《生化动态思维导图》

一、中心法则 (Central Dogma)

1. DNA (脱氧核糖核酸)

• 1.1. 结构
  • 1.1.1. 双螺旋结构
    • 1.1.1.1. Watson-Crick模型
    • 1.1.1.2. 磷酸二酯键
  • 1.1.2. 碱基配对
    • 1.1.2.1. A-T (腺嘌呤 - 胸腺嘧啶)
    • 1.1.2.2. G-C (鸟嘌呤 - 胞嘧啶)
  • 1.1.3. 序列
    • 1.1.3.1. 基因
    • 1.1.3.2. 非编码区
      • 1.2. 功能
  • 1.2.1. 遗传信息的存储
  • 1.2.2. 遗传信息的传递
  • 1.2.3. 指导蛋白质合成

2. RNA (核糖核酸)

• 2.1. 结构
  • 2.1.1. 单链结构 (通常)
  • 2.1.2. 碱基配对
    • 2.1.2.1. A-U (腺嘌呤 - 尿嘧啶)
    • 2.1.2.2. G-C (鸟嘌呤 - 胞嘧啶)
  • 2.1.3. 类型
    • 2.1.3.1. mRNA (信使RNA)
    • 2.1.3.2. tRNA (转运RNA)
    • 2.1.3.3. rRNA (核糖体RNA)
    • 2.1.3.4. miRNA (微小RNA)
    • 2.1.3.5. lncRNA (长链非编码RNA)
      • 2.2. 功能
  • 2.2.1. 传递遗传信息 (mRNA)
  • 2.2.2. 运输氨基酸 (tRNA)
  • 2.2.3. 核糖体组成 (rRNA)
  • 2.2.4. 基因调控 (miRNA, lncRNA)

3. 复制 (Replication)

• 3.1. 定义
  • 3.1.1. DNA复制自身的过程
    • 3.2. 酶
  • 3.2.1. DNA聚合酶
  • 3.2.2. 解旋酶
  • 3.2.3. 引物酶
  • 3.2.4. 连接酶
    • 3.3. 特点
  • 3.3.1. 半保留复制
  • 3.3.2. 双向复制
  • 3.3.3. 半不连续复制

4. 转录 (Transcription)

• 4.1. 定义
  • 4.1.1. DNA转录成RNA的过程
    • 4.2. 酶
  • 4.2.1. RNA聚合酶
    • 4.3. 过程
  • 4.3.1. 起始
  • 4.3.2. 延伸
  • 4.3.3. 终止
    • 4.4. RNA 加工
  • 4.4.1. 加帽
  • 4.4.2. 剪接
  • 4.4.3. 加尾

5. 翻译 (Translation)

• 5.1. 定义
  • 5.1.1. mRNA翻译成蛋白质的过程
    • 5.2. 场所
  • 5.2.1. 核糖体
    • 5.3. 过程
  • 5.3.1. 起始
  • 5.3.2. 延伸
  • 5.3.3. 终止
    • 5.4. 密码子
  • 5.4.1. 起始密码子 (AUG)
  • 5.4.2. 终止密码子 (UAA, UAG, UGA)

二、代谢 (Metabolism)

1. 碳水化合物代谢 (Carbohydrate Metabolism)

• 1.1. 糖酵解 (Glycolysis)
  • 1.1.1. 定义：葡萄糖分解为丙酮酸
  • 1.1.2. 场所：胞浆
  • 1.1.3. 能量收益：2 ATP, 2 NADH
    • 1.2. 三羧酸循环 (Tricarboxylic Acid Cycle, TCA Cycle) / 克雷布斯循环 (Krebs Cycle)
  • 1.2.1. 定义：丙酮酸转化为二氧化碳
  • 1.2.2. 场所：线粒体基质
  • 1.2.3. 能量收益：2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2
    • 1.3. 电子传递链 (Electron Transport Chain, ETC)
  • 1.3.1. 定义：NADH和FADH2氧化，产生ATP
  • 1.3.2. 场所：线粒体内膜
  • 1.3.3. 氧化磷酸化
    • 1.4. 糖异生 (Gluconeogenesis)
  • 1.4.1. 定义：非糖物质合成葡萄糖
  • 1.4.2. 场所：肝脏、肾脏
    • 1.5. 磷酸戊糖途径 (Pentose Phosphate Pathway)
  • 1.5.1. 定义：葡萄糖转化为核糖-5-磷酸和NADPH
  • 1.5.2. 功能：提供核糖用于核酸合成，提供NADPH用于还原反应

2. 脂类代谢 (Lipid Metabolism)

