遺傳信息表達(dá)多媒體

1、關(guān)于遺傳信息的表達(dá)多媒體第一張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月概述：遺傳物質(zhì)： DNA遺傳信息：DNA中的堿基序列遺傳信息的攜帶者：DNA遺傳信息的流動：DNARNA蛋白質(zhì)遺傳信息的表達(dá)：蛋白質(zhì)的合成第二張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月遺傳信息的流動編碼鏈非編碼鏈轉(zhuǎn)錄RNA加工翻譯mRNAhnRNADNA第三張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 細(xì)胞的遺傳信息一、基因組、基因基因組：基因組是指一種生物的細(xì)胞中所帶有的全部遺傳信息。人類基因組：指人的所有遺傳信息的總和。包括核基因組和線粒體基因組。人類基因組一般指核基因組，即單倍體細(xì)胞所代表的遺傳信息，包括1-22條

2、常染色體和X或Y染色體上遺傳信息的總和。人類基因組大約含3109個堿基對。第四張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月基因基因： RNA基因 形成tRNA和rRNA，不再翻譯為蛋白質(zhì) 結(jié)構(gòu)基因 轉(zhuǎn)錄形成 hnRNAmRNA蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)（構(gòu)成機(jī)體結(jié)構(gòu)）調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)(酶及細(xì)胞因子等）基因：帶有特定遺傳信息的DNA區(qū)段構(gòu)成的一個相對獨立的結(jié)構(gòu) 和功能單位。第五張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月基因的結(jié)構(gòu)真核細(xì)胞的基因為斷裂基因（split gene ）真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)圖第六張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)組成：外顯子（exon ）：編碼序列內(nèi)含子（intro

3、n）：非編碼序列啟動子（promoter）：位于轉(zhuǎn)錄起點上游 TATA box與TF結(jié)合，再與RNA聚合酶結(jié)合，識別轉(zhuǎn)錄起始點 CAAT box 與 CTF結(jié)合，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄 GC box 與 SP1結(jié)合，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子(enhancer)：位于轉(zhuǎn)錄起點前后3Kb左右，無方向性，有組織特異性終止子(terminator)：AATAAA序列回文序列第七張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月二、遺傳密碼mRNA上共有種堿基（A、U、C、G），可有64種三聯(lián)體（如下表），即64種密碼子。遺傳密碼：mRNA上相鄰三堿基序列決定一種氨基酸，稱密碼子或遺傳密碼。第八張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6

4、月（一） 遺傳密碼表第一堿基 第二堿基 第三堿基5端 U C A G 3端 UUU 苯丙氨酸 UCU 絲氨酸 UAU 酪氨酸 UGU 半胱氨酸 U UUC 苯丙氨酸 UCC 絲氨酸 UAC 酪氨酸 UGC 半胱氨酸 C U UUA 亮氨酸 UCA 絲氨酸 UAA 終止 UGA 終止 A UUG 亮氨酸 UCG 絲氨酸 UAG 終止 UGG 色氨酸 G CUU 亮氨酸 CCU 脯氨酸 CAU 組氨酸 CGU 精氨酸 U CUC 亮氨酸 CCC 脯氨酸 CAC 組氨酸 CGC 精氨酸 C C CUA 亮氨酸 CCA 脯氨酸 CAA 谷氨酰胺 CGA 精氨酸 A CUG 亮氨酸 CCG 脯氨酸 CA

5、G 谷氨酰胺 CGG 精氨酸 G AUU 異亮氨酸 ACU 蘇氨酸 AAU 天冬酰胺 AGU 絲氨酸 U AUC 異亮氨酸 ACC 蘇氨酸 AAC 天冬酰胺 AGC 絲氨酸 C A AUA 異亮氨酸 ACA 蘇氨酸 AAA 賴氨酸 AGA 精氨酸 A AUG 甲硫氨酸+起始 ACG 蘇氨酸 AAG 賴氨酸 AGG 精氨酸 G GUU 纈氨酸 GCU 丙氨酸 GAU 天冬氨酸 GGU 甘氨酸 U GUC 纈氨酸 GCC 丙氨酸 GAC 天冬氨酸 GGC 甘氨酸 C G GUA 纈氨酸 GCA 丙氨酸 GAA 谷氨酸 GGA 甘氨酸 A GUG 纈氨酸 GCG 丙氨酸 GAG 谷氨酸 GGG 甘氨

6、酸 G第九張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）遺傳密碼的特征：方向性：閱讀方向為53；簡并性：一種氨基酸有兩種或兩種以上的密碼子；兼職性：AUG即是起始密碼子，又是甲硫氨酸密碼子；通用性：生物界通用；不重疊：無標(biāo)點。第十張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）核密碼與線粒體密碼子的區(qū)別：有三個密碼子不同:密碼 核中編碼的氨基酸 線粒體中編碼的氨基酸UGA 終止 Trp（色氨酸）AUA Ile（異亮氨酸） Met（甲硫氨酸）CUA Leu（亮氨酸） 蘇氨酸第十一張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月遺傳信息的表達(dá) 遺傳信息通過轉(zhuǎn)錄和翻譯決定蛋白質(zhì)的合成，通過蛋白質(zhì)合成實現(xiàn)

