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DNA分子的结构欢迎来到DNA分子结构的深入探讨。本课程将揭示生命的基本构建块，解析遗传信息的载体。让我们一起揭开DNA的奥秘。by生命活动的基本单位细胞生命的基本结构和功能单位，是生命活动的场所。分子细胞内进行生命活动的物质基。鏒NA、蛋白质等。基因遗传信息的基本单位，控制生物特征的表达。生物体内的核酸DNA脱氧核糖核酸，是遗传信息的主要载体。存在于细胞核和线粒体中。RNA核糖核酸，参与基因表达过程。主要有mRNA、tRNA和rRNA三种类型。DNA和RNA的区别特征DNARNA糖脱氧核糖核糖碱基A,T,C,GA,U,C,G结构双链单链稳定性较稳定不稳定DNA分子的化学组成磷酸形成DNA骨架的重要组成部分。脱氧核糖五碳糖，连接磷酸和碱基。碱基腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)。磷酸、脱氧核糖、碱基1碱基遗传信息的编码单元2脱氧核糖连接碱基和磷酸的桥梁3磷酸形成DNA分子骨架的基础这三种成分通过共价键连接，形成核苷酸，进而构建DNA分子。碱基之间的配对规则腺嘌呤(A)总是与胸腺嘧啶(T)配对胞嘧啶(C)总是与鸟嘌呤(G)配对氢键A-T形成两个氢键，C-G形成三个氢键双螺旋结构的形成1核苷酸链形成磷酸二酯键连接核苷酸，形成长链。2碱基配对两条链通过碱基间的氢键配对。3螺旋缠绕两条链以反平行方式缠绕，形成双螺旋。DNA分子的特点双链结构两条互补的多核苷酸链组成。反向平行两条链的5'端和3'端方向相反。碱基互补A与T配对，C与G配对。右手螺旋两条链以右手方向缠绕。遗传信息的携带1碱基序列编码遗传信息2基因特定DNA片段3染色体DNA的高度压缩形式DNA通过其碱基序列携带遗传信息，基因是DNA的功能单位，染色体是DNA的存储形式。复制过程的DNA链解开1解旋酶作用打开DNA双螺旋结构。2单链结合蛋白稳定解开的单链DNA。3复制起始点DNA解链从此处开始。补加原理形成新链领先链5'到3'方向连续合成。DNA聚合酶沿着模板链连续添加核苷酸。滞后链以片段形式合成。岡崎片段通过DNA连接酶连接成完整链。DNA聚合酶的作用1催化核苷酸加入在DNA模板链指导下，将核苷酸加入新生链。2校对功能检查并纠正错误配对的核苷酸。3修复功能参与DNA损伤修复过程。DNA复制的保真性碱基配对检查DNA聚合酶检查新加入的核苷酸是否正确配对。切除错误核苷酸发现错误时，切除错误核苷酸并重新合成。修复机制复制后修复系统进一步提高准确性。复制方向和复制叉复制起始点DNA解链开始的位置复制叉DNA解链和合成的活跃区域复制方向双向延伸，形成复制泡复制速率和效率50核苷酸/秒原核生物DNA复制速度约为每秒50个核苷酸。500核苷酸/分钟真核生物DNA复制速度约为每分钟500个核苷酸。99.99%准确率DNA复制的准确率高达99.99%。复制的半保留性原理每条子DNA分子由一条亲代链和一条新合成链组成。意义确保遗传信息的准确传递，维持生物遗传的稳定性。基因表达的中心法则DNA遗传信息的储存RNA转录过程，信息传递蛋白质翻译过程，功能实现转录过程和转录因子1启动子识别RNA聚合酶结合到DNA启动子区域。2转录起始在转录因子辅助下，开始合成RNA。3链延长RNA聚合酶沿DNA模板链移动，合成RNA。4转录终止到达终止信号后，RNA聚合酶释放新生RNA。转录后加工和mRNA成熟加帽在5'端加上甲基化鸟嘌呤核苷酸。加尾在3'端加上多个腺嘌呤核苷酸。剪接去除内含子，连接外显子。翻译过程与ribosomes1起始小核糖体亚基识别mRNA起始密码子。2延长大小核糖体亚基结合，tRNA带来氨基酸。3终止遇到终止密码子，多肽链释放。氨基酸的加入顺序1密码子识别tRNA反密码子识别mRNA密码子2氨基酸活化氨酰tRNA合成酶催化氨基酸与tRNA结合3肽键形成核糖体催化肽键形成，连接氨基酸蛋白质的二级结构α螺旋多肽链以螺旋方式盘绕，由氢键稳定。常见于球状蛋白。β折叠多肽链呈平行或反平行排列，形成片状结构。提供稳定性。蛋白质的三级结构疏水作用疏水氨基酸侧链聚集在蛋白质内部。氢键在蛋白质分子内部形成稳定结构。离子键带相反电荷的氨基酸侧链之间形成。二硫键半胱氨酸之间形成共价键，增加稳定性。蛋白质的四级结构亚基组装多个蛋白质亚基通过非共价键结合。功能实现四级结构对蛋白质功能至关重要。典型例子血红蛋白由四个亚基组成。蛋白质的功能与特性蛋白质具有多样的功能：催化反应、免疫防御、细胞结构支持、信号传导等。其功能与结构密切相关。DNA分子结构与功能总结1功能实现遗传信息表达，生命活动调控2信息传递转录、翻译过程3信息储存碱基序列编码遗传信息4分子结构双螺旋，碱基配对生命活动的基本原理遗传信息DNA储存和传递遗传信息基因表达通过转录和翻译实现蛋白质功能执行细胞各项生命活动代谢调控维持生命体系的动态平衡未来生物技术发展趋势基因编辑CRISPR技术的进一步应用和优化。合成生物学设计和构建新的生物系统。个性化医疗基于基因组学的精准治疗方案。生物信息学大数据分析在生命科学中的应用。生命科学知识的应用医学应用基因治疗、靶向药物开发、疾病预防。农业应用作物改良、抗病虫害、提高产量。环境保护生物修复、生物能源、生物降解材料。