• 2.1. 脂肪酸合成 (Fatty Acid Synthesis)
  • 2.1.1. 场所：胞浆
  • 2.1.2. 酶：脂肪酸合成酶
  • 2.1.3. 原料：乙酰CoA
    • 2.2. 脂肪酸氧化 (Fatty Acid Oxidation) / β-氧化
  • 2.2.1. 场所：线粒体
  • 2.2.2. 能量收益：大量ATP
    • 2.3. 甘油三酯合成
  • 2.3.1. 场所：内质网
    • 2.4. 酮体生成 (Ketogenesis)
  • 2.4.1. 定义：乙酰CoA转化为酮体
  • 2.4.2. 场所：肝脏线粒体
  • 2.4.3. 酮体：乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮
    • 2.5. 胆固醇合成

3. 氨基酸代谢 (Amino Acid Metabolism)

• 3.1. 转氨基作用 (Transamination)
  • 3.1.1. 定义：氨基转移到酮酸
    • 3.2. 脱氨基作用 (Deamination)
  • 3.2.1. 定义：氨基从氨基酸脱离
  • 3.2.2. 产物：氨
    • 3.3. 尿素循环 (Urea Cycle)
  • 3.3.1. 定义：将氨转化为尿素
  • 3.3.2. 场所：肝脏
    • 3.4. 氨基酸的降解途径

三、酶 (Enzymes)

1. 定义

• 1.1. 生物催化剂
  • 1.2. 蛋白质

2. 特点

• 2.1. 高效性
  • 2.2. 特异性
  • 2.3. 可调节性

3. 作用机制

• 3.1. 降低活化能
  • 3.2. 与底物结合
  • 3.3. 形成酶-底物复合物

4. 影响因素

• 4.1. 温度
  • 4.2. pH值
  • 4.3. 底物浓度
  • 4.4. 酶浓度
  • 4.5. 抑制剂
    • 4.5.1. 竞争性抑制剂
    • 4.5.2. 非竞争性抑制剂

5. 分类

• 5.1. 氧化还原酶
  • 5.2. 转移酶
  • 5.3. 水解酶
  • 5.4. 裂合酶
  • 5.5. 异构酶
  • 5.6. 连接酶

四、激素 (Hormones)

1. 定义

• 1.1. 由内分泌腺分泌的化学信使

2. 分类

• 2.1. 肽类激素
  • 2.1.1. 胰岛素
  • 2.1.2. 胰高血糖素
    • 2.2. 类固醇激素
  • 2.2.1. 肾上腺皮质激素
  • 2.2.2. 性激素
    • 2.3. 氨基酸衍生物
  • 2.3.1. 甲状腺激素
  • 2.3.2. 肾上腺素

3. 作用机制

• 3.1. 与细胞膜受体结合
  • 3.1.1. 激活第二信使
    • 3.2. 与细胞内受体结合
  • 3.2.1. 影响基因表达

4. 功能

• 4.1. 调节代谢
  • 4.2. 调节生长发育
  • 4.3. 调节生殖

五、维生素 (Vitamins)

1. 定义

• 1.1. 人体必需的有机化合物
  • 1.2. 微量

2. 分类

• 2.1. 脂溶性维生素
  • 2.1.1. A
  • 2.1.2. D
  • 2.1.3. E
  • 2.1.4. K
    • 2.2. 水溶性维生素
  • 2.2.1. B族维生素
  • 2.2.2. C

3. 功能

• 3.1. 参与代谢过程
  • 3.2. 维持正常生理功能

六、信号转导 (Signal Transduction)

1. 定义

• 1.1. 细胞接收并响应外界信号的过程

2. 主要步骤

• 2.1. 信号分子结合受体
  • 2.2. 受体激活
  • 2.3. 信号放大
  • 2.4. 细胞响应

3. 主要途径

• 3.1. G蛋白偶联受体 (GPCR)
  • 3.2. 酪氨酸激酶受体 (RTK)
  • 3.3. 配体门控离子通道

七、分子生物学技术 (Molecular Biology Techniques)

1. PCR (聚合酶链式反应)

• 1.1. DNA扩增

2. 基因克隆 (Gene Cloning)

• 2.1. 将基因插入载体
  • 2.2. 转化宿主细胞

3. DNA测序 (DNA Sequencing)

• 3.1. Sanger测序
  • 3.2. 二代测序 (NGS)

4. 基因编辑 (Gene Editing)

• 4.1. CRISPR-Cas9

5. 蛋白质组学 (Proteomics)

6. 转录组学 (Transcriptomics)