7、信息的表達(dá)。轉(zhuǎn)錄和翻譯是遺傳信息表達(dá)的路徑，也是蛋白質(zhì)合成的步驟。第十二張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 轉(zhuǎn)錄 (transcription )一、轉(zhuǎn)錄的概念轉(zhuǎn)錄：以DNA為模版，在轉(zhuǎn)錄因子和RNA聚合酶的作用下合成RNA的過程。第十三張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1、轉(zhuǎn)錄過程：啟動：轉(zhuǎn)錄因子與啟動子結(jié)合后，又與RNA聚合酶結(jié)合，RNA聚合酶識別轉(zhuǎn)錄起點，打開氫鍵，確定反編碼鏈。起始：RNA聚合酶依堿基互補(bǔ)原則，結(jié)合第一個NTP延長：RNA聚合酶延RNA鏈滑動，不斷形成磷酸二酯鍵終止：到終止信號，回文序列形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，脫落。第十四張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022

8、年6月第十五張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2、轉(zhuǎn)錄要點： 以基因為單位 以35 DNA鏈（反編碼鏈）為模版 轉(zhuǎn)錄方向為53 以RNA聚合酶為工具 以 GTP、UTP、CTP、ATP為原料 轉(zhuǎn)錄地點：真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄在核內(nèi)， 原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄在胞質(zhì)中。第十六張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄第十七張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3、轉(zhuǎn)錄元件：RNA聚合酶信息模版（35DNA鏈）轉(zhuǎn)錄因子原料（ GTP、ATP、UTP、CTP）第十八張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4、轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA：mRNAtRNArRNA其他小分子 RNA：引物 RNA片段 反義

9、RNA分子 剪切體RNA 核酶RNA第十九張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月示第二十張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月不同RNA的轉(zhuǎn)錄情況不同：轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 基因 基因位置 基因特點 轉(zhuǎn)錄前體 RNA聚合酶 rRNA rDNA 核仁 重復(fù)序列 45rRNA 5srRNA 5srDNA 端粒近 重復(fù)序列 5srRNA tRNA tDNA 不清 重復(fù)序列 前體tRNA mRNA 結(jié)構(gòu)基因 遍布 單一序列 hnRNA 基因組除了SrRNA外，其他RNA轉(zhuǎn)錄后都需要加工，才能成為有一定功能的產(chǎn)物RNA第二十一張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月二、轉(zhuǎn)錄后加工：戴帽剪切加尾（以 hnR

10、NA的加工為例）第二十二張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十三張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）戴帽： 在 hnRNA5端加上一個甲基化帽，即7甲基鳥嘌呤核苷酸帽（m7G）。步驟：、hnRNA5端磷酸與GTP的5磷酸形成55鍵、 GTP的第七位N上甲基化作用：保護(hù)5末端，不被消化，穩(wěn)定mRNA封閉5末端，不再加核苷酸促使mRNA與核糖體的結(jié)合第二十四張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十五張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）剪切在酶的作用下，切除hnRNA的內(nèi)含子，拼接外顯子。步驟：、剪切體(snRNP)形成: snRNP與intron保守序列結(jié)

11、合 snRNP=snRNA (U族RNA) +蛋白質(zhì)。、套索結(jié)構(gòu)形成 : 去除內(nèi)含子，連接外顯子作用： 基因多樣性的基礎(chǔ) 進(jìn)化中穩(wěn)定性的基礎(chǔ)第二十六張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十七張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）加尾3端在腺苷酸聚合酶作用下加接一連串腺苷酸形成polyA尾。DNA 5hnRNA55mRNA55非polyA序列轉(zhuǎn)錄內(nèi)切酶切割polyA聚合酶+ATP進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)33OH 3A100-250 3A100-250 3第二十八張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 翻譯一、翻譯的概念： 將mRNA上的核苷酸序列翻譯為氨基酸序列的過程，即由mRNA

12、蛋白質(zhì)的過程。如：ACUUCUAAAUACCGUAAUACCAAGGUU. 蘇 絲 賴 酷 精 天胺 蘇 賴 纈.mRNA動畫第二十九張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月二、參與翻譯的生物分子：mRNA（信息模板）核糖體（合成蛋白質(zhì)的機(jī)器）tRNA（運(yùn)輸氨基酸的工具）蛋白質(zhì)因子（IF、EF、RF）氨基酸（合成蛋白質(zhì)的原料）動畫第三十張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月動畫第三十一張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月識別密碼子攜帶氨基酸動畫第三十二張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月三、翻譯的過程：肽鏈起始肽鏈延伸肽鏈的終止首先,氨基酸活化形成氨基酸(aa)- tRNA。

13、肽鏈起始的第一個活化氨基酸是甲硫氨酰-tRNA。動畫第三十三張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月動畫第三十四張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1、肽鏈的起始過程：mRNA活化形成eIF4+CBP+mRNA小亞基活化形成40S+eIF3+（eIF2+GTP+Met-tRNA） mRNA與小亞基結(jié)合形成mRNA+小亞基+ Met-tRNA復(fù)合物Met進(jìn)入P位與大亞基結(jié)合形成80S起始復(fù)合物動畫第三十五張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月aa-tRNA與核糖體結(jié)合進(jìn)入A位形成80S+mRNA+Met-tRNA+aa-tRNA2、肽鏈的延伸過程（許多循環(huán)組成的重復(fù)過程）動畫第三十六張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月肽鍵的形成A位上的aa與P位上的Met之間形成肽鍵。動畫第三十七張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月移位mRNA與核糖體相對移動一個密碼子單位,P位上的aa離開,A位上的aa移位到P位,A位空出,進(jìn)入新的循環(huán)動畫第三十八張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3、肽鏈合成的終止 當(dāng)mRNA上的終止密碼子出現(xiàn)在核糖體A位上時,無氨基酸與之結(jié)合，釋放因子識別終止密碼子，使肽鏈合成終止并釋放出來。動畫第三十九張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月四、多肽鏈合成后的加工：剪掉部分肽鏈糖基化羥化氧化亞基聚合第四十張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作