第十章+核酸的生物合成分解

核酸的生物合成引言核酸是生物体中非常重要的生物分子之一，它在遗传信息的传递和蛋白质合成等生物学过程中起着关键的作用。

核酸的生物合成是一个复杂而精密的过程，涉及到许多酶和辅因子的参与。

本文将对核酸的生物合成过程进行详细的介绍，并讨论其中的关键步骤和调控机制。

核酸的组成核酸分为DNA（脱氧核酸）和RNA（核糖核酸）两类。

DNA是遗传信息的存储介质，而RNA则在蛋白质合成和其他生物学过程中起着重要的调节和功能性作用。

DNA和RNA的基本组成单元是核苷酸，核苷酸由糖、碱基和磷酸组成。

DNA的糖是脱氧核糖，RNA的糖是核糖；DNA的碱基有腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和脱氧胸腺嘧啶（C），RNA的碱基有腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、尿嘧啶（U）和胸腺嘧啶（T）。

磷酸连接不同核苷酸，形成链状的DNA或RNA分子。

核酸的生物合成路径核酸的生物合成路径分为两个主要的步骤：核苷酸的合成和核酸链的合成。

核苷酸的合成核苷酸的合成是核酸合成的第一步，它是通过一系列酶催化的反应进行的。

核苷酸的合成可以分为两个阶段：碱基的合成和糖-磷酸的合成。

在碱基的合成过程中，腺嘌呤和鸟嘌呤是由一些小分子前体合成的，而胸腺嘧啶和尿嘧啶则是由核苷酸催化的反应合成的。

碱基的合成是一个复杂的过程，涉及到多个酶和辅因子的参与。

在糖-磷酸的合成过程中，核糖-1-磷酸和脱氧核糖-1-磷酸是通过核糖-5-磷酸和脱氧核糖-5-磷酸的合成转化得到的。

这个过程是通过一系列酶催化的反应进行的。

核酸链的合成核酸链的合成是核酸合成的第二步，它是通过酶催化的反应进行的。

DNA的合成是由DNA聚合酶催化的反应进行的，RNA的合成则是由RNA聚合酶催化的反应进行的。

在DNA的合成中，DNA聚合酶结合到DNA模板上，依据碱基配对规则，在新合成的链上加入互补碱基，形成一个新的DNA链。

这个过程是一个复制过程，可以将一条DNA模板复制成两条完全相同的DNA 分子。

第十章核酸的生物合成
一、名词解释
半保留复制、不对称转录、反转录、冈崎片段、前导链、模板链、内含子、顺反子、启动子、转录单位、强终止、半不连续复制、复制子、基因突变、聚合酶链式反应（PCR）、核酶
二、计算题
1. 一个线性双链DNA分子经过5代复制后，原始DNA占总DNA的比例是多少？
2. 假设大肠杆菌的转录速度为每秒50个核苷酸残基，计算RNA聚合酶合成一个编码分子量为1
000 000的蛋白质的mRNA大约需要多少时间？（氨基酸平均分子量为110）
3. 大肠杆菌DNA分子量为2.2×109，如果用于合成RNA引物所消耗的能量忽略不计，问从ATP
和dNMP混合物开始复制大肠杆菌DNA共消耗多少ATP？若在有氧条件下，需要多少分子葡萄糖彻底氧化才能提供这些能量？（每对核苷酸的平均分子量为670）
三、问答题
1. DNA的什么结构特征为其半保留复制提供了基础？
2. 如何实验验证在复制叉区域存在许多小片段？冈崎片段是怎样开始的? 一条DNA链的切口是
怎样连接的?
3. 参与复制的酶和蛋白质因子有哪些？复制的基本规律是什么？简述原核生物DNA的复制过程。

4. DNA的半保留复制是如何证明的？生物学意义是什么？
5. 真核生物DNA的复制与原核生物有何区别？
6. 大肠杆菌RNA聚合酶如何识别启动子？
7. 转录和复制有何区别？
8. 真核生物的转录与原核生物转录有何区别？
9. 核酸合成的抑制剂有哪些类型？
1。

第十章核酸的生物合成一、名词解释97、核酸限制性内切酶答案：（restriction endonuclease）是一类具有极高专一性，在识别位点内或附近，识别并切割外源双链DNA，形成粘性末端或平端的核酸内切酶。

