基因的表達(dá)與基因?qū)π誀畹目刂芲第1頁
基因的表達(dá)與基因?qū)π誀畹目刂芲第2頁
基因的表達(dá)與基因?qū)π誀畹目刂芲第3頁
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文檔簡(jiǎn)介

關(guān)于基因的表達(dá)與基因?qū)π誀畹目刂频谝豁摚捕彭摚?022年,8月28日1、概念

基因表達(dá)是一個(gè)把遺傳信息反映到蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)上的控制蛋白質(zhì)合成的過程。

一、基因的表達(dá)DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯第二頁,共二十九頁,2022年,8月28日(1)RNA分子結(jié)構(gòu)與DNA的比較:堿基五碳糖組成單位結(jié)構(gòu)RNA

DNA

分布雙鏈結(jié)構(gòu)單鏈結(jié)構(gòu)脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖A、T、C、GA、U、C、G主要在細(xì)胞核其余在線粒體葉綠體、質(zhì)粒主要在細(xì)胞質(zhì)如何區(qū)別某核酸分子是DNA還是RNA?第三頁,共二十九頁,2022年,8月28日(2)RNA的種類和功能把DNA的遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)運(yùn)輸氨基酸和蛋白質(zhì)共同組成核糖體mRNA(信使RNA)tRNA(轉(zhuǎn)運(yùn)RNA)rRNA(核糖體RNA)第四頁,共二十九頁,2022年,8月28日DNAmRNA蛋白質(zhì)核孔1)mRNA

mRNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰堿基叫做密碼子。UCAUGAUUAmRNA

密碼子

密碼子

密碼子提醒:三種RNA中,能儲(chǔ)存遺傳信息的只有mRNA。第五頁,共二十九頁,2022年,8月28日密碼子的特點(diǎn):⑴一種密碼子只對(duì)應(yīng)一種氨基酸⑵一種氨基酸可有一種或多種密碼子(簡(jiǎn)并性)(一種氨基酸具有兩個(gè)或多個(gè)密碼子的現(xiàn)象稱為密碼子的簡(jiǎn)并性)(對(duì)應(yīng)于同一種氨基酸的不同密碼子稱為同義密碼子)

⑶起始密碼可以編碼氨基酸,終止密碼不編碼氨基酸(因無與終止密碼對(duì)應(yīng)的tRNA)⑷通用性——自然界中的各種生物共用一套密碼子表第六頁,共二十九頁,2022年,8月28日tRNA2)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA):含有反密碼子一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA只能攜帶一種特定的氨基酸!細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA至少有

種!61UAU第七頁,共二十九頁,2022年,8月28日UAU攜帶什么氨基酸?異亮氨酸AUAmRNA思考:氨基酸與tRNA之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如何?第八頁,共二十九頁,2022年,8月28日遺傳信息、密碼子、反密碼子

的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別:遺傳信息是指DNA分子中基因上的脫氧核苷(堿基)排列順序。密碼子是指信使RNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰堿基的排列順序。反密碼子是指轉(zhuǎn)運(yùn)RNA上的一端的三個(gè)堿基排列順序。聯(lián)系:DNA(基因)的遺傳信息通過轉(zhuǎn)錄傳遞到信使RNA上,轉(zhuǎn)運(yùn)RNA一端攜帶氨基酸,另一端反密碼子與信使RNA上的密碼子(堿基)配對(duì)。

第九頁,共二十九頁,2022年,8月28日2.轉(zhuǎn)錄地點(diǎn):模板:原料:條件:原則:產(chǎn)物主要在細(xì)胞核DNA的一條鏈4種核糖核苷酸DNAmRNA

遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則

A—;T—;G—;C—UACG轉(zhuǎn)錄:在細(xì)胞核內(nèi)以DNA的一條鏈為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成RNA

的過程。RNA聚合酶、ATP第十頁,共二十九頁,2022年,8月28日3.翻譯場(chǎng)所:原料:模板:條件:原則:產(chǎn)物:核糖體氨基酸mRNAtRNA、酶、能量堿基互補(bǔ)配對(duì)原則(A-UU-AC-GG-C)多肽翻譯:在核糖體上,以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。第十一頁,共二十九頁,2022年,8月28日UCU谷氨酸

核糖體AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAUCU谷氨酸AAGUGAAAGmRNAUAC甲硫氨酸第十二頁,共二十九頁,2022年,8月28日AAGUGAAAGmRNA脫水縮合UCU谷氨酸UAC甲硫氨酸UCU谷氨酸AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUA注意:翻譯時(shí),核糖體在mRNA上以密碼子為單位進(jìn)行移動(dòng)。第十三頁,共二十九頁,2022年,8月28日

通常一個(gè)mRNA同時(shí)結(jié)合多個(gè)核糖體,進(jìn)行多個(gè)肽鏈的合成。

1.以同一條mRNA合成的多條肽鏈?zhǔn)窍嗤摹?.根據(jù)肽鏈的長(zhǎng)短可判斷翻譯的方向。提醒第十四頁,共二十九頁,2022年,8月28日A—C—U—G—G—A—U—C—UmRNA轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)mRNA(遺傳密碼)ACUGGAUCUDNA雙鏈A—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A

tRNA(反密碼子)U–G–AC–C–UA–G–A蘇氨酸——甘氨酸——絲氨酸

肽鍵肽鍵觀察堿基之間的關(guān)系:1.非模板鏈和mRNA2.模板鏈和tRNA第十五頁,共二十九頁,2022年,8月28日下圖為原核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄、翻譯的示意圖。據(jù)圖判斷,下列描述中不正確的是()

