從基因到蛋白質(zhì)ppt課件

1、從基因到蛋白質(zhì) 思索：為什么子女長的像本人的父母？是由于子代獲得了親代復(fù)制的一是由于子代獲得了親代復(fù)制的一份份DNADNA的緣故的緣故 DNA的根本功能1 1、經(jīng)過復(fù)制，在后代的傳種接代中傳、經(jīng)過復(fù)制，在后代的傳種接代中傳送遺傳信息送遺傳信息2 2、在后代的個體發(fā)育過程中，使遺傳、在后代的個體發(fā)育過程中，使遺傳信息得以表達信息得以表達現(xiàn)代遺傳學(xué)以為：生物的性狀是有基現(xiàn)代遺傳學(xué)以為：生物的性狀是有基因控制的因控制的一一.基因的概念基因的概念基因：是決議生物性狀的遺傳基因：是決議生物性狀的遺傳物質(zhì)的根本單位，是有遺傳效物質(zhì)的根本單位，是有遺傳效應(yīng)的應(yīng)的DNADNA片段片段每個基因有特定的脫氧核苷酸

2、陳列順序，每個基因有特定的脫氧核苷酸陳列順序，它代表著遺傳信息。它代表著遺傳信息。基因、染色體、 DNA 三者有什么關(guān)系呢？功能上：控制生物性狀的遺傳物質(zhì)構(gòu)造、功能的根本單功能上：控制生物性狀的遺傳物質(zhì)構(gòu)造、功能的根本單位。位。本質(zhì)上與本質(zhì)上與DNA的關(guān)系：具有遺傳效應(yīng)的的關(guān)系：具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。片段。 位置上與染色體的關(guān)系：在染色體上呈直線陳列。位置上與染色體的關(guān)系：在染色體上呈直線陳列。有遺傳效應(yīng)的有遺傳效應(yīng)的DNA片段片段控制生物的性狀控制生物的性狀?在染色體上在染色體上果蠅某一條染色體果蠅某一條染色體上的幾個基因上的幾個基因基因基因 控制生物控制生物 性狀性狀 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)表達

3、者表達者？基因是怎樣指點蛋白質(zhì)的合？基因是怎樣指點蛋白質(zhì)的合成呢？成呢？DNA主要在主要在細胞核細胞核蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的合成在細胞在細胞質(zhì)進展質(zhì)進展指點指點經(jīng)過經(jīng)過RNA問題：為什么問題：為什么RNA適于作適于作DNA的信使呢？的信使呢？一一RNA 與與DNA構(gòu)造的比較：構(gòu)造的比較：DNARNA結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成基本單位組成基本單位堿基堿基嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶五碳糖五碳糖無機酸無機酸規(guī)那么的雙螺旋構(gòu)造規(guī)那么的雙螺旋構(gòu)造脫氧核苷酸脫氧核苷酸腺腺(A)、鳥、鳥(G)嘌呤嘌呤胞胞(C)、胸腺、胸腺(T)嘧啶嘧啶脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸單鏈構(gòu)造單鏈構(gòu)造核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖磷酸磷酸腺腺(A)、鳥、鳥(G

4、)嘌呤嘌呤胞胞(C)、尿、尿(U)嘧啶嘧啶問題：問題：RNA為什么適宜作為信使？為什么適宜作為信使？二二RNA的種類：的種類： 信使信使RNAmRNA 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運RNAtRNA核糖體核糖體RNArRNA由由DNA轉(zhuǎn)錄來的，有遺傳密碼。轉(zhuǎn)錄來的，有遺傳密碼。運載特定的氨基酸，有反密碼子。運載特定的氨基酸，有反密碼子。參與核糖體的構(gòu)成。參與核糖體的構(gòu)成。D問題：問題：DNA的遺傳信息是怎樣傳給的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？的呢？轉(zhuǎn)錄：在細胞核內(nèi)，以轉(zhuǎn)錄：在細胞核內(nèi)，以DNADNA的一的一條鏈為模板，按照堿基互補配對條鏈為模板，按照堿基互補配對的原那么合成的原那么合成RNARNA的過程。的過程?；?/p>

5、因控制蛋白質(zhì)的合成基因控制蛋白質(zhì)的合成TCATG A TT AAG T AC A A A T DNADNA的平面構(gòu)造圖的平面構(gòu)造圖AG T AC A A A T AGCUGACGGUUUDNADNA游離的核糖核苷酸游離的核糖核苷酸以以DNADNA的一條鏈為模板合成的一條鏈為模板合成RNARNAAG T AC A A A T AGCUGACGGUUU DNA與與RNA的堿基互補配對：的堿基互補配對：AU；TC；CG；TARNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCGACGGUUUU 組成組成 RNA 的核糖核苷酸一個個銜接起來的核糖核苷酸一個個銜接起來AG T AC A A

