遺傳信息傳遞和表達(3)PPT

1、關(guān)于遺傳信息的傳遞與表達 (3)第一張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月基因 核酸 染色體 基因組第二張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月基 因 定義：DNA分子上具有遺傳效應(yīng)的分子片段，是DNA分子中最小的功能單位。功能：攜帶遺傳信息分類：結(jié)構(gòu)基因 控制基因（操縱基因 調(diào)節(jié)基因）第三張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月核 酸定義：由許多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，為生命的最基本物質(zhì)之一。功能：儲存遺傳信息，參與遺傳信息的傳遞和表達分類：DNA RNA （mRNA，tRNA，rRNA）第四張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月染 色 體定義：其本質(zhì)是脫氧核甘酸，是細胞

2、核內(nèi)由核蛋白組成、能用堿性染料染色、有結(jié)構(gòu)的線狀體，是遺傳物質(zhì)基因的載體。功能：儲存遺傳信息第五張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第六張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月基 因 組定義：單倍體細胞中的全套染色體為一個基因組，或是單倍體細胞中的全部基因為一個基因組第七張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 中心法則 DNA的生物合成 RNA的生物合成 Pro的生物合成第八張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月中心法則第九張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月復制：指以親代DNA(RNA)為模板合成子代DNA(RNA)的過程。轉(zhuǎn)錄：以DNA為模板合成RNA的過程。翻譯：以

3、mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過程 。第十張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月反轉(zhuǎn)錄或逆轉(zhuǎn)錄(RT，reverse transcription)：以RNA為模板將遺傳信息傳給DNA的過程。第十一張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA復制 (DNA DNA)反轉(zhuǎn)錄 (RNA DNA)DNA的生物合成第十二張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月半保留復制：子代DNA分子的兩條核苷酸鏈中，一條來自親代DNA分子，另一條是新合成的。半不連續(xù)復制：子代DNA分子的兩條核苷酸鏈中，一條是連續(xù)合成，另一條是不連續(xù)合成的。 DNA復制特點第十三張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA半

4、保留復制第十四張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA半不連續(xù)復制第十五張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 DNA復制的酶系第十六張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 DNA的復制過程1、復制的起始：RNA引物的合成復制叉的形成第十七張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2、復制的延長(先導鏈)(隨從鏈，隨后鏈)第十八張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3、復制的終止：切除RNA引物，連接DNA片斷。第十九張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月幾種復制方式復制方式不同于“復制機制”線性DNA的復制： 復制叉式的復制環(huán)狀DNA的復制： 復制 滾環(huán)復制 D環(huán)復制

5、不需要RNA引物的復制第二十張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 線性DNA雙鏈的復制1、多個起點，起點都不在線性DNA的端點（末端），而是在內(nèi)部2、采用復制叉式的雙向復制，兩個復制叉，兩個方向，有先導鏈和后隨鏈之分3、末端的復制采用特殊的方式（后面講）4、真核生物采用的復制方式：第二十一張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 環(huán)狀DNA雙鏈的復制 復制:首先由J.Carins 從大腸桿菌中觀察到,又稱為 Carins復制。（雙向復制） 滾環(huán)復制（rolling circle replication)（單向復制） D環(huán)復制（D loop replication)：線粒體DNA

6、復制（單向復制）第二十二張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 環(huán)裝染色體 半保留復制 復制: 只有一個復制起點兩個環(huán)狀鏈形成 形狀約翰凱恩斯 第二十三張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月復制的特點多數(shù)環(huán)狀DNA采用的復制方式復制叉式復制，兩個復制叉，雙向等速或者不等速復制有先導鏈和后隨鏈之分第二十四張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA復制過程（E.coli. 原核生物的復制） DNA復制的起始 DNA鏈的延伸 復制的終止第二十五張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十六張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1、 復制的起始引發(fā)：DNA的雙螺旋解開合成RNA引

7、物的過程。引發(fā)體：引物合成酶與各種蛋白質(zhì)因子構(gòu)成的復合體，負責RNA引物的合成。 引發(fā)體沿著模板鏈35方向移動（與岡崎片段合成的方向正好相反，而與復制叉移動的方向相同），移到一定位置上即可引發(fā)RNA引物的合成。第二十七張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2、 DNA鏈的延長反應(yīng)鏈的延長反應(yīng)由DNA pol.催化。 復制體：在DNA合成的生長點（既復制叉上）分布著許多與復制有關(guān)的酶和輔助因子，它們在DNA的模板鏈形成離散的復合物，彼此配合進行高度精確的復制，稱為復制體。1）前導鏈合成：以3， 5，方向母鏈為模板，在DNA pol.作用下催化合成，合成是連續(xù)的，合成方向是5， 3，第二十八張

