生物化学-08核苷酸代谢09遗传信息的传递（学习笔记）

生物化学

公卫执业医师考试学习笔记08核苷酸代谢核苷酸代谢核苷酸代谢核苷酸代谢的调节嘌呤核苷酸的代谢嘌呤核苷酸的合成途径从头合成途径定义：利用简单原料从头合成嘌呤核苷酸的过程。合成原料：谷氨酰胺、天冬氨酸、CO₂、甘氨酸、一碳单位（四氢叶酸携带）、磷酸核糖。记忆口诀：【古天乐干一票】（谷氨酰胺、天冬氨酸、CO₂、甘氨酸、一碳单位、磷酸核糖）。补救合成途径定义：利用体内现成的嘌呤碱基或核苷，通过简单反应合成核苷酸。特点：节省能量，主要在脑、骨髓等组织中进行。嘌呤核苷酸的分解代谢项目内容场所肝、小肠、肾终产物尿酸（溶解度低，过量易导致痛风）关键酶黄嘌呤氧化酶（催化黄嘌呤生成尿酸）嘧啶核苷酸的代谢嘧啶核苷酸的从头合成途径合成器官：肝合成原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、CO₂、磷酸核糖。合成过程：先合成嘧啶环，再与磷酸核糖结合生成核苷酸（与嘌呤合成顺序相反）。嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶碱基代谢产物胞嘧啶脱氨基→尿嘧啶→NH₃、CO₂、β-丙氨酸胸腺嘧啶降解→β-氨基异丁酸核苷酸代谢的调节3.1关键调节酶（反馈调节）核苷酸类型从头合成关键酶调节机制嘌呤核苷酸磷酸核糖焦磷酸合成酶（PRPP合成酶）、磷酸核糖酰胺转移酶受AMP、GMP等产物反馈抑制嘧啶核苷酸氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ、天冬氨酸氨甲酰转移酶受UMP、CTP等产物反馈抑制抗核苷酸代谢药物的生化机制作用原理：作为嘌呤、嘧啶、叶酸或氨基酸的类似物，竞争性抑制核苷酸合成酶，阻断肿瘤细胞核酸合成。主要药物：6-巯基嘌呤（6-MP）：嘌呤类似物，抑制嘌呤合成；5-氟尿嘧啶（5-FU）：嘧啶类似物，干扰嘧啶合成；甲氨蝶呤（MTX）：叶酸类似物，阻断一碳单位转移；氨基蝶呤、氮杂丝氨酸：谷氨酰胺类似物，抑制酰胺转移反应。

09遗传信息的传递遗传信息的传递概述DNA合成RNA合成一、概述1.1核心概念基因（gene）：编码蛋白质/RNA等功能产物的基本遗传单位，通常为染色体/基因组的一段DNA序列。基因组（genome）：生物体所有遗传信息的总和，人类基因组包括细胞核染色体DNA及线粒体DNA。二、DNA合成基本概念DNA合成类型：复制：以母链DNA为模板合成子链DNA；逆转录：以RNA为模板合成互补DNA链，再合成第二条DNA链；DNA损伤修复：属于DNA合成的特殊形式。DNA复制过程2.2.1复制特征半保留复制：保留亲代全部遗传信息；双向复制：真核生物多复制起始点（多复制子）；半不连续复制：前导链连续合成，后随链形成冈崎片段；高保真性：依赖酶的校对功能。2.2.2复制所需酶类及底物组成内容底物三磷酸脱氧核苷酸（dATP、dGTP、dCTP、dTTP，总称dNTP）关键酶DNA聚合酶（DNA-pol）、解旋酶、拓扑异构酶、引物酶、DNA连接酶模板解开的单链DNA母链引物RNA引物（提供3'-OH端起始聚合）2.2.3原核与真核生物DNA聚合酶对比生物类型种类功能特点原核生物DNA-polⅢ复制延长中起催化作用（主要聚合酶）DNA-polⅠ校对错误、填补空隙（具有5'→3'外切酶活性）DNA-polⅡ参与DNA修复真核生物DNA-polα引物酶活性（起始复制）DNA-polδ后随链合成DNA-polε前导链合成DNA-polγ线粒体DNA合成DNA-polβDNA修复2.2.4复制步骤1.起始：解旋酶解链→拓扑异构酶稳定DNA结构→单链结合蛋白（SSB）保护单链→引物酶合成RNA引物；2.延长：DNA-pol催化dNTP加入3'-OH端，前导链连续延伸，后随链形成冈崎片段；3.终止：RNA酶切除引物→DNA-polⅠ填补空缺→DNA连接酶连接冈崎片段（需ATP）。逆转录定义：以RNA为模板合成双链DNA的过程，催化酶为逆转录酶（依赖RNA的DNA聚合酶）。酶活性：RNA指导的DNA聚合酶活性、DNA指导的DNA聚合酶活性、RNaseH活性（水解RNA链）。实例：端粒酶（含逆转录酶活性，维持染色体端粒长度）。DNA损伤与修复诱发突变的因素体内因素：DNA复制错误、结构不稳定性、代谢活性氧；体外因素：物理因素：紫外线（生成嘧啶二聚体）、辐射；化学因素：苯并芘、烷化剂（致癌物）。DNA突变类型点突变：碱基错配；移码突变：碱基插入/缺失导致阅读框改变；重组/重排：大片段DNA交换。修复类型直接修复：光复活酶分解嘧啶二聚体（需光激活）；切除修复：细胞内最有效修复系统（碱基切除、核苷酸切除）；重组修复：同源/非同源重组填补损伤gap；SOS修复：紧急修复系统（低保真，易出错）。三、RNA合成基本概念转录：以DNA为模板合成RNA的过程（DNA指导的RNA聚合酶催化）；产物：mRNA、rRNA、tRNA及非编码RNA（snRNA、miRNA等）；原核vs真核：原核转录翻译同步进行，真核需转录后加工。真核生物RNA聚合酶种类定位转录产物记忆口诀RNA-polⅠ核仁rRNA前体（28S、5.8S、18S）【仁】rRNARNA-polⅡ核质hnRNA（mRNA前体）、snRNA【Ⅱ】mRNARNA-polⅢ核质tRNA、5SrRNA【Ⅲ】tRNA/5S转录过程起始顺式作用元件：启动子、增强子等调控序列；起始复合物：RNA-pol与转录因子结合，DNA解链形成转录泡。延长方向：RNA链5'→3'延伸，模板链阅读方向3'→5'；特点：真核生物无转录翻译同步，存在动态RNA-DNA杂合链。终止机制：RNA-pol到达终止子→RNA链释放，酶脱离模板；真核特有：hnRNA转录终止与polyA尾形成同步。转录后加工mRNA前体（hnRNA）加工5'端加帽：7-甲基鸟嘌呤帽（保护mRN