义

核酸是指由单体的线性链组成的任何组复合化合物nucleotides。Each nucleotide component, in turn, is made up of phosphate group,和A.含氮基础。核酸涉及保存,replication, 和expression of hereditary information. Two major types of nucleic acids are脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。

脱氧核糖核酸(生物学定义):螺旋双链核酸这对包含遗传信息至关重要细胞生长分配, 和功能缩写:脱氧核糖核酸。变体:desoxyribonucleic acid.Synonyms:脱氧核酸;脱氧核酸。

历史和术语

瑞士医师和生物学家,Friedrich Miescher1844-1895,是第一个将DNA与废弃绷带的脓液分离。然后新的生物分子既不是蛋白质,也不是碳水化合物,也不是来自核的脂质白细胞s。他命名着化合物核素from where he was able to isolate it. (Ref. 1) The acidic properties of the compound were discovered by the German chemist,Albrecht Kossel.1853 -1927。他也被称为第一个识别核碱基的核数:腺嘌呤胞嘧啶鸟鸣胸腺嘧啶, 和尿嘧啶。之后,核素被替换为核酸; the term was coined in 1889by the German pathologist,理查德·阿尔特曼1852 -1900。(参考图2)米塞尔发现的核蛋白后来特别鉴定为DNA。DNA的双螺旋模型归因于分子生物学家的加入努力詹姆斯沃特森(美国人)和弗朗西斯克里克(British) in 1953. Their double-helical DNA model was based largely on the information that nucleobases were paired and on the X-ray diffraction image (referred to as照片51.)由Rosalind Franklin 1920 - 1958年和1952年的Raymond Gosling。弗朗西斯克里克也被铺设了central dogma of molecular biology。他的中央教条描绘了核酸DNA和RNA与蛋白质之间的关系。有了它,克里克展示了如何信息不可逆转从核酸转移到蛋白质中。此外,他和他的同事建议遗传密码是根据每个密码子由三个核碱基组成的密码子。印度 - 美国生物化学师Har Gobind Khorana.1922 –2011, American biochemistRobert William Holley1922 -1993,犹太美国生物化学师和遗传学家马歇尔沃伦·德伦贝格1927 -2010能够破译遗传密码及其在蛋白质合成中的相关性。(参考文献3在1944, Oswald Avery, Colin MacLeod, and Maclyn McCarty’s experiment helped set the DNA as the genetic material, which during their time it was largely believed to be protein.

脱氧核糖核酸Structure

DNA是多核苷酸;它由共价键合3',5'磷酸二酯键的几个单体单位组成。这意味着用邻接核苷酸的3'-羟基酯化的5'-磷酸酯酯化。每个核苷酸反过来包括磷酸盐组那a脱氧糖糖(5碳),和一个含氮基础。含氮基础或核麻痹可能是A.胞嘧啶(C),鸟鸣(G),腺嘌呤一种)或者胸腺嘧啶(t)。构成DNA的两条链形成a螺旋结构体。在核心,核碱基是互补paired. The base-pairing rules are as follows: adenine pairs with thymine whereas cytosine pairs with guanine. The bond that joins the two nucleobases ishydrogen bond。The two strands are反平行,这意味着它们彼此相反的方向奔跑。

DNA分子有两个地区:编码区域非编码区。作为名称暗示的非编码区域是没有代码蛋白质的DNA的部分。在真核细胞中,DNA被组织成一个染色体在核内。细胞核内的DNA压实染色质蛋白质(例如histoneS.)。一些DNA存储在线粒体(称为是线粒体DNA那mtDNA) andchloroplast(称为是叶绿体DNAcpDNA)。在原核细胞中,dnaare found in a special region in the cytoplasm called a核心

脱氧核糖核酸S.tructure
DNA结构的示意图。信用:Zephyris,cc by-sa 3.0

受到推崇的:DNA绑定实验室集合。数字世界生物学。https://digitalworldbiology.com/collection/dna-binding-lab。使用这一结构的集合来查看分子如何与DNA相互作用。

