欢迎访问联硕生物官网!
购物车内有 0 件物品
脱氧核糖核酸的主要类别以及生物功能,有哪些?
来源于:开云体官网入口·(中国),浙江联硕生物科技有限公司 | 发布时间:2022/12/23 11:08:00

一、主要类别:
单链DNA
单链DNA(single-stranded DNA)大部分DNA以双螺旋结构存在,但一经热或碱处理就会变为单链状态。单链DNA就是指以这种状态存在的DNA。单链DNA在分子流体力学性质、吸收光谱、碱基反应性质等方面都和双链DNA不同。某些噬菌体粒子内含有单链环状的DNA,这样的噬菌体DNA在细胞内增殖时则形成双链DNA。

闭环DNA
闭环DNA(closed circular DNA)没有断口的双链环状DNA,亦称为超螺旋DNA。由于具有螺旋结构的双链各自闭合,结果使整个DNA分子进一步旋曲而形成三级结构。另外如果一条或二条链的不同部位上产生一个断口,就会成为无旋曲的开环DNA分子。从细胞中提取出来的质粒或病毒DNA都含有闭环和开环这二种分子。可根据两者与色素结合能力的不同,而将两者分离开来。

垃圾DNA
垃圾DNA(Junk DNA)是指生物体内不翻译成蛋白质的DNA,过去多认为它们无用,所以称为垃圾DNA。后来,科学家发现垃圾DNA中包含有重要的调节机制,从而能够控制基础的生物化学反应和发育进程,这将帮助生物进化出更为复杂的机体。生物越复杂,垃圾DNA似乎就越重要。

二、生物功能
在基因组中,遗传信息存储在称为基因的DNA序列中,这个遗传信息的传递由互补的含氮碱基序列的存在得到保证。事实上,在转录过程中,遗传信息可以很容易地被转录到互补的RNA链中(mRNA)。mRNA通过翻译合成蛋白质。或者,细胞可以通过称为DNA复制的过程简单地复制遗传信息。

基因组结构
真核生物基因组DNA位于细胞核内,线粒体和叶绿体内也有DNA。原核生物DNA被包裹在细胞质中不含细胞膜的不规则细胞器类核中。 遗传信息包含在基因中,基因是能够影响生物体表型的遗传单位。每个基因含有开放阅读框(能够转录成RNA的区域)和由启动子和增强子组成的调节区。 在许多物种中,只有一小部分基因组序列可以被转录和翻译。例如,人类基因组中只有1.5%序列含有编码蛋白质的外显子,超过50%的人类基因组由重复的非编码DNA序列组成。在任何情况下,不编码蛋白质的DNA序列也可以转录成非编码RNA,参与基因表达的调控 。 一些非编码序列是对染色体的结构组成部分。端粒和着丝粒区域通常含有非常少的基因,但对于染色体的功能和稳定性是必需的 。

转录和翻译
基因是含有能够影响生物体表型特征的遗传信息的DNA序列。基因内的DNA碱基序列作为模板可以合成RNA分子,在大多数情况下,RNA分子被翻译成多肽,最终称为蛋白质。 将基因的核苷酸序列复制到RNA链中的过程称为转录,由RNA聚合酶催化发生。 RNA链有不同的命运:一些RNA分子实际上具有结构(例如在核糖体内发现的那些rRNA)或催化(如核酶)功能;绝大多数RNA经历成熟过程产生mRNA,被翻译成蛋白质。 翻译过程发生在细胞质中,其中mRNA与核糖体结合,并由遗传密码介导。核糖体允许顺序读取mRNA密码子,有利于它们识别和与特定tRNA相互作用,这些tRNA携带对应于每个单个密码子的氨基酸分子。

遗传密码
遗传密码是一组规则,将DNA或RNA序列以三个核苷酸为一组的密码子转译为蛋白质的氨基酸序列,以用于蛋白质合成。密码子由mRNA上的三个核苷酸(例如ACU,CAG,UUU)的序列组成,每三个核苷酸与特定氨基酸相关。例如,三个重复的胸腺嘧啶(UUU)编码苯丙氨酸。使用三个字母,可以拥有多达64种不同的组合。由于有64种可能的三联体和仅20种氨基酸,因此认为遗传密码是多余的(或简并的):一些氨基酸确实可以由几种不同的三联体编码。但每个三联体将对应于单个氨基酸。最后,有三个三联体不编码任何氨基酸,它们代表停止(或无意义)密码子,分别是UAA,UGA和UAG 。

DNA复制
DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样。这个过程是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。复制可以分为以下几个阶段:
起始阶段:解旋酶在局部展开双螺旋结构的DNA分子为单链,引物酶辨认起始位点,以解开的一段DNA为模板,按照5'到3'方向合成RNA短链。形成RNA引物。
DNA片段的生成:在引物提供了3'-OH末端的基础上,DNA聚合酶催化DNA的两条链同时进行复制过程,由于复制过程只能由5'→3'方向合成,因此一条链能够连续合成,另一条链分段合成,其中每一段短链成为冈崎片段(Okazaki fragments)。
RNA引物的水解:当DNA合成一定长度后,DNA聚合酶水解RNA引物,补填缺口。
DNA连接酶将DNA片段连接起来,形成完整的DNA分子。
最后DNA新合成的片段在旋转酶的帮助下重新形成螺旋状。

相关科研教学