遺傳物質(zhì)分子基礎(chǔ)(5)PPT

1、關(guān)于遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ) (5)第一張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第1節(jié) 遺傳物質(zhì)是DNA（或RNA） DNA作為遺傳物質(zhì)的間接證據(jù)1、每個物種中，不同組織的細(xì)胞，無論其大小和功能如何，細(xì)胞核中的DNA含量都是恒定的。而細(xì)胞中RNA和蛋白質(zhì)的含量在不同細(xì)胞中的變化很大。2、DNA是所有生物所共有的。3、DNA在代謝上是穩(wěn)定的。第二張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA作為遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)1細(xì)菌的轉(zhuǎn)化2噬菌體的侵染和繁殖3煙草花葉病毒的感染和繁殖 第三張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第四張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月噬菌體侵染細(xì)菌的實驗DNA蛋白質(zhì)該實

2、驗?zāi)芊裾f明DNA是遺傳物質(zhì)？第五張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月煙草花葉病毒的結(jié)構(gòu) 無細(xì)胞結(jié)構(gòu)由蛋白質(zhì)和RNA組成RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)RNA蛋白質(zhì)第六張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第2節(jié) 核酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)染色體DNA（27） 蛋白質(zhì)（66） RNA（6） 組蛋白（含量比較穩(wěn)定，與DNA大致相等） 非組蛋白 第七張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月堿基結(jié)構(gòu)第八張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月核苷和核苷酸第九張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月磷酸二脂鍵第十張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA分子結(jié)構(gòu)和表示方法第十一張，PPT共七十六

3、頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)右手螺旋反向平行（antiparallel）內(nèi)側(cè)是扁平的盤狀堿基兩條鏈的堿基以氫鍵（hydrogen bond）與互補堿基相連AT；C G上下堿基對相距0.34nm每個螺旋長3.4nm，10bp，直徑2nm大溝（major groove）和小溝（minor groove） 第十二張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月氫 鍵第十三張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA結(jié)構(gòu)模型第十四張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA結(jié)構(gòu)示意圖第十五張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月堿基排列順序的多樣性DNA分子是由A-T和C-G兩種bp連

4、接起來的，每個DNA分子一般有成千上萬個bp在每一個位置上只有4種可能： A、 T、C、G 假設(shè)DNA分子長1000bp，就可能有41000種不同的排列形式，41000種不同的分子結(jié)構(gòu)反映出來的就可能是41000種不同性質(zhì)的基因。 第十六張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月生物體的堿基順序是穩(wěn)定的對特定的生物體來說， DNA分子中的堿基順序通常是保持不變，這樣才能保持該遺傳特性的穩(wěn)定只有在特殊的條件下，改變其堿基順序或用堿基類似物代替某一堿基時，才出現(xiàn)可遺傳的變異（突變）第十七張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月核苷酸和脫氧核苷酸第十八張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月RN

5、A結(jié)構(gòu)第十九張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月tRNA結(jié)構(gòu)第二十張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月tRNA的三維結(jié)構(gòu)第二十一張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第3節(jié) DNA復(fù)制DNA replication第二十二張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA復(fù)制的一般特點原料：dNTP，互補配對原則半保留復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制需要引物新鏈的延伸方向只能是5 3第二十三張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月半保留復(fù)制 semiconservative replication第二十四張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月復(fù)制起始點復(fù)制起始點 replication o

6、rigin，ori DNA分子的復(fù)制是在特定位置開始的，這個位點稱為復(fù)制起始點。原核生物DNA只有一個復(fù)制起始點。真核生物DNA有多個復(fù)制起始點。第二十五張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月復(fù)制子 replicon一個復(fù)制起始點控制下復(fù)制的一段DNA原核生物DNA只有一個復(fù)制子真核生物每條染色體上有多個復(fù)制子第二十六張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月原核生物復(fù)制子第二十七張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物DNA多復(fù)制起始點電鏡圖第二十八張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月復(fù)制叉 replication fork半不連續(xù)復(fù)制先導(dǎo)鏈 隨后鏈 岡崎片斷引物 pri

