DNA的合成

基因的维持完整性不仅要求酶的存在是为了合成DNA但它们的作用是确保遗传信息(编码在DNA中被复制)的复制是绝对的忠诚．这意味着DNA新区域的组装分子必须发生在细胞中已经存在的DNA模板上。的合成过程还必须能够修复有限的DNA区域，例如，由于暴露于紫外线照射的结果，这些区域可能已经受损。DNA的物理结构与它的生物学作用相适应。两条核苷酸链以双螺旋的形式相互缠绕。螺旋是稳定的氢键发生在嘌呤而且嘧啶线的底部。因此,腺嘌呤一股与胸腺嘧啶另一个，和鸟嘌呤一股的胞嘧啶另一个。碱基对可以可视化为踏板一种螺旋楼梯，其中两个重复单元链(即核糖-磷酸核糖)形成两侧。

在生物合成当DNA的两条链展开时，每条链都充当了合成一条新的互补链的模板，其中碱基对的方式与母双螺旋中的完全相同。这个过程是由a催化的DNA聚合酶酶，它催化将[86]中适当的脱氧核糖核苷三磷酸(NTP)添加到一端，特别是生长的DNA链的自由3 ' -羟基端(-OH)。在[86]中，a脱氧核糖核苷单磷酸(dNMP)部分到一个增长的DNA链(5 ' -DNA-聚合物-3 ' -ΟΗ)显示;另一种产品是无机焦磷酸盐。具体的核苷酸插入生长链是由与它配对的互补(模板)DNA链的碱基决定的。因此，DΝΑ聚合酶的功能需要所有四种脱氧核糖核苷三磷酸(即dATP, dTPP, dGTP和dCTP)以及预先形成的DNA作为模板。虽然已经从不同的生物中纯化出了一些DNA聚合酶，但尚不确定那些被广泛研究的酶是否一定参与了新的DNA分子的形成，或者它们是否主要与分子受损区域的修复有关。连接酶一种多核苷酸连接酶，影响磷酸债券之间相邻糖分子与修复功能有关，但也可能在合成中起作用。

RNA的合成

各种类型的核糖核酸存在于生物体中:信使核糖核酸(mRNA)参与DNA区域的即时转录;转移核糖核酸(tRNA)与蛋白质中氨基酸的结合有关;而且结构RNA在核糖体形成细胞的蛋白质合成机制。在生物体的细胞中核(例如,真核生物)时，一种功能未知的异质RNA片段在细胞核中不断被分解和重新合成，但不会离开细胞核。不同类型的RNA是通过RNA聚合酶(reaction[87])，其作用为类似的到催化反应的DNA聚合酶[86]。在反应[87]中，生长的RNA链由5 ' -RNA-聚合物-3 ' -ΟΗ表示，核糖核苷三磷酸由NTP表示。一个产物(5 ' - rna -聚合物- nmp -3 ' -OH)反映了一磷酸核糖核苷的掺入;另一种产物如[86]所示为无机焦磷酸盐。RNA的合成需要DNA作为模板，从而保证碱基作文RNA的大小忠实地反映了DNA的大小;此外，在DNA合成中，所有四种核苷必须有三磷酸盐。反应[86]和[87]之间的主要区别是，后者中核苷酸包含核糖而不是脱氧核糖，在RNA中，尿嘧啶取代DNA中的胸腺嘧啶。

在RNA的形成过程中，虽然只有DNA双螺旋的一条链作为模板，但有些区域是从一条链转录的，有些则是从另一条链转录的。

一个重要的约束RNA合成的一个重要特点是，RNA聚合酶准确复制适当的DNA链必须从a的开始基因而不是在它的某个地方，一旦基因信息被转录，就必须停止。这种选择性是如何实现的尚不完全清楚，尽管已经确定大肠杆菌包含一个蛋白质,Sigma因子，这是不需要的核苷三磷酸合并到生长核糖核酸链，但显然是必要的结合RNA聚合酶到适当的DNA位点，以启动RNA合成。在起始步骤之后，sigma因子被释放;sigma因子的作用转录表明起始位点的DNA必须在某种程度上是唯一的，以确保正确的链被用作模板。证据进一步表明，其他蛋白质因子也参与了转录的终止。

的合成蛋白质

大约有120大分子是直接或间接参与的过程翻译将信使RNA分子的碱基序列转化为氨基酸蛋白质的序列。碱基序列与氨基酸序列之间的关系构成的遗传密码．的基本属性代码是:它是三重的，即。， mRNA中三个碱基的线性序列表示蛋白质中的一个氨基酸;它是不重叠的。，每个三元组是离散的，不与相邻的任何一个重叠;它是简并的。在美国，20个氨基酸中的许多都是由64个可能的三联体碱基中的一个以上确定的;它似乎普遍适用于所有生物。

遗传序列:与这种遗传密码的表达有关的主要事件序列，如所阐明的大肠杆菌，可归纳如下(另请参阅遗传:分子遗传学）.

