分子生物學基本理論
一、核酸是遺傳物質
核酸是遺傳物質。核酸被分為核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)。DNA是一種由四種單核苷酸組成的高分子單鏈化合物,并由兩條單鏈嚴格按A 與T 配對和G與C配對的規律組成雙螺旋結構,該結構賦予其擁有將遺傳信息從上一代傳給下一代的能力,其分子中單核苷酸的排列順序就決定了生物的遺傳特性。RNA作為遺傳物質的作用主要是將儲存于DNA 分子中的遺傳信息表達為相應的蛋白質,RNA 主要分為mRNA、tRNA和rRNA。mRNA是合成蛋白質的模板,其核苷酸序列中三個連續的單核苷酸構成一個密碼子,指導蛋白質合成過程中氨基酸的摻入,從而mRNA中的核苷酸序列就直接決定了蛋白質中的氨基酸序列。tRNA作用是結合與其分子中反密碼相對應的氨基酸,并將該氨基酸運送到正在合成中的蛋白質多肽鏈上,根據模板mRNA 上的密碼將正確的氨基酸摻入到正在合成中的蛋白質上。rRNA與蛋白質共同組成核糖體,是蛋白質合成的場所。遺傳物質至少應該具有兩種功能,一種是將上一代的遺傳信息傳給下一代,另一種是將遺傳信息以蛋白質的形式表達出來。DNA擔當了前一種功能,RNA參與了后一種功能,之所以這樣是因為DNA與RNA的結構賦予了其相應的功能。
二、基因與基因組
基因一般是指表達一種蛋白質或功能RNA 的遺傳物質的基本單位。但完整地說,一個基因應該是合成有功能的蛋白質多肽鏈或RNA 所必需的全部核酸序列,不僅包括編碼蛋白質肽鏈或RNA 的核酸序列,也包括為保證轉錄所必需的調控序列、 5’端非翻譯序列、內含子和3’端非翻譯序列等所有的核酸序列。
基因組對于原核生物來說,就是它的整個染色體,對于一般的二倍體高等生物來說,是能維持配子或配子體正常功能的最低數目的一套染色體構成一個基因組。
原核生物基因組的特點是:基因組小,基因數目少,只有單一的復制起始位點;單個染色體,一般呈環狀,染色體DNA 或RNA 并不和蛋白質形成固定結合物;只含有少量重復序列;功能上密切相關的基因高度集中,常轉錄成多基因mRNA。
真核生物基因組大,基因數目多,有多個復制起始位點;多個染色體,結構亦較復雜;含有大量重復序列,低度重復序列一般有1~10個拷貝,中度重復序列一般有10~1000個拷貝,高度重復序列可達幾百萬個拷貝;真核生物基因組含有大量插入序列,基因在轉錄成mRNA時會將這些插入序列切除。
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