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环形细菌染色体和脱氧核糖核酸

快捷方式: 差异相似杰卡德相似系数参考

环形细菌染色体和脱氧核糖核酸之间的区别

环形细菌染色体 vs. 脱氧核糖核酸

环形细菌染色体是指呈环形DNA分子的细菌染色体。和大多数真核生物的线性DNA不同,典型的细菌染色体是环形的。 大多数细菌的染色体组由环形的DNA分子构成,这种DNA是没有自由端的。自由端将会给DNA的复制及其稳定性带来巨大困难。含有带DNA端或端粒(大多数真核生物)的染色体的细胞,进化演变出了复杂的机制来克服这些困难。 然而,环形的染色体也给细胞带来了其他的挑战。复制后,两个子代环形染色体有时可能会依然相互连接着或纠缠在一起,必须解决这些问题才能使得在细胞分裂时两个子代细胞均能获得完整的染色体副本。. --氧核醣核酸(deoxyribonucleic acid,縮寫:DNA)又稱--氧核醣核酸,是一種生物大分子,可組成遺傳指令,引導生物發育與生命機能運作。主要功能是資訊儲存,可比喻為「藍圖」或「配方」。其中包含的指令,是建構細胞內其他的化合物,如蛋白質與核醣核酸所需。帶有蛋白質編碼的DNA片段稱為基因。其他的DNA序列,有些直接以本身構造發揮作用,有些則參與調控遺傳訊息的表現。 DNA是一種長鏈聚合物,組成單位稱為核苷酸,而糖類與磷酸藉由酯鍵相連,組成其長鏈骨架。每個糖單位都與四種鹼基裡的其中一種相接,這些鹼基沿著DNA長鏈所排列而成的序列,可組成遺傳密碼,是蛋白質氨基酸序列合成的依據。讀取密碼的過程稱為轉錄,是根據DNA序列複製出一段稱為RNA的核酸分子。多數RNA帶有合成蛋白質的訊息,另有一些本身就擁有特殊功能,例如核糖體RNA、小核RNA與小干擾RNA。 在細胞內,DNA能組織成染色體結構,整組染色體則統稱為基因組。染色體在細胞分裂之前會先行複製,此過程稱為DNA複製。對真核生物,如動物、植物及真菌而言,染色體是存放於細胞核內;對於原核生物而言,如細菌,則是存放在細胞質中的拟核裡。染色體上的染色質蛋白,如組織蛋白,能夠將DNA組織並壓縮,以幫助DNA與其他蛋白質進行交互作用,進而調節基因的轉錄。.

之间环形细菌染色体和脱氧核糖核酸相似

环形细菌染色体和脱氧核糖核酸有(在联盟百科)21共同点: 原核生物外切酶端粒细菌细胞分裂真核生物組織蛋白甲基化DNA复制DNA聚合酶DNA超螺旋DNA連接酶螺旋酶複製體腺嘌呤蛋白质X射线染色体核苷拓撲異構酶

原核生物

原核生物(英文:prokaryote)是通常由單一原核细胞形成的生物。相对于真核细胞,原核细胞一般没有细胞内膜、没有核膜包裹的成型细胞核,细胞内无染色体,DNA链未螺旋化,並以游離的形成存在於細胞質中,细胞质内也无任何有膜的细胞器(如粒線體或葉綠體)。有些分類學者將原核生物歸於原核生物域(Prokaryota),但現行的三域系統不採此說,而是將古菌域和細菌域的生物視為原核生物,原核生物本身不作為生物分類的層級。 大部分原核生物为单细胞生物。根据《伯杰氏细菌鉴定手册》,原核生物分为四大类,“有细胞壁的革兰氏阴性真细菌”,“有细胞壁的革兰氏阳性真细菌”,“无细胞壁的真细菌”,“古细菌”。环境中常见的原核生物有细菌、放线菌、古细菌、螺旋体、衣原体、支原体、立克次氏体和蓝细菌等光合性细菌。 Prokaryota亦拼寫為"procaryotes-ß"Campbell, N. "Biology:Concepts & Connections".