8、，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2）滯后鏈的合成：a) 以5， 3，方向母鏈為模板， DNA pol 作用下催化合成，以RNA為引物合成岡崎片斷，合成方向也是5， 3，方向。b) RNA引物的切除及缺口補齊 DNA pol5， 3，外切活力，切除RNA引物。 5， 3，合成活性補齊缺口c) DNA ligase DNA切口的連接。第二十九張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3、 DNA合成的終止 環(huán)狀DNA、線性DNA，復制叉相遇即終止,復制體解體。 終止區(qū)含有終止子，終止子與Tus蛋白質(zhì)形成復合體，使兩半邊復制叉各自復制。 DNA拓撲異構(gòu)酶使染色體分開。第三十張，PPT共八十四

9、頁，創(chuàng)作于2022年6月 DNA解螺旋酶解開雙鏈DNA。 SSB結(jié)合于DNA單鏈。 DNA旋轉(zhuǎn)酶引入負超螺旋，消除復制叉前進時帶來的扭曲張力。 DNA引物酶(在引發(fā)體中)合成RNA引物。 DNA pol.在兩條新生鏈上合成DNA。 DNA pol切除RNA引物，并補上DNA。 DNA ligase連接每個岡崎片段。 DNA復制過程中，聚合酶對dTTP和dUTP的分辨能力低,有少量dUTP摻入DNA鏈中，此時，U-糖苷酶、AP內(nèi)切酶、DNA pol、DNA ligase共同作用，切除尿嘧啶，接上正確的堿基。第三十一張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物DNA的復制 1、 復制起點和單

10、位 真核生物染色體DNA是多復制子，有多個復制起點，可以多點起始，分段進行復制。每個復制子大多在100-200bp之間，比細菌染色體DNA（單復制子）小得多，為雙向復制。第三十二張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物DNA復制叉移動的速度比原核的慢。原核生物快速生長時，采用多復制叉復制。真核生物快速生長時，采用多起點復制。第三十三張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2、 真核生物DNA復制的終止 端粒（telomeres）是真核細胞染色體末端所特有的結(jié)構(gòu)，一段DNA序列與蛋白質(zhì)形成的一種復合體。功能：保證線性DNA的完整復制保護染色體末端決定細胞壽命（端粒的截短或丟失是細胞衰

11、老和老化的重要原因），胚系細胞含端粒酶，體細胞不表達端粒酶。第三十四張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 端粒酶含有RNA和蛋白質(zhì)（起DNA聚合酶的作用）兩種組分，RNA分子約159bp，含有多個CyAx重復序列，RNA分子用作端粒TxGy鏈合成的模板。 端粒酶是一種反轉(zhuǎn)錄酶，它只合成與酶自身的RNA模板互補的DNA片段。第三十五張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3、 復制終止后DNA的加工進行修飾，防止降解第三十六張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA損傷(DNA突變)1、點突變2、插入、缺失(移碼突變)3、鏈斷裂、兩鏈交聯(lián)第三十七張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022

12、年6月DNA修復錯配修復：通過Dam甲基化酶修復復制過程中的錯配。直接修復：光復活作用和鳥嘌呤修復切除修復：在復制前對錯誤堿基進行切除，然后互補合成缺口片段重組修復：在復制后利用另一模板鏈進行重組，互補合成缺口片段SOS修復：修復大面積的損傷，會導致錯誤堿基，但能增加存活率第三十八張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1、錯配修復第三十九張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2、直接修復第四十張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3、DNA切除修復(復制前修復)第四十一張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4、DNA重組修復(復制后修復)第四十二張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于20

13、22年6月RNA的逆(反)轉(zhuǎn)錄 逆轉(zhuǎn)錄酶(RNA指導的DNA聚合酶 RDDP) 逆轉(zhuǎn)錄的過程：第四十三張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA的生物合成轉(zhuǎn)錄 (DNA RNA)RNA復制 (RNA RNA) 轉(zhuǎn)錄：以DNA為模板，在RNA聚合酶催化下，以4種NTP為原料，合成RNA的過程。第四十四張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA聚合酶以大腸桿菌(E.coli)的RNA pol為例： 全酶由五亞基組成 因子：又名起始因子，用于識別DNA模板上啟動子，協(xié)助轉(zhuǎn)錄的起始。 核心酶：由四亞基組成，用于延長RNA鏈。第四十五張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 RNA的轉(zhuǎn)錄過

14、程三個階段： 1、轉(zhuǎn)錄的起始 2、轉(zhuǎn)錄的延長 3、轉(zhuǎn)錄的終止 第四十六張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1、轉(zhuǎn)錄的起始在亞基的引導下，RNA pol 結(jié)合于啟動子，局部雙鏈解開，形成轉(zhuǎn)錄泡 在模板鏈上通過堿基互補配對原則，合成最初的RNA鏈，形成轉(zhuǎn)錄復合物。第四十七張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月體內(nèi)雙鏈DNA中，一般只有一條鏈用于轉(zhuǎn)錄模板鏈(反意義鏈、負(一)鏈)：用于轉(zhuǎn)錄的DNA單鏈非模板鏈(編碼鏈、有意義鏈、正(十)鏈)：不用于轉(zhuǎn)錄的DNA單鏈啟動子：指RNA聚合酶能識別、結(jié)合和開始轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列，每個基因在轉(zhuǎn)錄時均需要有啟動子。第四十八張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作

