Nucleotides, DNA replication and Protein Synthesis - Entire topic CIE A-level Biology (Topic 6)

Summary

本视频讲解了核酸的结构与功能，涵盖了DNA和RNA的基本组成、DNA复制过程及其相关酶的作用，ATP的结构与能量转移功能，以及蛋白质合成的转录与翻译过程。同时，视频还讨论了基因突变的类型及其对蛋白质功能的影响，包括替换、插入和缺失突变。通过生动的解释，观众能够更深入地理解这些生物学概念，并掌握细胞内重要的生物过程。

Takeaways

• 😀 蛋白质合成的过程开始于翻译，其中tRNA与mRNA的密码子互补配对。
• 😀 当tRNA对接后，会带入特定的氨基酸，过程持续进行直到遇到终止密码子。
• 😀 终止密码子的到达导致核糖体脱离mRNA，形成完成的多肽链。
• 😀 完成的多肽链会进入高尔基体进行进一步折叠或修饰，例如添加碳水化合物。
• 😀 基因突变是DNA碱基序列的改变，可能导致不同的多肽产生。
• 😀 突变可以在DNA复制的S期随机发生，也可能因接触某些化学物质或高能辐射而增加发生几率。
• 😀 突变类型包括替换突变，其中一个碱基被另一个碱基替代。
• 😀 插入突变会导致碱基添加，造成阅读框移位，影响后续的密码子。
• 😀 删除突变会移除一个碱基，同样导致阅读框移位，可能导致编码序列变化。
• 😀 突变可能影响蛋白质功能，特别是插入和删除突变，可能导致非功能性蛋白质或改变酶的催化活性。

Q & A

什么是核酸和蛋白质合成的基本结构?

核酸由单体核苷酸组成，核苷酸包含氮碱基、五碳糖（DNA是脱氧核糖，RNA是核糖）和磷酸基团。

DNA和RNA的氮碱基有哪些不同?

DNA的氮碱基是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）；而RNA的氮碱基是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U）。

什么是互补碱基配对，为什么重要?

互补碱基配对指的是在DNA双链中，腺嘌呤与胸腺嘧啶（或RNA中的尿嘧啶）配对，鸟嘌呤与胞嘧啶配对。这确保了DNA复制的准确性，从而产生相同的拷贝。

ATP的结构和功能是什么?

ATP由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团组成。它是细胞代谢的直接能量来源，水解ATP时释放的能量用于各种生化反应。

DNA复制的过程是什么?

DNA复制分为四个主要步骤：1) DNA解旋酶打破氢键使DNA链分开；2) 自由DNA核苷酸与互补碱基配对；3) DNA聚合酶连接相邻的核苷酸；4) 生成两个包含一个旧链和一个新链的DNA分子。

转录和翻译的过程有什么不同?

转录发生在细胞核中，DNA被转录为mRNA；翻译发生在核糖体中，mRNA被解码并合成多肽链。

什么是基因突变，它们如何影响蛋白质?

基因突变是DNA碱基序列的变化，可能导致不同的多肽。突变可以是随机的，可能影响氨基酸序列，进而影响蛋白质的功能。

什么是内含子和外显子?

内含子是DNA序列中的不编码氨基酸的部分，翻译后会从mRNA中剪切掉；外显子是编码氨基酸的序列，翻译后会保留下来。

DNA的反平行性是什么意思?

反平行性指的是DNA双链中的两条链以相反的方向运行，一条链的3'端与另一条链的5'端相对，这对DNA复制和转录的准确性至关重要。

遗传密码的特征是什么?

遗传密码是退化的、普遍的和不重叠的。退化意味着多个三联体可以编码同一种氨基酸，普遍性意味着同一三联体在所有生物中编码相同的氨基酸，而不重叠则指每个碱基仅属于一个三联体。