双螺旋结构和中心法则
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双螺旋结构和中心法则
引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/Da_gan/article/details/143306951
双螺旋结构模型(Double Helix Model)
双螺旋结构是描述DNA(脱氧核糖核酸)的空间结构的模型,由詹姆斯·沃森(James Watson)和弗朗西斯·克里克(Francis Crick)于1953年提出。这一模型揭示了DNA如何存储遗传信息,并解释了遗传信息的传递方式。
结构特点
- 两条反向平行的多核苷酸链:
每条链由核苷酸(nucleotide)组成,核苷酸由三个部分构成:
- 磷酸(Phosphate group)
- 脱氧核糖(Deoxyribose sugar)
- 含氮碱基(Nitrogenous base):包括腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)。
- 碱基互补配对:
- A(腺嘌呤)和 T(胸腺嘧啶)通过两个氢键相连。
- G(鸟嘌呤)和 C(胞嘧啶)通过三个氢键相连。
- 碱基配对的规则确保DNA复制时信息能精确地传递。
- 反向平行性(Antiparallelism):
- 两条链的方向相反,一条链从5'端(磷酸基端)到3'端(羟基端),另一条链则相反。
- 螺旋结构:
- DNA链以右旋方式形成螺旋,每一圈螺旋大约包含10个碱基对。
- 螺旋结构有大小两种沟槽:大沟(major groove)和小沟(minor groove),大沟是许多蛋白质识别DNA序列的关键区域。
- 稳定性与复制机制:
- DNA的双螺旋结构使得两条链可以互补分开,为DNA复制提供模板。
中心法则(Central Dogma)
中心法则由克里克于1958年提出,描述了遗传信息在生物体内的传递路径,即如何从DNA传递到RNA,再传递到蛋白质。
主要流程
- DNA → DNA(复制,Replication)
- DNA在细胞分裂时复制,生成两条相同的DNA分子,确保遗传信息从母细胞传递到子细胞。
- DNA → RNA(转录,Transcription)
- 在细胞核中,DNA中的一部分序列作为模板,被转录为RNA。
- 主要产物是信使RNA(mRNA),它携带合成蛋白质所需的信息。
- RNA → 蛋白质(翻译,Translation)
- mRNA离开细胞核进入细胞质,在核糖体上翻译成蛋白质。
- 核糖体根据mRNA中的三联密码子序列(codon),将对应的氨基酸连接起来,生成蛋白质链。
扩展机制
逆转录(Reverse Transcription):某些RNA病毒(如HIV)能将RNA逆转录为DNA,这一现象由逆转录酶(reverse transcriptase)催化。
RNA复制:RNA病毒可通过RNA依赖的RNA聚合酶直接复制RNA。
中心法则的总结
正常信息流:
DNA → RNA → 蛋白质
- 特殊信息流(例外):
- RNA → DNA(逆转录)
- RNA → RNA(RNA病毒)
双螺旋结构与中心法则的关系
DNA双螺旋结构的稳定性确保了遗传信息能高保真地传递给下一代。
中心法则描述了DNA如何通过RNA将遗传信息表达为功能蛋白质,完成生命活动。
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