核酸的作用是什么?
这个问题问得真是时候,昨天正好上了《细胞生物学》实验课,老师就详细地讲了核酸的作用——调节基因的表达和复制,以及这个功能是如何实现的。 (ps.我毕业太久了,很多专业知识已经忘记了,只能凭着印象说一下了)
在正常状态下,细胞内存在两种RNA聚合酶,即RNA聚合酶I 和 RNA聚合酶II。其中, RNA聚合酶II主要参与基因组DNA的转录;而RNA聚合酶I则不参与染色体的复制。当细胞受到刺激要进行放大或分化时,首先会先激活RNA聚合酶II。然后,以RNA聚合酶II依赖的方式合成许多蛋白质,这些蛋白质作为信号分子参与细胞的扩增和分化过程。 但是,如果细胞受到化学药物刺激或其他有害因素的刺激需要修复时,RNA聚合酶II就会停止工作。此时,RNA聚合酶I开始聚集到受损的DNA双链部位,通过碱基互补原则,分别催化单链DNA的合成;同时,DNA连接酶也参与进来,将合成的新链与断链处连接起来,形成DNA-RNA Hybrid。 接着,这个DNA-RNA Hybrid就会被切离,形成两个单链末端。然后,细胞会通过碱基配对的原则,利用现有mRNA为模板,合成新的互补的DNA链,并在5’端切断,形成完整DNA单分子链。最后,这个单链DNA分子经过扭转,形成两个新的 DNA-RNA Hybrid。
就这样,通过不断的循环,使得损伤的DNA得到修补。 另外,除了DNA和RNA,脂质、蛋白质等其它生物大分子同样具有调节基因表达和复制的功能。只是,他们调节基因表达的机制与上述两种分子有所不同,不会引起染色体结构和数目的变化。