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外切酶

外切酶,或核酸外切酶(exonucleases)可以是單獨存在的酶,或是大型酶複合物的一部分。此類酵素能將聚核苷酸鏈分解成核苷酸。作用方式是將3'或5'端上的磷酸酯鍵水解。.

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端粒

端粒()是真核生物染色體末端的DNA重複序列,作用是保持染色體的完整性和控制細胞分裂週期。 由於DNA複製的機制,每次染色體複製後,上的染色體末端必無法被複製。因此,真核生物在染色體末端演化出端粒以作為可被重複遺棄的片段。一旦端粒消耗殆盡,細胞將會立即啟動凋亡機制。因此,端粒被推測和細胞老化有明顯的關係。人體的部分細胞,例如精原母細胞、癌症細胞等,含有端粒酶,能在DNA末端接上新的端粒片段,其端粒不會隨著分裂次數增加而縮短,因此能無限複製。.

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细菌

細菌(学名:Bacteria)是生物的主要類群之一,屬於細菌域。也是所有生物中數量最多的一類,據估計,其總數約有5×1030個。細菌的個體非常小,目前已知最小的細菌只有0.2微米長,因此大多--能在顯微鏡下看到它們;而世界上最大的細菌可以用肉眼直接看見,有0.2-0.6毫米大,是一種叫納米比亞嗜硫珠菌的細菌。細菌一般是單細胞,細胞結構簡單,缺乏細胞核以及膜狀胞器,例如粒線體和葉綠體。基於這些特徵,細菌屬於原核生物。原核生物中還有另一類生物稱做古細菌,是科學家依據演化關係而另闢的類別。為了區別,本類生物也被稱做真細菌(Eubacteria)。古細菌與真細菌在生活環境、營養方式以及遺傳上有所不同。細菌的形狀相當多樣,主要有球狀、桿狀,以及螺旋狀。 細菌廣泛分佈於土壤和水中,或著與其他生物共生。人體身上也帶有相當多的細菌。據估計,人體內及表皮上的細菌細胞總數約是人體細胞總數的十倍。此外,也有部分種類分布在極端的環境中,例如溫泉,甚至是放射性廢棄物中,它們被歸類為嗜極生物,其中最著名的種類之一是海棲熱袍菌,科學家是在意大利的一座海底火山中發現這種細菌的。甚至在太空梭上也能生長。然而,細菌種類是如此多,科學家研究過並命名的種類只佔其中的小部份。細菌域下所有門中,只有約一半能在實驗室培養的種類。 細菌的營養方式有自养及异养,其中异养的腐生細菌是生态系统中重要的分解者,使碳循環能順利進行。部分細菌會進行固氮作用,使氮元素得以轉換為生物能利用的形式。細菌也對人類活動有很大的影響。一方面,細菌是許多疾病的病原體,包括肺結核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、砂眼等疾病都是由細菌所引發。然而,人類也時常利用細菌,例如乳酪及酸奶和酒釀的製作、部分抗生素的製造、廢水的處理等,都與細菌有關。在生物科技領域中,細菌有也著廣泛的運用。 總的來說,這世界上約有5×1030 隻細菌。其生物量遠大於世界上所有動植物體內細胞數量的總和。細菌還在營養素循環上扮演相當重要的角色,像是微生物造成的腐敗作用,就與氮循環相關。而在海底火山和在冷泉中,細菌則是靠硫化氫和甲烷來產生能量。2013年3月17日,研究者在深約11公里的馬里亞納海溝中發現了細菌。其他研究則指出,在美國西北邊離岸2600米的海床下580米深處,仍有許多的微生物根據這些研究人員的說法:「你可以在任何地方找到他們,他們的適應力遠比你想像的還要強,可以在任何地方存活。.

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细胞分裂

细胞分裂(cell division)是生物体生长和繁殖的基础,通常由一个母细胞产生两个或若干子细胞,是細胞週期的一部分。产生两个不同子细胞的分裂被称为不对称细胞分裂,也称为异裂。 根据类型常可区分为有丝分裂(mitosis)和无丝分裂,在真核生物中以有丝分裂尤为重要,它不改变染色体的倍数。 细胞分裂的另外一种形式是减数分裂(meiosis)。减数分裂产生染色体倍数减半的生殖细胞,即配子,这是有性生殖的必要条件。 如果细胞分裂失去控制,常常导致特定细胞团的增生,异生或肿瘤。严重的情况下发生恶性肿瘤,其中上皮组织来源的被称为癌症。.