1.信使RNA与大粒子的两个亚基中较小的一个结合核糖体．

2.开始蛋白质链组装的氨基酸被激活并转移到特定的转移RNA (tRNA)。活化步骤，由特定氨基酸的氨酰基- trna合成酶催化，影响氨基酸的形成氨基酰基amp复合物([88a])在某种程度上类似的反应[77];三磷酸腺苷是必需的，还是无机的焦磷酸是产品。氨基酰基amp，它仍然与酶结合，在同一酶催化的反应中转移到特定的tRNA分子。AMP被释放，另一个产品被调用氨酰((88 b))。在大肠杆菌开始蛋白质组装的氨基酸总是formylmethionine (f-Met)。没有证据表明f-Met参与真核细胞的蛋白质合成。

3.氨酰基- trna结合到mrna -核糖体复合物的反应中能源由水解GTP与GDP和无机磷酸盐的比值。在这一步和下面的第5步中，遗传密码被翻译。所有不同的trna都含有三组碱基，它们与mRNA中的互补碱基三组碱基特异性配对;mRNA中的碱基三联体指定要添加到蛋白质链上的氨基酸。在配对过程中或配对后不久，氨酰基- trna从氨基酰基受体(A)位点上核糖体到另一个站点，叫做肽基供体(P)位点。

4.核糖体的大亚基然后加入mrna - f- met - trna -小核糖体亚基复合体。

5.要添加到蛋白质链上的第二个氨基酸由mRNA中与启动子三联体相邻的碱基三联体指定。通过重复的反应，该氨基酸被激活并转移到其tRNA [88a]和[88b]。这种新形成的氨酰基- trna现在与mrna -核糖体复合体的A位点结合伴随的水解GTP。

6.这种酶肽基转移酶它是两个核糖体亚基中较大的一个的一部分，催化甲酰蛋氨酸从它所附着的tRNA(指定的tRNA)转移^f-Met)到第二个氨基酸;例如，如果第二个氨基酸是亮氨酸，步骤5将实现leucyl-tRNA (Leu-tRNA)的结合^低浓缩铀)，然后是f-Met-tRNA^f-Met在核糖体- mrna复合物上。Step 6催化[89]中所示的转移反应，其中tRNA^f-Met由甲酰基蛋氨酸(f-Met)释放，而Leu-tRNA^低浓缩铀与甲酰基蛋氨酸结合。

7.在下一步中，实现了三个结果。二肽f-Met-Leu(由两个氨基酸组成的二肽)从a(氨基酰基受体)位点移动到P(肽基供体)核糖体上的位点;的tRNA^f-Met因此从P位点被取代，核糖体沿着mRNA分子移动一个三联体(三个碱基)的长度。这些事件的发生伴随着第二个GTP分子的水解，并使系统准备好接受下一个氨基酰基- trna(通过重复步骤5)。5、6和7中的事件循环重复，直到核糖体移动到mRNA上的三联体，该三联体不指定氨基酸，但为氨基酸链的终止提供信号。这种类型的三胞胎由一个尿嘧啶(U)在两个腺嘌呤(UAA)之前并相邻，或在一个腺嘌呤和一个鸟苷之前以任意顺序(UGA或UAG)表示。

8.在合成终止时，已完成的蛋白质从与其保持连接的tRNA中释放出来。然后又发生了两个事件大肠杆菌．首先是甲酰组成在甲酰酶的催化作用下，f-甲硫酰基部分被水解，产生一种蛋白质甲硫氨酸最后。如果所需要的蛋白质不含蛋氨酸在这个位置(和大多数蛋白质在大肠杆菌似乎)，蛋氨酸和其他氨基酸可能会通过酶的反应被去除。第二步，核糖体- mRNA复合物解离，核糖体亚基通过结合另一个mRNA分子可用于新一轮翻译，这是第一步。

为了…简洁,其他辅助参与这一系列事件1至8的蛋白质因子已被省略。其中许多因素的作用目前还知之甚少。