DNA与RNA

脱氧核糖核酸是一种含有生物的遗传信息的双链核酸。对生物体的细胞生长,分裂和功能至关重要。RNA通常是单链核酸。以下是总结DNA和RNA之间的主要差异的表。

脱氧核糖核酸 RNA
结构:DNA由两个绞合物组成,它们一起扭转以形成螺旋,形成梯状结构。每条股线包括交替磷酸盐(PO4)和戊糖(2-脱氧),并附着在是A.含氮基础,可以是腺嘌呤胸腺嘧啶鸟鸣, 或者胞嘧啶。在脱氧核糖核酸腺嘌呤pairs with胸腺嘧啶鸟鸣胞嘧啶。并非所有DNA都是双链。例如,一组病毒具有单链DNA基因组。 结构:RNA由长线性链组成核苷酸。每个核苷酸单元由那a磷酸盐组和A.含氮基础。它与DNA不同核糖as its sugar, (脱氧在DNA)和基础是腺嘌呤鸟鸣胞嘧啶, 和尿嘧啶。在RNA,腺嘌呤对,尿嘧啶与胞嘧啶与胞嘧啶。除了某些病毒之外,RNA是单链,其基因组由双链RNA组成。
地点:真核生物S.那most DNAs are located in the nucleoli and染色体在里面nucleus。总DNA的一小部分存在于线粒体chloroplast细胞质。在prokaryotes and viruses, DNA is found in the细胞质 地点:在真核生物中,在细胞核中发现RNA和细胞质。在原核生物和病毒中,它被发现在细胞质
功能:DNA是核苷酸的长聚合物,用于编码序列氨基酸蛋白质合成。DNA携带遗传'蓝图',因为它包含指令或信息(称为基因S.)needed to construct cellular components like蛋白质RNA. 功能:在一些病毒中,RNA是遗传物质。对于大多数生物来说,RNA参与其中:蛋白质合成(例如mRNA,TRNA,RRNA等),post-transcriptional modification,或者基因复制(e.g. snRNA, snoRNA, etc.), and基因调节(例如miRNA,siRNA,TasiRNA等)。

原核DNA对真核DNA的可能解释为什么DNA具有胸腺嘧啶而不是尿嘧啶与胞嘧啶转化为尿嘧啶的胞嘧啶自发的脱节。当它失去胺基时,胞嘧啶可以变成尿嘧啶。这种胞嘧啶的序列是一种常见的发生。然而,通过固有的DNA修复系统纠正了误差。如果没有修复,它可能会导致点突变。如果在DNA中存在尿嘧啶,则修复系统可能无法将原始尿嘧啶与胞嘧啶转向尿嘧啶区分开,因此可能无法辨别尿嘧啶。在胸腺嘧啶中存在甲基(在尿嘧啶中不存在)有助于避免发生这种情况,从而保持遗传密码的完整性和稳定性。

原核DNA Eukaryotic (nuclear) DNA
结构:通常是圆形的,意味着它不受蛋白质的约束。紧凑的基因组,重复性DNA很少但没有内含子 结构:与蛋白质(例如组蛋白)结合,因此形成染色质具有许多非编码和重复DNA序列的基因组(包括内含子)
地点:发现在叫做的细胞质区域核心 地点:位于核内部
质粒:含有超染色体质粒 质粒:No plasmids

核DNA与外核DNA

脱氧核糖核酸outside the nucleus is referred to as外核DNA。Examples of extranuclear DNAs are mitochondrial DNA (mtDNA) and chloroplast DNA (cpDNA). The presence of nucleic acids in these organelles enables them to become semi-autonomous, self-reproducing organelles. These organelles have their own genetic system that enables DNA replication and protein synthesis although certain proteins for replication and protein synthesis are still encoded by the nuclear DNA. Apart from replication and protein synthesis, mtDNA and cpDNA code for proteins crucial to their functions. For instance, genes in the mitochondrial genome encode proteins in the electron transport chain. Genes in the chloroplast genome encode for proteins used in photosynthesis. Contrary to the nuclear DNA, both cpDNA and mtDNA occur in multiple copies since there are several chloroplasts and mitochondria while there is usually just one nucleus inside a cell. A cell would, therefore, contain several copies of mtDNA and cpDNA, often in thousands. Nuclear DNAs are compacted into chromatin structures through histones whereas mtDNA and cpDNA are not. Many scientists believe that mtDNA and cpDNA are genetic material that came from ancient endosymbionts.endosymbiotic理论建议线粒体叶绿体由于原核indosymbionts和真核宿主细胞之间的早期内联症来说是出现的。基础是这些细胞器中所含的遗传物质,其类似于原核DNA,即圆形和缺乏组蛋白。

外核DNA显然不遵循Mendelian pattern of inheritance。MTDNA和CPDNA被认为是潜在遗传的。在人类中,MTDNA用于法医学和系谱,以追踪个人的祖先女性。这是基于施肥的概念与蛋细胞的精子细胞熔化,使其核DNA可以形成工会。至于MTDNA,唯一的源是卵子,因为精子的线粒体基因组将在施肥期间与其鞭毛和其他细胞质结构一起崩解。