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真核生物

真核生物(学名:Eukaryota)是其细胞具有细胞核的单细胞生物和多细胞生物的总称,它包括所有动物、植物、真菌和其他具有由膜包裹着的复杂亚细胞结构的生物。 真核生物与原核生物的根本性区别是前者的细胞内含有细胞核,因此以真核来命名这一类细胞。许多真核细胞中还含有其它细胞器,如粒線體、叶绿体、高尔基体等。 由于具有细胞核,因此真核细胞的细胞分裂过程与没有细胞核的原核生物也大不相同。 真核生物在进化上是单源性的,都属于三域系统中的真核生物域,另外两个域为同属于原核生物的细菌和古菌。但由于真核生物与古菌在一些生化性质和基因相关性上具有一定相似性,因此有时也将这两者共同归于新壁總域演化支。 科學家相信,從基因證據來看,真核生物是細菌與古菌的基因融合體,它是某種古菌與細菌共生,異種結合的產物。.

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組織蛋白

組織蛋白(histone )是真核生物体细胞染色质中的碱性蛋白质,其将DNA包装和组织成被命名为核小体的结构单元。它们是染色质的主要蛋白质组分,作为DNA缠绕的线轴,并在中发挥作用。没有组织蛋白,染色体中未缠绕的DNA将非常长(人类DNA中的长宽比超过1000万比1)。例如,每个人类二倍体细胞(含有23对染色体)具有约1.8米长的DNA,但是在组織蛋白上缠绕它具有大约90微米(0.09毫米)的染色质,当在有丝分裂期间复制和浓缩时,其导致约120微米的染色体。.

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甲基化

基化(methylation)指向底物引入甲基的过程,一般是以甲基取代氢原子。 在生物系统内,甲基化是经酶催化的,这种甲基化涉及重金属修饰、基因表达的调控、蛋白质功能的调节以及核糖核酸(RNA)加工。重金属修饰可以在生物系统外发生。组织样本的化学甲基化也是组织染色的方法之一。.

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DNA复制

DNA复制是指DNA双链在细胞分裂分裂间期进行的以一个亲代DNA分子为模板合成子代DNA链的过程。复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样(排除突变等不定因素)。 DNA复制是一种在所有的生物体内都会发生的生物学过程,是生物遗传的基础。对于双链DNA,即绝大部分生物体内的DNA来说,在正常情况下,这个过程开始于一个亲代DNA分子,最后产生出两个相同的子代DNA分子。亲代双链DNA分子的每一条单链都被作为模板,用以合成新的互补单链,这一过程被称为半保留复制。细胞的校正机制确保了DNA复制近乎完美的准确性。 在细胞当中,DNA复制起始于基因组的特殊位点,称为“起始位点”。起始于起始位点的DNA解链和新链的合成会形成复制叉。除了DNA聚合酶外,一些酶通过添加和模板相配的核苷酸来合成新DNA,一些和复制叉连接的其他蛋白对DNA的复制起始和延伸起辅助作用。 DNA复制也可以在体外(即人工地)进行,从细胞中分离的DNA聚合酶和人造的DNA复制引物可以用来启动以已知序列的DNA分子为模板的复制,聚合酶链式反应(PCR)是一种常见的实验室技术,这种采用了循环方式的人工合成,在一个DNA池中扩增出特定的DNA片段。.

