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第一章 生命的分子基础 蛋白质的主要功能 蛋白质是细胞和组织的主要成分; 作为酶催化生物体内各种化学反应; 蛋白质具有运输功能; 收缩功能; 调节作用 防御作用。 三种DNA DNA 的 功 能 DNA是遗传物质其功能是:储存,复制和传递遗传信息。 DNA的半保留复制 实验:N15标记大肠杆菌的DNA环状双链 DNA的转录 中心法则 核酶的定义 核酶(ribozyme)泛指一类具有催化功能的RNA分子。一般是指无需蛋白质参与或不与蛋白质结合,就具有催化功能的RNA分子。 1981年,Cech发现四膜虫rRNA的前体在没有蛋白质的情况下能专一地催化寡聚核苷酸底物的切割与连接,具有分子内催化的活性。 1983年,Altman等发现大肠杆菌RNaseP的蛋白质部分除去后,在体外高浓度Mg2+存在下,与留下的RNA部分(M1 RNA)具有与全酶相同的催化活性。 微小RNA (microRNA) 有20多个核苷酸组成的单链小RNA. 在动物的发育、分化、细胞增殖、凋亡和脂肪代谢过程中发挥调节作用。 2005年美国怀特黑德研究中心和马萨诸塞理工学院研究人员发现:人类基因组中1/3负责蛋白质合成的基因由微小RNA调控。 DNA Models 复制 DNA 转录 逆转录 RNA 翻译 蛋白质 (三)RNA的结构与功能 RNA为单链可自身回折形成局部假双链。 RNA mRNA tRNA rRNA 1.mRNA 信使RNA 2.rRNA 核糖体RNA 3.tRNA 转运RNA mRNA tRNA rRNA 细胞中含量 5%~10% 5%~10% 80%~90% 分子量 (1~5) × 105~2X 106 ( 2.4~3) × 104 (0.36~1.1) ×106 大小悬殊 约有70~80个单核苷酸 沉降系数 6S~25S 4S 5.8S 、18S、28S 结构特征 存在场所 细胞质或核糖体 细胞质或核糖体 细胞中的核糖体 功能作用 三种RNA分子的结构特征和功能作用 基本上呈线形,局部呈双链,形成发夹式结构。 呈三叶草形,柄部和基部呈双螺旋结构,柄部3,有CCA三个碱基,其相对端为基部呈环形,称反密码环,中央有三个碱基,为反密码子。 线形,某些节段可能成双螺旋结构。 转录DNA中的遗传信息,并带到核糖体上,作为合成蛋白质的模板。 运输活化的氨基酸到核糖体上的mRNA的特定位点,特定的tRNA运输特定的氨基酸。 为蛋白质合成场所的核糖体的组成成分。 1986年,Cech又证实rRNA前体的内含子能催化分子间反应。 切赫 (Thomas Robert Cech) 阿尔特曼(SidneyAhman) 核酶的发现对于所有酶都是蛋白质的传统观念提出了挑战。1989年,核酶的发现者T.Cech和S.Ahman被授予诺贝尔化学奖。 * * 细胞是生物体的结构和功能的基本单位 构成细胞的物质称——原生质(protoplasm) --------又称生命物质 主要元素 99.9%: C .H .O. N 90%; S.P.Na.K.Ca.Cl.Mg.Fe.12种 微量元素:Cu.Zn.Mn.Mo.Co.Cr.Si.F.Br.I.Li.Ba等 化合物 有机化合物 无机化合物 水 无机盐 自由水 :细胞生命活动的内环境,细胞各种代谢反应的场所。 :维持渗透压和pH保障细胞正 常生理活动。 糖 类 脂 类 酶 蛋白质 核 酸 维生素 分子量巨大、结构复杂、具有生物活性——生物大分子(biological macromolecules) 结合水 :与许多分子结合构成细胞结构的组成部分。 1.组织 构成成分 2.构成各种 重要生理物质 酶 抗体 激素等 3.供能 约16.7 kJ (4.0 kcal)/g 体内蛋白质功能 蛋白质缺乏的后果: 总体而言,就是代谢率下降,体弱多病。 未成年人:生长发育受阻,矮小、贫血、 智力低下,免疫力差。容易疲劳,抵抗力下降,甚至肌肉消瘦、腹涨水肿、神情呆滞,各种生理功能低下。 孕妇:影响胎儿正常发育。 据世卫估计,目前世界上有大约500万儿童患蛋白质-能量营养不良症(PEM)。其中大多数是贫穷和饥饿引起的。 安徽阜阳大头婴儿——劣质奶粉 长期食用蛋白质含量严重不足奶粉、根本不能满足婴儿生长需要,婴儿会患上“重度营养不良综合症”,在本
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