7、mer第二十九張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月原核生物DNA復(fù)制DNA復(fù)制所需要的酶引物酶 primeraseDNA聚合酶 DNA polymeraseDNA連接酶 DNA ligase解旋酶 helicase拓?fù)洚悩?gòu)酶第三十張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA復(fù)制過程起始延伸終止第三十一張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十二張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物DNA的復(fù)制特點細(xì)胞周期的特定時期復(fù)制多起點復(fù)制岡崎片斷較原核生物短核小體全保留復(fù)制染色體端粒的復(fù)制第三十三張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞周期的特定時期復(fù)制原核生物在整個細(xì)

8、胞生長過程中都可以進行DNA復(fù)制真核生物DNA在S期復(fù)制第三十四張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA的復(fù)制有些病毒不含DNA，以RNA為遺傳物質(zhì)RNA在RNA聚合酶作用下先合成“”鏈“”鏈從“”鏈模板上釋放出來“”鏈作為模板再合成“”鏈第三十五張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月端粒DNA的復(fù)制真核生物DNA是線性的線性DNA末端不能復(fù)制每復(fù)制一次DNA序列就要縮短一節(jié)！第三十六張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月端粒酶 telomerase端粒酶是一種核糖核蛋白，含有一個RNA分子這個RNA分子就是合成端粒序列的模板在體細(xì)胞中，端粒酶是沒有活性的，胚胎細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中

9、有端粒酶活性第三十七張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第4節(jié) RNA轉(zhuǎn)錄與加工轉(zhuǎn)錄 transcription：以DNA為模板，在RNA聚合酶的催化下，以ATP、CTP、GTP和UTP為原料，合成RNA的過程。轉(zhuǎn)錄是基因表達的中心環(huán)節(jié)第三十八張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA分類mRNA，messenger RNAtRNA，transfer RNArRNA，ribosomal RNA第三十九張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月tRNA結(jié)構(gòu)第四十張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月rRNA的類型原核生物有3種rRNA：5S、16S、23S真核生物有4種rRNA：

10、5S、5.8S、18S、28S第四十一張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA合成的一般特點不需要引物原料為rNTP，不是dNTP只有一條DNA鏈用作模板第四十二張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月有關(guān)概念模板鏈 template strand非模板鏈 nontemplate strand編碼鏈 coding strand(有意義鏈）非編碼鏈 nocoding strand第四十三張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA聚合酶在E.coli中全酶holoenzyme 2亞基的功能是識別轉(zhuǎn)錄起始點核心酶 core enzyme 2RNA鏈的延伸由核心酶催化原核生物RNA的合

11、成第四十四張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月啟動子 promotorDNA分子上RNA聚合酶最先結(jié)合部位Promotor在轉(zhuǎn)錄起始點的上游第四十五張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月原核生物啟動子由2個元件3個要素組成1、10序列（Pribnow box） 轉(zhuǎn)錄起始點上游10位置，consensus sequence是TATAPuATG2、35序列（Sextama box） RNA聚合酶所覆蓋的區(qū)域，共有序列是TTGACA，位于35位置。 是RNA聚合酶對轉(zhuǎn)錄模板的初始識別位點，決定啟動子的強度。3、10區(qū)和35區(qū)間的距離 兩個元件之間的距離卻至關(guān)重要;相距17bp時，轉(zhuǎn)錄效率最

12、高。第四十六張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月終止子 terminator提供轉(zhuǎn)錄終止信號的DNA序列內(nèi)在終止子，不依賴因子依賴因子的終止子第四十七張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月終止子的結(jié)構(gòu)特征發(fā)夾結(jié)構(gòu)polyU序列真正起終止作用的不是DNA序列，而是轉(zhuǎn)錄生成的RNA結(jié)構(gòu)第四十八張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月轉(zhuǎn)錄泡第四十九張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA的合成起始延伸終止和釋放第五十張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月轉(zhuǎn)錄和翻譯同時進行在原核生物中，轉(zhuǎn)錄、翻譯以及mRNA的降解通常是同時進行的。因為在原核生物中不存在核膜包裹的細(xì)胞核。RNA