98、粘性末端答案：（sticky end）由限制性内切酶切割后，在双链DNA切口处产生交错互补的单链末端。

99、中心法则答案：（central dogma）生物体遗传信息流动途径。

最初由Crick(1958)提出，经后人的不断补充，修改。

即:DNA本身复制;以DNA为模板转录成RNA;RNA在逆转录酶的作用下,合成DNA;以RNA为模板翻译成蛋白质.100、半保留复制答案：简单复制，（semiconservative replication）亲代双链DNA以每条链为模板，按碱基配对原则各合成一条互补链，这样一条亲代DNA双螺旋，形成两条完全相同的子代DNA螺旋，子代DNA分子中都有一条合成的“新”链和一条来自亲代的“旧”链，称为半保留复制。

101、DNA聚合酶答案：（DNA polymerase）指以脱氧核苷三磷酸为底物，按5′--3′方向合成DNA 的一类酶，反应条件：4种脱氧核苷三磷酸，Mg++、模板、引物。

DNA聚合酶是多功能酶，除具有聚合作用外，还具有其它功能，不同DNA聚合酶所具有的功能不同。

102、解旋酶答案：（helicase）是一类通过水解ATP提供能量，使DNA双螺旋两条链分开的酶，每解开一对碱基，水解2分子ATP。

103、拓扑异构酶答案：（topolisomerase）是一类引起DNA拓扑异构反应的酶，分为两类:类型I 的酶能使DNA的一条链发生断裂和再连接，反应无需供给能量，类型II的酶能使DNA的两条链同时发生断裂和再连接，当它引入超螺旋时，需要由ATP供给能量。

104、单链DNA结合蛋白答案：（single-strand binding protein SSB）是一类特异性和单链区DNA结合的蛋白质。

核酸与蛋白质的生物合成生物合成是指生物体内分子的合成过程。

核酸和蛋白质作为生命体内的两种重要生物分子，在细胞内经历了一系列复杂的合成过程。

本文将对核酸和蛋白质的生物合成进行详细介绍。

一、核酸的生物合成核酸是由核苷酸组成的生物高分子，包括DNA和RNA两种类型。

DNA是储存遗传信息的分子，而RNA则参与信息的传递和蛋白质合成。

核酸的生物合成主要涉及DNA的复制和RNA的转录两个过程。

1. DNA的复制DNA的复制是指在细胞分裂过程中，DNA分子能够准确地复制并传递给下一代细胞。

复制的过程主要包括三个步骤：解旋、复制和连接。

首先，在复制起点处，酶将DNA的双链分子解开，形成两条单链。

接着，酶会聚在单链上，以单链为模板合成互补的新链，形成两个完全相同的DNA分子。

最后，两条新的DNA链通过连接酶重新连接在一起，形成完整的DNA分子。

2. RNA的转录RNA的转录是指通过RNA聚合酶将DNA的信息转录成RNA分子的过程。

转录分为三个主要步骤：识别、合成和终止。

首先，RNA聚合酶会在DNA上找到转录起点，从而识别何处开始转录。

然后，酶会在DNA模板链上逐个引入互补的核苷酸，合成与DNA链一致的RNA链。

最后，在终止信号的作用下，RNA聚合酶停止转录，RNA分子与DNA分离。

二、蛋白质的生物合成蛋白质作为细胞内功能的主要执行者，其生物合成包括两个主要过程：转录和翻译。

1. 转录转录是指通过RNA聚合酶将DNA的信息转录成RNA的过程。

与RNA的转录类似，转录也包括识别、合成和终止三个主要步骤。

在转录过程中，RNA聚合酶会识别DNA上的启动子区域，并通过与DNA 的互补配对，在RNA链上合成与DNA模板链一致的RNA链。

最后，在转录终止信号的作用下，RNA分子与DNA分离。

2. 翻译翻译是指通过核糖体将RNA的信息转化为蛋白质的过程。

翻译过程主要包括三个主要步骤：起始、延伸和终止。

首先，在起始信号的引导下，核糖体会找到mRNA上的起始密码子，并将起始tRNA与其配对。