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DNA聚合酶

DNA聚合酶(DNA Polymerase,EC編號2.7.7.7)是一種參與DNA複製的酶。它主要是以模板的形式,催化去氧核糖核苷酸的聚合。聚合後的分子將會組成模板鏈並再進一步參與配對。 DNA聚合酶以去氧核苷酸三磷酸(dATP、dCTP、dGTP、或dTTP,四者統稱dNTPs)為底物,沿模板的3'→5'方向,將對應的去氧核苷酸連接到新生DNA鏈的3'端,使新生鏈沿5'→3'方向延長。新鏈與原有的模板鏈序列互補,亦與模板鏈的原配對鏈序列一致。 已知的所有DNA聚合酶均以5'→3'方向合成DNA,且均不能「重新」(de novo)合成DNA,而只能將去氧核苷酸加到已有的RNA或DNA的3'端羥基上。因此,DNA聚合酶除了需要模板做為序列指導,也必需-zh-hans:引物; zh-hant:引子;-來起始合成。合成引物的酶叫做引發酶。 反應式:.

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DNA超螺旋

DNA超螺旋(英語:DNA supercoil)指雙螺旋環狀DNA扭轉後再進一步地扭轉,產生的結構類似電話線被扭轉之後的樣子。 所谓的超螺旋就是:原本已经是螺旋形态的结构进一步再次螺旋缠绕。对DNA而言,原本已经是双股螺旋的结构,如果进一步再次缠绕成为螺旋形,就叫超螺旋。就正常的DNA而言都会维持在超螺旋的状态,乃至将DNA从细胞中萃取出来时也是维持在超螺旋结构。 而DNA维持在超螺旋状态的方法是通过减低回转turn数目来达成。通过减低回转数,引入结构性张力而使得DNA发生超螺旋以缓解张力。 超螺旋的发生是因为有结构性张力被引入DNA而导致:为了疏解张力,所以进一步缠绕成为双螺旋。(此处引入张力的前提是:在连续性变形中,如果DNA 扭转的数目减少,但是碱基数仍然不变,则代表每一回转中碱基数目会增加,不同于一般 B DNA 的10.5碱基/回转,则代表有张力被引入结构。注意此处的前提不包括非连续性变形,因为非连续性变形讲的是双股发生断裂而使得碱基数减少,此处讨论的前提是碱基数不变情况下,回转数减少而使的张力增加。) 至于结构性张力被引入的原因,是因为有拓扑異構酶的存在。拓扑酶的作用原理是:对于放松状态的DNA进行切割后,移位,再粘回去,从而将张力引入螺旋之中,导致超螺旋的形成。 拓扑酶引入张力有两种方式:减少连环数(linking number)或增加连环数,都会使张力被引入。而拓扑酶有两种:第一型主要是增加 1个连环数,而第二型主要是减少两个连环数。 举个例子:如果放松状态的DNA透过某方法增加2个 连环数,导入张力,进而形成双螺旋结构,则打开双螺旋结构时就会由第二型拓扑酶减少两个连环数使得每一回转中碱基数目回复放松时的碱基数目,进而导致回复放松状态。 在机制方面,是由于拓扑酶经由在原本右手螺旋的DNA导入右手螺旋或左手螺旋的回转而使得连环数发生对应的增或减。 对细胞的DNA而言,会随时在两种拓扑酶的调控下在放松状态以及超螺旋状态之间变化。然而当DNA 要自我复制或转译时,非得放松的状态不可,因此拓扑酶的调控便对DNA的功能行使有举足轻重的影响。 與DNA雙螺旋的旋轉方向相同的扭轉稱為正超螺旋;反之稱為負超螺旋。是一種三級構造。 DNA超螺旋有两种存在形式:具绞旋线超螺旋以及螺管式超螺旋。具绞旋线是发生在当DNA从细胞中独立出来后形成的超螺旋状态,而螺管式则是当DNA处于染色质中维持的超螺旋状态。其中以螺管式缠绕的更加紧密,且需要蛋白质的辅助方能形成——染色质中组蛋白。 由于拓扑酶对于DNA双螺旋结构的形成以及放松起关键性作用,换句话说,就是对DNA的表达以及自我复制有调控作用。 因此许多药物被开发来作为拓扑酶的抑制剂,就可以将该药物作为抗生素或抗癌药应用。 扭轉数(T;twisting number)纏繞数(W;writhing number)與连环数(L;Linking number)之間的關係可寫成: 其中,L(连环数)定义为当一个环状双螺旋DNA分子平铺在平面时,一条链跨越另一条链的次数,T(扭转数),指一条链绕双螺旋假想轴缠绕的圈数,W(缠绕数)亦称为超螺旋数(Number Of Turns Of Superhelix) 一般情况下,大多数生物体的DNA是负超螺旋。.