13、的轉(zhuǎn)錄和多肽鏈的合成都是從53，只要mRNA的5端合成后，即可開始翻譯。在原核生物中mRNA的壽命一般只有幾分鐘。往往在3端mRNA的轉(zhuǎn)錄還沒有最后結(jié)束，5端mRNA在完成多肽鏈的合成后，已經(jīng)開始降解。 第五十一張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物RNA合成的特點1： 真核生物RNA的轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核內(nèi)進行轉(zhuǎn)錄完成后需要運送到核外，因此壽命較長真核生物RNA的合成與加工第五十二張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物RNA合成的特點2：真核生物一個mRNA分子一般只含有一個基因 單順反子mRNA原核生物中稱為多順反子mRNA 第五十三張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6

14、月真核生物RNA合成的特點3：真核生物有幾種RNA聚合酶 RNA聚合酶 除5S rRNA以外的所有rRNARNA聚合酶 mRNA前體（核不均一RNA，hnRNA)RNA聚合酶 5SRNA、tRNA、小核RNA 第五十四張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物RNA合成的特點4：真核生物RNA聚合酶不能獨立轉(zhuǎn)錄RNA特定的基因需要特定的轉(zhuǎn)錄因子第五十五張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物RNA合成的特點5：真核生物啟動子結(jié)構(gòu)復(fù)雜不同的聚合酶使用的啟動子不同不同的啟動子含有的保守序列不同RNA聚合酶 的啟動子結(jié)構(gòu)最復(fù)雜第五十六張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生

15、物啟動子元件第五十七張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物RNA合成后的加工rRNA轉(zhuǎn)錄后的甲基化第五十八張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月mRNA轉(zhuǎn)錄后的加工加帽當(dāng)mRNA合成到30b時在5端加7甲基鳥嘌呤核苷55加尾轉(zhuǎn)錄完成后，在特定位置切去一節(jié)，加polyARNA末端腺苷酸轉(zhuǎn)移酶帽子和尾巴對mRNA的穩(wěn)定性以及運輸具有重要作用剪接 splicing第五十九張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月成熟mRNA與模板DNA的比較第六十張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第5節(jié) 遺傳密碼和蛋白質(zhì)的翻譯第六十一張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月遺傳密碼字典第六

16、十二張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月遺傳密碼的主要特征三聯(lián)體密碼密碼子間無間隔，遺傳密碼的譯讀是連續(xù)的。密碼子間存在簡并現(xiàn)象（degeneracy） 最后一個堿基具有靈活性包含起始密碼子和終止密碼子 遺傳密碼子的通用性：除極少數(shù)情況外遺傳密碼從病毒到人類都是通用的第六十三張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的生物合成稱為翻譯 translationmRNA攜帶從DNA上轉(zhuǎn)錄的遺傳密碼附著在核糖體上，由tRNA來運送氨基酸，按照mRNA上的密碼順序，連接成多肽鏈，并進一步加工成有生物活性的蛋白質(zhì)分子。合成蛋白質(zhì)的原料是20種氨基酸核糖體是合成蛋白質(zhì)的場所氨基酸的

17、順序由mRNA上的密碼子決定第六十四張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月原核生物和真核生物核糖體比較第六十五張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月tRNA的二維結(jié)構(gòu)第六十六張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月tRNA的三維結(jié)構(gòu)第六十七張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月核糖體甲硫氨酸AUGGAUAUCmRNACUA反密碼子 1、起始階段mRNA與核糖體結(jié)合，tRNA運來第一個氨基酸：甲硫氨酸第六十八張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月ACGUGAUUA兩個氨基酸分子脫水縮合AUG異亮氨酸UAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸第六十九張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月UCAUGUUUA甲硫氨酸ACA天冬氨酸AUG異亮氨酸2、延伸階段核糖體移動1個密碼子（3個堿基）, tRNA 按照堿基互補配對原則識別并運來相應(yīng)氨基酸，形成多肽第七十張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月UCAUGUUUA甲硫氨酸天冬氨酸AUG異亮氨酸t(yī)RNA離開，再去轉(zhuǎn)運下一個氨基酸，肽鏈延伸第七十一張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月AG T AC AA A T UCAUGUUUAUCAUGUUUA甲硫氨酸天冬氨酸異亮氨酸