A.圖中表示4條多肽鏈正在合成B.轉(zhuǎn)錄尚未結(jié)束,翻譯即已開始C.每個(gè)核糖體各自在完成一條多肽鏈的翻譯D.一個(gè)基因在短時(shí)間內(nèi)可表達(dá)出多條多肽鏈核糖體mRNA多肽轉(zhuǎn)錄方向RNA聚合酶練習(xí)A第十六頁,共二十九頁,2022年,8月28日基因中堿基數(shù)、mRNA中堿基數(shù)、肽鏈中氨基酸數(shù)的關(guān)系。

6n:3n:n特別提醒:①翻譯時(shí),mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸,因此準(zhǔn)確地說,mRNA上的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。②基因或DNA上的堿基數(shù)目比對(duì)應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目的6倍還要多一些。③在回答有關(guān)問題時(shí),應(yīng)加上最多或最少等字。思考第十七頁,共二十九頁,2022年,8月28日編碼蛋白質(zhì)的基因所含的堿基數(shù)例1:一條多肽鏈上有氨基酸300個(gè),則作為合成該多肽鏈模板的信使RNA分子和轉(zhuǎn)錄信使RNA的DNA分子至少要有堿基多少個(gè)A.300;600B.900;1800()C.900;900D.600;900B基因堿基數(shù):mRNA堿基數(shù):氨基酸數(shù)=6:3:1(不考慮非編碼區(qū)和內(nèi)含子)蛋白質(zhì)類的計(jì)算歸類第十八頁,共二十九頁,2022年,8月28日例3.(07上海高考題)一個(gè)mRNA分子有m個(gè)堿基,其中G+C有n個(gè);由該mRNA合成的蛋白質(zhì)有兩條肽鏈。則其模板DNA分子的A+T數(shù)、合成蛋白質(zhì)時(shí)脫去的水分子數(shù)分別是()A.B.C.D.m、3m-1m、3m-22(m-

n)、3m-12(m-

n)、3m-2D編碼蛋白質(zhì)的基因所含的堿基數(shù)蛋白質(zhì)類的計(jì)算歸類第十九頁,共二十九頁,2022年,8月28日DNA(基因)mRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄二、遺傳信息流——中心法則

遺傳信息可以從DNA流向DNA,即完成DNA的自我復(fù)制過程;遺傳信息也可以從DNA流向RNA,進(jìn)而流向蛋白質(zhì),即完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。

在某些病毒中,RNA也可以自我復(fù)制,并且還發(fā)現(xiàn)在一些病毒蛋白質(zhì)的合成過程中,RNA可以在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成DNA。中心法則體現(xiàn)了遺傳信息的兩大功能:傳遞和表達(dá)遺傳信息。第二十頁,共二十九頁,2022年,8月28日

在某些病毒中,RNA也可以自我復(fù)制,并且還發(fā)現(xiàn)在一些病毒蛋白質(zhì)的合成過程中,RNA可以在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成DNA。逆轉(zhuǎn)錄病毒:勞斯腫瘤病毒、HIV病毒RNA——〉DNA——〉RNA——〉蛋白質(zhì)RNA自我復(fù)制的病毒:煙草花葉病毒逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯中心法則補(bǔ)充RNADNA蛋白質(zhì)翻譯轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制第二十一頁,共二十九頁,2022年,8月28日HIV病毒——逆轉(zhuǎn)錄病毒RNA病毒:逆轉(zhuǎn)錄、DNA自我復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯(RNA自我復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯)逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄、翻譯組裝第二十二頁,共二十九頁,2022年,8月28日DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄時(shí)間分裂間期生命歷程生命歷程病毒侵入細(xì)胞時(shí)場(chǎng)所只有分裂的細(xì)胞才有,細(xì)胞核、線粒體、葉綠體所有活細(xì)胞,細(xì)胞核、線粒體、葉綠體所有活細(xì)胞,核糖體寄主細(xì)胞中模板兩條鏈基因編碼區(qū)的一條鏈,有遺傳信息;DNA兩鏈的遺傳信息不同mRNA,上有密碼子病毒的RNA原料脫氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸寄主細(xì)胞的脫氧核苷酸第二十三頁,共二十九頁,2022年,8月28日DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄酶解旋酶、DNA聚合酶等解旋酶、RNA聚合酶等略逆轉(zhuǎn)錄酶堿基配對(duì)A-T、G-C,涉及4種脫氧核苷酸A-T、G-C、A-U涉及8種核苷酸G-C、A-U涉及4種核苷酸A-T、G-C、A-U涉及8種核苷酸同生物不同體細(xì)胞產(chǎn)物比較核DNA同,數(shù)量不同不同略略第二十四頁,共二十九頁,2022年,8月28日三、基因?qū)π誀畹目刂?、基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,從而控制生物的性狀。如;酪氨酸酶與白化病。

食物中的蛋白質(zhì)經(jīng)消化、吸收和水解后產(chǎn)生出苯丙氨酸,首先苯丙氨酸在(1)苯丙氨酸羥化酶的作用下變成酪氨酸,然后酪氨酸轉(zhuǎn)化為3,4雙羥苯丙氨酸,3,4雙羥苯丙氨酸在(2)酪氨酸酶的作用下,可以生成黑色素。酪氨酸酶

苯丙氨酸羥化

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