一、核苷酸分子组成
核酸由一个个核苷酸组成,核苷酸是核酸的基本组成单位。
核苷酸由碱基-核糖-磷酸基团组成。
按核糖不同可分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。
按碱基不同可分为5大类,即腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)和胸腺嘧啶(T)。
两种分类方法的关系是,只有DNA才有胸腺嘧啶(T),只有RNA才有尿嘧啶(U)。
核酸中含量相对恒定的元素是磷。
核糖与碱基组成核苷,其间起连接作用的化学键为糖苷键;核苷与磷酸组成核苷酸,其间起连接作用的化学键为磷脂键;各个核苷酸相连形成核酸,其间起连接作用的化学键称为3,5-磷酸二酯键。
二、核酸(DNA和RNA)
DNA(2条相互对称链) | RNA(单链) | |
名称 | 脱氧核糖核酸 | 核糖核酸 |
碱基 | A、T、C、G | A、U、C、G |
戊糖 | 脱氧核糖 | 核糖 |
核苷酸/脱氧核苷酸 | dAMP、dGMP、dCMP、dTMP | AMP、GMP、CMP、UMP |
一、DNA碱基组成规律
DNA碱基组成有一定的规律,即DNA分子中A的摩尔数与T相等,C与G相等。
因此,[A]=[T],[C]=[G];[A]+[G]+[T]+[C]==1。
碱基与碱基之间的连接中,[A]和[T]之间靠2个氢键连接,[C]和[G]之间靠3个氢键连接。
二、DNA的分子结构及功能
DNA的一级结构 | DNA的二级结构 | DNA的三级结构 | |
定义 | 核苷酸的排列顺序 即碱基排列顺序 | 双螺旋结构 | 双螺旋基础上进一步扭转盘曲,形成超螺旋 |
功能 | ①DNA是以基因的形式荷载遗传信息,并作为基因复制和转录的模板; ②DNA是生命遗传的物质基础,也是个体生命活动的信息基础。 |
RNA通常以数十个至数千个核苷酸组成的单链形式存在。RNA主要分为信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖(核蛋白)体RNA(rRNA)三类。
mRNA | tRNA | rRNA | |
主要功能 | 蛋白质合成的模板 | 蛋白质合成氨基酸的载体 | 核糖体的组成成分(核糖体是蛋白质合成的场所) |
比例 | 占RNA总比例的2%~5% | 占总RNA的15% | 占总RNA的80%以上,含量最多 |
分子量 | 大小各异 | 分子量最小 | 差异大 |
结构特点 | 5'-末端m7GpppN帽子结构 3'-末端有多聚A尾结构带有遗传信息密码 | 稀有碱基(DHU)最多 含DHU环、反密码子环 | ①真核生物核糖体大、小亚基 ②大:5S/5.8S/28S rRNA+蛋白质 小:18S rRNA+蛋白质 |
分布 | 胞核、胞质 | 胞质 | 胞质 |
蛋白质的分子结构分为一级、二级、三级、四级结构,后三者称为高级结构或空间结构,并非所有的蛋白质都有四级结构,由一条肽链组成的蛋白质只有一、二、三级结构,由两条或两条以上多肽链组成的蛋白质才有四级结构。
一级结构 | 二级结构 | 三级结构 | 四级结构 | |
定义 | 蛋白质分子从N→C端的氨基酸排列顺序 | 蛋白质中某一段的肽链的局部空间结构 | 整条肽链中所有原子在三维空间的排布位置 | 蛋白质分子中各亚基的空间排布 |
表现形式 | 肽链 | α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲 | 结构域、分子伴侣 | 亚基 |
维系键 | 肽腱(主要) 二硫键(次要) | 氢键 | 氢键、范德华力 | 氢键、离子键 |
意义 | 一级结构是蛋白质空间构象和特异性功能的基础,但不是决定空间构象的因素 | 二级结构是由一级结构决定的。在蛋白质中存在2~3个模体,发挥特殊生理功能。 | 分子量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧密的区域,并各行其功能,称为结构域。 | 含有四级结构的蛋白质,单独的亚基一般没有生物学功能。 |
一、糖酵解途径
糖酵解途径是指由葡萄糖分解生成丙酮酸,是糖无氧氧化与糖有氧氧化所共有的阶段。
综上,糖酵解途径净生成2个分子ATP,2分子丙酮酸。
二、三羧酸循环(柠檬酸循环)
1.三羧酸循环(TCA循环)是一个由一系列酶促反应构成的循环反应系统,在该反应过程中,首先由乙酰CoA(主要是来自于三大营养物质的分解代谢)与草酰乙酸缩合成3个含羧基的柠檬酸,再经4次脱氢、2次脱羧,生成4分子还原当量和2分子CO2,重新生成草酰乙酸的这一循环反应过程称为三羧酸循环。
2.三羧酸循环的过程
1次底物水平磷酸化 | 生成1分子GTP |
1分子乙酰CoA | 每次三羧酸循环消耗1分子乙酰CoA
|
2次脱羧 | 每次循环生成2分子CO2(这是体内CO2的主要来源) |
3个关键酶 | 柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶,α-酮戊二酸脱氢酶复合体 |
4次脱氢 | 3次脱氢由NAD+接受,生成NADH+H+,进入氧化呼吸链产生3×2.5ATP 1次脱氢由FAD接受,生成FADH2,进入氧化呼吸链产生1.5ATP |
反应部位 | 线粒体 |
能量 | 乙酰CoA→10ATP,丙酮酸→12.5ATP,葡萄糖→30/32ATP |
生理意义 | 是三大营养物质的最终代谢通路,是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽 |
三、三羧酸循环的生理意义
(1)TCA循环是3大营养素的最终代谢通路;
(2)TCA循环是糖、脂肪、氨基酸联系的枢纽。TCA循环在提供生物合成的前体中起重要作用;
(3)TCA循环是体内产生能量和CO2的主要机制之一。
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