6、 A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T GCGACGGUUU UAAG T AC A A A T GCGACGUUGU UAAG T AC A A A T GCGACGUGU UAUAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAAG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA UAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U C構(gòu)成的構(gòu)成的 mRNA mRNA 鏈，鏈，DNADNA上的遺傳信息就傳送

7、到上的遺傳信息就傳送到mRNAmRNA上上RNARNADNADNA 作為轉(zhuǎn)錄模板的是作為轉(zhuǎn)錄模板的是DNA一條或兩條鏈？是整條鏈或一條或兩條鏈？是整條鏈或是片段？是片段？ADNATGCACUGRNA關(guān)于模板鏈：關(guān)于模板鏈：AT C GAG CGA G T CTT C G T C AATCGATGACATC GGCDNA說說明明UC GCU A G CRNARNA DNA兩條鏈中只需一條鏈?zhǔn)怯幸饬x鏈，另一條為無兩條鏈中只需一條鏈?zhǔn)怯幸饬x鏈，另一條為無意義鏈，究竟哪條鏈?zhǔn)怯幸饬x鏈不是固定不變的。意義鏈，究竟哪條鏈?zhǔn)怯幸饬x鏈不是固定不變的。 作為模板的只是作為模板的只是DNADNA鏈中的某個片段鏈中

8、的某個片段基因；基因；基因基因1 1基因基因2 2 基因的兩條鏈中，一條是有意義鏈，另一條是基因的兩條鏈中，一條是有意義鏈，另一條是 無意義鏈。無意義鏈。abAG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNA 細胞質(zhì)細胞質(zhì) 細胞核細胞核 核孔核孔DNAmRNAmRNA在細胞核中合成在細胞核中合成AG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNA 細胞質(zhì)細胞質(zhì) 細胞核細胞核mRNAmRNA經(jīng)過核孔進入細胞質(zhì)經(jīng)過核孔進入細胞質(zhì)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 錄錄細胞核細胞核核糖核苷酸核糖核苷酸DNA的一條鏈的一條鏈mRNAATP、酶、酶GC、CG、TA、AUDNAmRNA轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的比較：轉(zhuǎn)錄與復(fù)制

9、的比較：復(fù)復(fù) 制制 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 錄錄場所場所解旋解旋模板模板酶酶能量能量配對配對原料原料產(chǎn)物產(chǎn)物細細 胞胞 核核完全解旋完全解旋只解有遺傳效應(yīng)的片段只解有遺傳效應(yīng)的片段親代親代DNADNA的兩條鏈的兩條鏈基因的一條鏈信息鏈基因的一條鏈信息鏈 解旋酶、聚合酶等解旋酶、聚合酶等ATPAT GC AU GC 四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸兩個一樣的兩個一樣的DNADNAmRNAmRNA翻譯：在細胞質(zhì)中的核糖體上翻譯：在細胞質(zhì)中的核糖體上, ,以以mRNAmRNA為模板為模板,tRNA,tRNA為運載工具，為運載工具，合成具有一定氨基酸順序的蛋白合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程

10、。質(zhì)的過程?；蚩刂频鞍踪|(zhì)的合成基因控制蛋白質(zhì)的合成運載工具：轉(zhuǎn)運運載工具：轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)留意：一種留意：一種tRNA只只能攜帶一種氨基酸能攜帶一種氨基酸？甲硫氨酸CUA1、起始階段：、起始階段：mRNA、tRNA與核與核糖體相結(jié)合。糖體相結(jié)合。2、延伸階段：攜帶、延伸階段：攜帶著特定的氨基酸的著特定的氨基酸的tRNA按照堿基配補按照堿基配補原那么，識別并進入原那么，識別并進入第二階段。第二階段。3、終止階段：多肽、終止階段：多肽鏈合成并被釋放。鏈合成并被釋放。翻譯細胞質(zhì)核糖體細胞質(zhì)核糖體mRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸ATP、酶、酶 、轉(zhuǎn)運、轉(zhuǎn)運RNARNAtRNAtRNAGC、CG