常见的生物反应

基因复制

基因复制是A.process where the original (parent) strands of DNA in the double helix are separated and copied to produce a new (daughter) DNA molecule. This process is said to be semi-conservative. That is because the new DNA molecule will consist of one of the parent strands (thereby, “conserved”). In essence, each of the parent strands of the DNA molecule will be replicated by base pairing. The purine nucleobase (i.e. adenine and guanine) is going to be paired with the pyrimidine nucleobase (i.e. cytosine and thymine). In particular, the adenine will pair with thymine while guanine with cytosine. DNA replication is necessary for cell division. In the early stages of mitosis (prophase) and meiosis (prophase I), DNA is replicated. In mitosis, the process will culminate in the production of two cells containing identical copies of DNA. DNA replication can also be carried out artificially through a laboratory technique called polymerase chain reaction. It can amplify the target DNA fragment from the genome.

基因复制
DNA复制示意图

转录(用于翻译)

DNA携带遗传信息,该遗传信息代码为特定蛋白质。因此,在蛋白翻译期间,首先将蛋白质的遗传密码(特别是mRNA)复制到RNA中。这个创建DNA副本进入的过程MRNA.通过酶的帮助RNA聚合酶叫做转录。Although RNA polymerase traverses the DNA template strand from 3′ → 5′, the coding (non-template) strand is usually used as the reference point. Hence, the process proceeds in the 5′ → 3′ direction, like in DNA replication. However, unlike DNA replication, transcription does not need a底漆要启动,它使用基本配对来创建包含的RNA副本尿嘧啶代替胸腺嘧啶

在原核生物中,转录发生在细胞质中,而在真核生物中,在MRNA被转移到用于翻译或蛋白质合成的细胞质中之前,它主要发生在细胞核中。

DNA转录
转录示意图

降解

The degradation of nucleic acids like DNA yields purines, pyrimidines, phosphoric acid, and a pentose, either D-ribose or D-deoxyribose.

脱氧核糖核酸repair mechanisms

在DNA中发生的某些突变或误差由两种主要机制修复:(1)化学过程的直接逆转导致损坏和(2)更换损坏的含氮基础。在直接反转DNA修复机制中,不需要模板,随着原始核苷酸恢复,改变被取代。通过切除的DNA修复,需要模板。通过切除并用新的核苷酸替换受损的DNA来进行修复。切除修复是三种形式:(1)碱基切除修复(其中通过糖基酶识别出单一核苷酸变化并随后切除),(2)核苷酸切除修复(其中识别多种碱变化,然后通过内切核酸酶切割),(3)不匹配修复(当稍后被识别并最终通过Existis)而最终纠正时)。(参考文献4)

读:重组DNA修复机制

生物重要性

DNA含有许多生物的遗传信息。这种生物分子被认为是最重要的生物分子,用于其所有细胞功能和所有细胞功能heredity。DNA突变是物种之间的重要变异源。尽管并非所有突变都可能导致遗传密码表达的显着变化,但其中一些突变可能导致物种的改善,使生物能够获得能够帮助其在其环境中更好或生存的新颖特征。然而,在病理学的遗传密码中也存在某些突变,这意味着它们可能导致蛋白质功能受损,并使代谢紊乱和物理畸形。许多这样的疾病是由于所谓的功能性蛋白质,显然变得不充分地产生或由于编码基因中的突变而变得具有功能障碍。

包含生物体的基因组的DNA可以部分(通过性繁殖)或整体(如在均生殖,克隆或其他无性的繁殖模式的情况下)传递给后续产物。因此,除了继承有益特征,后代也可能从他们的父母那里继承某些疾病和疾病。

受到推崇的:生物 - 映射研究。数字世界生物学。https://digitalworldbiology.com/bio-itest-genetic-research. (A series of nine lessons plus an optional wet lab)

读:

参考:

  1. “核酸”。(2014)。从https://www.nature.com/scable/definition/nucleic-acid-274-link中检索
  2. Gribbin,J.(2002)。科学家:通过其最伟大的发明家的生活讲述了科学史。纽约:随机房子。p。546. ISBN 0812967887。
  3. 1968年诺贝尔生理学或医学奖。(2019年)。从https://www.nobelprize.org/prize/medicine/1968/summary/检索
  4. Gonzaga, M. V. (2018, July 22). How cell fixes DNA damage – Biology Blog & Dictionary Online. (2018, July 22). Retrieved from https://www.biologyonline.com/cell-fixes-dna-damage/

测验

选择最佳答案。

DNA是......
2.以下哪项通常不存在DNA中
除了核,这些细胞器中的哪一个含有DNA
4.用内含子DNA
5.创建DNA的副本进入mRNA

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