15、于2022年6月原核細胞啟動子區(qū)域三個功能部位：起始部位：DNA分子上開始進行轉(zhuǎn)錄作用的位點。Pribnow框：位于轉(zhuǎn)錄起始點上游-10堿基對處，有一段TATAAT序列，有助于局部解鏈。識別部位：位于轉(zhuǎn)錄起始點上游-35堿基對處，有一段TTGACA序列，是RNA聚合酶初始識別的部位。第四十九張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月大腸桿菌不同基因的啟動子第五十張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2、轉(zhuǎn)錄的延長亞基解離，核心酶向前移動，RNA鏈延長。第五十一張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十二張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3、轉(zhuǎn)錄的終止 RNA pol到達終止子

16、 RNA和RNA pol從模板DNA上解離終止子(終止信號)：DNA模板上用于終止轉(zhuǎn)錄作用的一段序列。第五十三張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月原核生物中有兩種終止子： 不依賴于因子的終止子 依賴于因子的終止子因子：存在于原核細胞中的一種特殊蛋白質(zhì)，它能識別DNA分子上的終止部位并與其結(jié)合，使RNA聚合酶的核心酶不能繼續(xù)向前滑動，導致RNA鏈不能再延長。第五十四張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月E.coli不依賴因子的轉(zhuǎn)錄終止第五十五張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月E.coli依賴因子的轉(zhuǎn)錄終止第五十六張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA的成熟過程：原核生

17、物轉(zhuǎn)錄在胞液中進行真核生物轉(zhuǎn)錄加帽子，加尾巴 ，外顯子剪接，甲基化修飾外顯子內(nèi)含子第五十七張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA復制(病毒繁殖方式)RNA RNARNA復制酶第五十八張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月蛋白質(zhì)的生物合成第五十九張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月蛋白質(zhì)生物合成體系一、mRNA (信使RNA) 1、功能：在蛋白質(zhì)的生物合成中起著決定氨基酸順序的模板作用2、密碼子(三聯(lián)體密碼)：mRNA分子中每相鄰的三個核苷酸編成一組，在蛋白質(zhì)合成時代表某一種氨基酸。第六十張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月遺傳密碼字典第六十一張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作

18、于2022年6月遺傳密碼的基本特點 不間隔性：mRNA分子上兩個相鄰的密碼子之間沒有任何核苷酸的間隔。移碼突變第六十二張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月不重疊性：一般情況下，相鄰密碼子中的核苷酸不能重復使用。第六十三張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月簡并性：大多數(shù)氨基酸都具有幾個不同的密碼子。第六十四張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月密碼子中第三位堿基專一性較?。好艽a子的專一性主要由頭兩個堿基決定，第三個堿基重要性不大。第六十五張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 通用性：無論高等動、植物，還是低等的原核生物都基本上共用一套密碼子的現(xiàn)象。起始密碼子及終止密碼子：在

19、64個密碼子中，UAA、UAG、UGA為終止密碼子，AUG除編碼蛋氨酸(甲硫氨酸)外，還兼作起始密碼子。第六十六張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月二、 tRNA ( 轉(zhuǎn)移RNA)1、功能：在蛋白質(zhì)的生物合成中，起著轉(zhuǎn)運氨基酸的作用。 2、關(guān)鍵部位：氨基酸臂：氨基酸結(jié)合部位反密碼環(huán)：mRNA結(jié)合部位第六十七張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十八張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月三、 rRNA ( 核糖體RNA)1、功能：與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核糖體，核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所2、核糖體(又名核蛋白體、核糖核蛋白體)的組成： 主要成分是蛋白質(zhì)及rRNA第六十九張，PPT共八十四

20、頁，創(chuàng)作于2022年6月核糖體的結(jié)構(gòu):由大、小兩個亞基組成。第七十張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十一張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月多聚核糖體：每個mRNA分子與一定數(shù)目的核糖體結(jié)合而成的念珠狀結(jié)構(gòu)，每個核糖體可獨立完成一條肽鏈的完成。第七十二張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月核糖體的二位點模型：氨?；课?A部位或受體部位)：氨酰-tRNA進入并結(jié)合的部位肽?；课?P部位或供體部位)：起始氨酰-tRNA或正有延伸的肽酰-tRNA結(jié)合部位第七十三張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月蛋白質(zhì)生物合成過程五個階段：1、氨基酸的活化，形成氨酰 tRNA2、肽鏈合成的起始3、肽鏈的延伸4、肽鏈合成的終止及釋放5、肽鏈的折疊和加工處理第七十四張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1、氨基酸的活化，形成氨酰 tRNA氨基酸 + ATP 氨酰-AMP-酶 + PPi氨酰-AMP-酶 + tRNA 氨酰-tRNA + AMP + 酶“氨酰-tRNA合成酶”第七十五張，PPT共八十四頁，創(chuàng)作于2022