11、、UA、AUmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄與翻譯的比較：轉(zhuǎn)錄與翻譯的比較：轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 錄錄翻翻 譯譯場所場所模板模板酶酶能量能量配對配對原料原料產(chǎn)物產(chǎn)物細胞核細胞核細胞質(zhì)核糖體細胞質(zhì)核糖體基因的一條鏈信息鏈基因的一條鏈信息鏈mRNA上的遺傳密碼上的遺傳密碼ATPAU GC AU GC 四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸約二十種氨基酸約二十種氨基酸信使信使RNA、轉(zhuǎn)運、轉(zhuǎn)運RNA多肽鏈多肽鏈解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶聚合酶縮合酶縮合酶基因控制蛋白質(zhì)合成的過程基因控制蛋白質(zhì)合成的過程DNADNA的遺傳信息的遺傳信息mRNAmRNA的遺傳信息的遺傳信息蛋白質(zhì)的氨基酸陳列順序蛋白質(zhì)的氨基酸陳列順序mRNA：蛋白質(zhì)：蛋

12、白質(zhì)：決議決議決議決議決議決議?種?種4種20種 討論： 一個氨基酸的編碼至少需求多少個堿基才可以決議20種不同的氨基酸？知識點： 人體正常的生理活動需求20種氨基酸 其中8種為人體必需氨基酸不可由其他氨基酸轉(zhuǎn)化得來： 賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸、纈氨酸。三個堿基決議一個氨基酸，三個堿基決議一個氨基酸，43=64密碼子：密碼子：mRNA上決上決議一個氨基議一個氨基酸的三個相酸的三個相鄰的堿基。鄰的堿基。密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子U U A G AUA U C a、一種氨基酸可以和多個密碼子相對應(yīng) b、一個密碼子只和一種氨基酸相對應(yīng) c、三個終止密碼：

13、UAA、UAG、UGA；一個起始密碼子：AUG遺傳密碼子的特性：遺傳密碼子的特性： 1.一個密碼子，決議一個特一個密碼子，決議一個特定的氨基酸；定的氨基酸； 2.一種氨基酸能夠有幾個密一種氨基酸能夠有幾個密碼子簡并性。在一定程碼子簡并性。在一定程度上能防止由于堿基的改動度上能防止由于堿基的改動而導(dǎo)致的遺傳信息的改動。而導(dǎo)致的遺傳信息的改動。 3.有有3個終止密碼子，沒有對應(yīng)的氨基個終止密碼子，沒有對應(yīng)的氨基酸，所以，在酸，所以，在64個遺傳密碼子中，能個遺傳密碼子中，能決議氨基酸的遺傳密碼子只需決議氨基酸的遺傳密碼子只需61個。個。4.通用性：地球上幾乎一切的生物共用通用性：地球上幾乎一切的生

14、物共用一套密碼子表。一套密碼子表。A A U 亮氨酸AC U 天冬 氨酸AUG 異亮氨酸 反密碼子反密碼子每個每個tRNA的一端是攜帶氨基酸的部位，的一端是攜帶氨基酸的部位，另一端是有另一端是有3個堿基，個堿基，每個每個tRNA上的這上的這3個堿基，都只能專注地與個堿基，都只能專注地與mRNA上的特定的上的特定的3個堿基配對，稱為反密碼子個堿基配對，稱為反密碼子核糖體核糖體起始密碼起始密碼密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子終止密碼終止密碼對翻譯過程的了解：對翻譯過程的了解： U A CUAGAAUACAGUCACCGGAUmRNA甲硫氨酸甲硫氨酸 U A U C U G U A

15、C密密 碼碼 子子反密碼子反密碼子堿基互補配對堿基互補配對起始密碼起始密碼DNA、mRNA的堿基和氨基酸的數(shù)量關(guān)系的堿基和氨基酸的數(shù)量關(guān)系結(jié)論結(jié)論:C G TGCAC A TG C A C TG G TADNA谷氨酸谷氨酸組氨酸組氨酸精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸C G UGGAC A UmRNAG C A C U G G U AtRNA氨基酸序列氨基酸序列基因的堿基基因的堿基 信使信使RNARNA的堿基的堿基 氨基酸氨基酸 = =6 3 1思索：思索： 當(dāng)某當(dāng)某DNA堿基發(fā)生改動，能否一定堿基發(fā)生改動，能否一定會導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改動？會導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改動？ 不一定。不一定。 由于發(fā)生改動的堿基能