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DNA連接酶

DNA連接酶(),也称DNA黏合酶,在分子生物學中扮演一個既特殊又關鍵的角色,那就是把兩條DNA黏合成一條。無論是雙股或是單股DNA的黏合,DNA連接酶都可以藉由形成磷酸雙脂鍵將DNA在3'端的尾端與5'端的前端連在一起。雖然在細胞內也有其他的蛋白質,例如像是DNA聚合酶在其中一股DNA為模板的情況下,將另一邊的DNA單股斷裂端,透過聚合反應的過程形成磷酸雙脂鍵來黏合DNA。但是DNA聚合酶的黏合過程卻只是聚合反應一個附帶的功能而已,真正在細胞內扮演DNA黏合反應的工作還是以DNA連接酶為主。 顧名思義,DNA連接酶的功能便是在黏合斷裂的DNA,而細胞內只有DNA複製與DNA修復的反應牽涉到DNA斷裂的合成,因此DNA連接酶就是在上述的兩個機制扮演重要的角色。除了細胞內的黏合反應,隨著分子生物學的進展,幾乎大多數的分子生物實驗室都會利用DNA連接酶來進行重組DNA的實驗,或許這也可以被規類為其另一著重要的功能。.

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螺旋酶

螺旋酶(英語:Helicases,又譯解旋酶或解螺旋酶)是所有生物體維持生命所必需的一類酶,可分為多種類型。這類酵素是能夠依循核酸磷酸雙酯骨架(phosphodiester backbone)的方向性,而往特定方向移動的馬達蛋白(motor protein)。移動過程中可將相連的兩條核酸長鏈(如DNA、RNA或兩者的混合分子)解開,作用時所需能量來自核苷酸水解。 許多細胞代謝過程(cellular processes),如DNA複製,轉錄,翻譯,重組,DNA修復,和核糖體合成涉及的核酸鏈的分離必須使用解旋酶。.

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複製體

複製體(英語:Replisome)是參與DNA複製的蛋白質複合物,其中至少含有DNA聚合酶及引發體(primosome,引發酶與其他分子的複合物)。以大腸桿菌為例,此類細菌的複合體包含兩組DNA聚合酶III全酶(DNA polymerase III holoenzyme)、引發酶與螺旋酶。 複製體作用時位於複製叉附近,沿著複製叉開啟的方向移動,合成DNA。.

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酶(Enzyme( ))是一类大分子生物催化劑。酶能加快化學反應的速度(即具有催化作用)。由酶催化的反應中,反應物稱爲底物,生成的物質稱爲產物。幾乎所有細胞內的代謝過程都離不開酶。酶能大大加快這些過程中各化學反應進行的速率,使代謝產生的物質和能量能滿足生物體的需求。細胞中酶的類型對可在該細胞中發生的代謝途徑的類型起決定作用。對酶進行研究的學科稱爲「酶學」(enzymology)。 目前已知酶可以催化超過5000種生化反應。大部分酶是蛋白質,有少部分酶是具有催化活性的RNA分子,这些酶被称为核酶。酶的特異性是由其獨特的三級結構決定的。 和所有的催化劑一樣,酶通過降低反應活化能加快化學反應的速率。一些酶可以將底物轉化爲產物的速率提高數百萬倍。一個比較極端的例子是。該酶可以使在無催化劑條件下需要進行數百萬年的化學反應在幾毫秒內完成。從化學原理上講,酶和其它所有催化劑一樣,反應不會使其物質量發生變化。酶亦不能改變化學平衡,這一點和其它催化劑也是一樣的。酶和其它催化劑的不同之處在於,它們的專一性要強得多。一些分子可以影響酶的活性。如酶抑制劑能降低酶的活性,酶激活劑能提高酶的活性。許多藥物及毒物是酶的抑制劑。當超出適宜的溫度和pH值後,酶的活性會顯著下降。 酶在工业和人们的日常生活中的应用也非常广泛。例如,药厂用特定的合成酶来合成抗生素;洗衣粉中添加酶能加速附着在衣物上的蛋白质、淀粉或脂肪漬的分解;嫩肉粉中加入木瓜蛋白酶能將蛋白質分解爲稍小的分子,使肉的口感更嫩滑。.

