氨基酸及其种类:
1.氨基酸的组成元素:C、H、O、N,有的含有S。
2.氨基酸的结构通式:
3.氨基酸的结构特点
(1)氨基和羧基的数目:每个氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基,R基中也可能含有氨基或羧基。
(2)连接位点:构成蛋白质的氨基酸都有一个-NH2和一个-COOH连在同一个碳原子上,此特点为判断某化合物是否是构成蛋白质的氨基酸的依据。
氨基酸的分类及特性:
氨基酸分为必须氨基酸和非必须氨基酸
1、必需氨基酸(essentialaminoacid):指人体(或其它脊椎动物)不能合成或合成速度远不适应机体的需要,必需由食物蛋白供给,这些氨基酸称为必需氨基酸。成人必需氨基酸的需要量约为蛋白质需要量的20%~37%。
共有8种其作用分别是:
赖氨酸:促进大脑发育,是肝及胆的组成成分,能促进脂肪代谢,调节松果腺、乳腺、黄体及卵巢,防止细胞退化;
色氨酸:促进胃液及胰液的产生;
苯丙氨酸:参与消除肾及膀胱功能的损耗;
蛋氨酸(甲硫氨酸):参与组成血红蛋白、组织与血清,有促进脾脏、胰脏及淋巴的功能;
苏氨酸:有转变某些氨基酸达到平衡的功能;
异亮氨酸:参与胸腺、脾脏及脑下腺的调节以及代谢;
脑下腺属总司令部作用于甲状腺、性腺;
亮氨酸:作用平衡异亮氨酸;缬氨酸:作用于黄体、乳腺及卵巢。
2、半必需氨基酸和条件必需氨基酸:
精氨酸:精氨酸与脱氧胆酸制成的复合制剂(明诺芬)是主治梅毒、病毒性黄疸等病的有效药物。
组氨酸:可作为生化试剂和药剂,还可用于治疗心脏病,贫血,风湿性关节炎等的药物。人体虽能够合成精氨酸和组氨酸,但通常不能满足正常的需要,因此,又被称为半必需氨基酸或条件必需氨基酸,在幼儿生长期这两种是必需氨基酸。人体对必需氨基酸的需要量随着年龄的增加而下降,成人比婴儿显著下降。(近年很多资料和教科书将组氨酸划入成人必需氨基酸)
3、非必需氨基酸(nonessentialaminoacid):
指人(或其它脊椎动物)自己能由简单的前体合成,不需要从食物中获得的氨基酸。例如甘氨酸、丙氨酸等氨基酸。
思维拓展:
1、自然界中氨基酸的种类约100种,其中在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种(8种必需氨基酸),但并非生物体内每一种蛋白质都一定含有20种氨基酸。
2、8种必需氨基酸可用谐音记忆“一(异亮氨酸)家(甲硫氨酸)人来(赖氨酸)写(缬氨酸)两(亮氨酸)三(色氨酸)本(苯丙氨酸)书(苏氨酸)”。
3、儿童必需氨基酸比成人多一种,为组氨酸。
RNA的结构组成:
1、RNA的概念: RNA的全称是核糖核酸,基本组成单位是核糖核苷酸。RNA是由核糖核苷酸连接成的长链,有一条核糖核苷酸链组成的生物大分子。
2、RNA的元素组成:C、H、O、N、P
3、脱氧核糖核苷酸的结构:一个核糖核苷酸由一分子含氮碱基、一分子核糖和一分子磷酸组成。RNA的碱基种类为4种A(腺嘌呤)、U(尿嘧啶)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤);核糖核苷酸以碱基不同分类为4种,即腺嘌呤核苷酸、尿嘧啶核苷酸、胞嘧啶核苷酸、鸟嘌呤核苷酸。
4、RNA分布: RNA分布在细胞核(rRNA,mRNA),线粒体,叶绿体,核糖体,细胞质中。
5、RNA的功能: RNA的功能具有多样性,分为tRNA、rRNA、mRNA。
DNA与RNA的区别:
简称 |
DNA |
DNA |
元素组成 |
C.H.O.N、P |
C.H.O.N、P |
基本组成单位 |
脱氧核苷酸(四种) |
核糖核苷酸(四种) |
组成 |
五碳糖 |
脱氧核糖 |
核糖 |
含氮碱基 |
A(腺嘌呤)C(胞嘧啶) G(鸟嘌呤)T(胸腺嘧啶) |
A(腺嘌呤)C(胞嘧啶)G(鸟嘌呤)U(尿嘧啶) |
知识拓展:
(1)在既含DNA又含RNA的生物体内,只要出现A、C、G这三种碱基,每一种碱基都分别对应两种核苷酸:脱氧核苷酸和核糖核苷酸。当碱基为U或T时,只能分别对应尿嘧啶核糖核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
(2)RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA。当RNA作为遗传物质时,由于RNA单链结构不稳定,则易发生突变。
遗传密码的破译:
1、遗传密码的阅读方式
同一个碱基序列,不同的阅读方式解读出来的含义完全不同,要正确地理解遗传密码的含义,必须掌握密码的阅读方式。
2、克里克的实验证据
1961年,克里克以T4噬菌体为实验材料,研究其中某个碱基的增加或减少对其所编码的蛋白质的影响。克里克发现在相关碱基序列中增加或者删减一个碱基,无法产生正常功能的蛋白质;增加或删除两个碱基,也不能产生正常功能的蛋白质;但是,当增加或删除三个碱基时,却合成了具有正常功能的蛋白质。从而证明了遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。并且遗传密码从一个个顶的起点开始,以非重叠的方式阅读,编码之间没有分隔符。
3、遗传密码对应规则的发现。
(1)尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码。
(2)实验思路:采用蛋白质的体外合成技术。
(3)过程:他们在每个试管中分别加入一种氨基酸,再加入除去DNA和mRNA的细胞提取液,以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸,结果加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。
(4)实验结论:多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合成,多聚尿嘧啶核苷酸的碱基序列是由多个尿嘧啶组成的(UUUU......),可见尿嘧啶的碱基序列编码由苯丙氨酸组成的肽链。结合克里克得出的3个碱基决定1个氨基酸的实验结论,与苯丙氨酸对应的密码子应该是UUU。在此后的六七年里,科学家沿着蛋白质体外合成的思路,不断地改进实验方法,破译出了全部的密码子,并编制出了密码子表。