16、夠有以下兩由于發(fā)生改動的堿基能夠有以下兩種情況：種情況： 1、該堿基位于、該堿基位于DNA無效片段上；無效片段上； 2、該堿基改動后構(gòu)成的密碼子與原、該堿基改動后構(gòu)成的密碼子與原 來的密碼子決議同一種氨基酸來的密碼子決議同一種氨基酸基因?qū)π誀畹目刂苹驅(qū)π誀畹目刂?性狀：生物形狀構(gòu)造和生理特征，由蛋白 質(zhì)表達。酶的合成：白化病酶的合成：白化病 根本緣由：基因異常導(dǎo)致根本緣由：基因異常導(dǎo)致酪氨酸酶不酪氨酸酶不 能合成能合成 直接緣由：體內(nèi)短少酪氨直接緣由：體內(nèi)短少酪氨酸酶酸酶蛋白質(zhì)分子的構(gòu)造：蛋白質(zhì)分子的構(gòu)造： 鐮刀型貧血癥鐮刀型貧血癥RNA復(fù)制復(fù)制20世紀(jì)世紀(jì)70年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)煙草花葉病病毒

17、在環(huán)境條年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)煙草花葉病病毒在環(huán)境條件適宜的夏季沒有件適宜的夏季沒有DNA而只需而只需RNA！顯然，此時的！顯然，此時的煙草花葉病病毒是以煙草花葉病病毒是以RNA為遺傳物質(zhì)的！為遺傳物質(zhì)的！煙草花葉病病毒可以正常繁衍，闡明煙草花葉病病毒可以正常繁衍，闡明RNA也是可以進也是可以進展復(fù)制的。當(dāng)然，展復(fù)制的。當(dāng)然，RNA的復(fù)制也遵照堿基互補配對的復(fù)制也遵照堿基互補配對原那么。原那么。RNA復(fù)制復(fù)制20世紀(jì)世紀(jì)70年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)煙草花葉病的病毒在環(huán)境年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)煙草花葉病的病毒在環(huán)境條件適宜的夏季沒有條件適宜的夏季沒有DNA而只需而只需RNA！顯然，煙草！顯然，煙草花葉病病毒是以花葉

18、病病毒是以RNA為遺傳物質(zhì)的！為遺傳物質(zhì)的！煙草花葉病病毒可以正常繁衍，闡明煙草花葉病病毒可以正常繁衍，闡明RNA也是可以進也是可以進展復(fù)制的。展復(fù)制的。RNA復(fù)制復(fù)制RNA復(fù)制復(fù)制經(jīng)過經(jīng)過RNARNA復(fù)制，繁衍出大量的復(fù)制，繁衍出大量的RNARNA型病毒！型病毒！逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄科學(xué)家們同時還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境適宜的夏季只需科學(xué)家們同時還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境適宜的夏季只需RNA的的煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴酷的冬季，它們體內(nèi)又煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴酷的冬季，它們體內(nèi)又具有具有DNA了。顯然，這些了。顯然，這些DNA是以是以RNA為模板合為模板合成的。成的。以以RNA為模板合成為模板合成DNA的過程叫的過程叫“

19、逆轉(zhuǎn)錄，這，需逆轉(zhuǎn)錄，這，需求逆轉(zhuǎn)錄酶來催化它。求逆轉(zhuǎn)錄酶來催化它。以以RNARNA為模板合成的為模板合成的DNADNA單鏈單鏈逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄科學(xué)家們同時還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境適宜的夏季只需科學(xué)家們同時還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境適宜的夏季只需RNA的的煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴酷的冬季，它們體內(nèi)又煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴酷的冬季，它們體內(nèi)又有有DNA了。顯然，這些了。顯然，這些DNA是以是以RNA為模板合成的為模板合成的以以RNA為模板合成為模板合成DNA的過程叫的過程叫“逆轉(zhuǎn)錄，這，需逆轉(zhuǎn)錄，這，需求逆轉(zhuǎn)錄酶來催化它。求逆轉(zhuǎn)錄酶來催化它。逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄科學(xué)家們同時還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境適宜的夏季只需科學(xué)家們同時還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境

20、適宜的夏季只需RNA的的煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴酷的冬季，它們體內(nèi)又煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴酷的冬季，它們體內(nèi)又有有DNA了。顯然，這些了。顯然，這些DNA是以是以RNA為模板合成的為模板合成的以以RNA為模板合成為模板合成DNA的過程叫的過程叫“逆轉(zhuǎn)錄，這，需逆轉(zhuǎn)錄，這，需求逆轉(zhuǎn)錄酶來催化它。求逆轉(zhuǎn)錄酶來催化它。DNADNA雙螺旋雙螺旋逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄DNADNA雙螺旋雙螺旋然后，雙螺旋的然后，雙螺旋的DNADNA又可以進展多次的復(fù)制！又可以進展多次的復(fù)制！逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄經(jīng)過經(jīng)過DNADNA復(fù)制，繁衍出大量復(fù)制，繁衍出大量DNADNA型病毒。型病毒。絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA或RNA和DNA。遺傳物質(zhì)都能