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腺嘌呤

腺嘌呤(Adenine,簡稱A,旧称维生素B4)是一種嘌呤,在生物化學上具有許多不同的功用。於細胞呼吸中,是以富有能量的腺苷三磷酸(ATP),以及輔因子煙醯胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)、黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)等形式發生作用。並且在蛋白質生物合成過程裡作為DNA與RNA的組成物。.

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蛋白质

蛋白质(protein,旧称“朊”)是大型生物分子,或高分子,它由一个或多个由氨基酸残基组成的长链条组成。氨基酸分子呈线性排列,相邻氨基酸残基的羧基和氨基通过肽键连接在一起。蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸,在蛋白质中,某些氨基酸残基还可以被改變原子的排序而发生化学结构的变化,从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以一起,往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物,发挥某一特定功能。 与其他生物大分子(如多糖和核酸)一样,蛋白质是地球上生物体中的必要组成成分,参与了细胞生命活动的每一个进程。酶是最常见的一类蛋白质,它们催化生物化学反应,尤其对于生物体的代谢至关重要。除了酶之外,还有许多结构性或机械性蛋白质,如肌肉中的肌动蛋白和肌球蛋白,以及细胞骨架中的微管蛋白(参与形成细胞内的支撑网络以维持细胞外形)。另外一些蛋白质则参与细胞信号传导、免疫反应、细胞黏附和细胞周期调控等。同时,蛋白质也是动物饮食中必需的营养物质,这是因为动物自身无法合成所有氨基酸,动物需要和必须从食物中获取必需氨基酸。通过消化过程将蛋白质降解为自由氨基酸,动物就可以将它们用于自身的代谢。.

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X射线

--(X-ray),又被称为爱克斯射线、艾克斯射线、伦琴射线或--,是一种波长范围在0.01纳米到10纳米之间(对应频率范围30 PHz到30EHz)的电磁辐射形式。X射线最初用于医学成像诊断和X射线结晶学。X射线也是游離輻射等这一类对人体有危害的射线。 X射線波長範圍在較短處與伽馬射線較長處重疊。.

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染色体

-- 染色體(chromosome)是真核生物特有的構造,主要由雙股螺旋的脱氧核糖核酸和5种被称为组蛋白的蛋白质构成,是基因的主要載體。染色体是细胞内具有遗传性质的遗传物质深度压缩形成的聚合体,易被碱性染料染成深色,所以叫染色体(由染色质组成)。染色质和染色体是同一物质在细胞分裂间期和分裂期的不同形态表现。染色体出现于分裂期。染色质出现于间期,呈丝状。其本质都是脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质的组合(即核蛋白组成的),不均匀地分布于细胞核中 ,是遗传信息(基因)的主要载体,但不是唯一载体(如细胞质内的線粒体)。.

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核苷

核苷(英語:Nucleoside)是一類醣甘胺(glycosylamine)分子,組成物是鹼基加上環狀核糖或去氧核糖。例如胞苷、尿苷、腺苷、鳥苷與胸腺苷,這些核苷加上一個磷酸基团就是核苷酸,為DNA與RNA的組成單位。 核苷酸的結構:.

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拓撲異構酶

拓樸異構酶(Topoisomerase;type I:,type II:)是一種異構酶,能使DNA長鏈斷裂與接合。專門參與DNA拓撲構形(DNA topology)改變的過程,最早的發現者是出身台灣的生化學家王倬。.

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上面的列表回答下列问题

环形细菌染色体和脱氧核糖核酸之间的比较

环形细菌染色体有45个关系,而脱氧核糖核酸有279个。由于它们的共同之处21,杰卡德指数为6.48% = 21 / (45 + 279)。

参考

本文介绍环形细菌染色体和脱氧核糖核酸之间的关系。要访问该信息提取每篇文章,请访问:

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