基因的表達轉(zhuǎn)錄和翻譯

關(guān)于基因的表達轉(zhuǎn)錄和翻譯第一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日4.1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第四章基因的表達第二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日基因蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯信使RNA？（主要在細胞核）（細胞質(zhì)中的核糖體）為什么RNA適合作DNA的信使呢？第三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日DNA全稱：脫氧核糖核酸基本單位：脫氧(核糖)核苷酸含氮堿基P脫氧核糖腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸DNA分子中遺傳信息儲存在脫氧核苷酸排列順序中。AGCT

四種堿基第四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日全稱：核糖核酸基本單位：核糖核苷酸含氮堿基P核糖腺嘌呤核糖核苷酸鳥嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸RNA中的核糖核苷酸順序也可以儲存遺傳信息，適宜作DNA的信使。AGCU

四種堿基RNA第五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日DNARNA

組成元素

基本單位

化學(xué)組成

結(jié)構(gòu)C、H、O、N、PC、H、O、N、P脫氧核苷酸（4種）核糖核苷酸（4種）一分子磷酸脫氧核糖

A、T、C、G一分子磷酸

核糖

A、U、C、G規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)

一般為單鏈結(jié)構(gòu)DNA與RNA的比較第六頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日練習(xí)1、人體中含有()種核酸：

;()種核苷酸

;()種堿基

。2、DNA和RNA在化學(xué)組成上有哪些區(qū)別（）

A.磷酸B.堿基C.五碳糖D.堿基和五碳糖2DNA和RNA84種脫氧核苷酸、4種核糖核苷酸5AGCTUD第七頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日DNA分子（雙鏈）RNA（單鏈）第八頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日A—A—G—A—A—A—G—T—TDNAmRNAA—A—G—A—A—A—G—U—UT—T—C—T—T—T—C—A—A模板鏈堿基互補配對原則：A-UT-AC-G（G-C）非模板鏈第九頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日為什么RNA適合作DNA的信使？1、結(jié)構(gòu)相似，都可以儲存遺傳信息；2、RNA多為單鏈結(jié)構(gòu)，較短，可通過核孔?！?/p>

RNA的種類：1、信使RNA（mRNA）2、轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）3、核糖體RNA（rRNA）轉(zhuǎn)錄第十頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日RNA的種類和功能種類英文縮寫形狀功能信使RNA轉(zhuǎn)運RNA核糖體RNAmRNAtRNArRNA作為翻譯的模板攜帶氨基酸與蛋白質(zhì)、Mg2+組成核糖體三葉草形第十一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日2.轉(zhuǎn)錄的過程1.轉(zhuǎn)錄的定義

在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。轉(zhuǎn)錄可以分為幾個步驟？轉(zhuǎn)錄第十二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日一段DNA雙鏈解開，堿基得以暴露游離核糖核苷酸與DNA一條鏈進行堿基互補配對新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上合成的mRNA分子從DNA鏈上釋放，DNA雙鏈恢復(fù)解旋堿基互補配對連接(RNA聚合酶)釋放轉(zhuǎn)錄第十三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日TCATGATTAAG

T

AC

AA

A

T

轉(zhuǎn)錄的過程：轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細胞核中

（一段DNA雙鏈解旋）轉(zhuǎn)錄第十四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUU只有一條鏈（模板鏈）作為模板轉(zhuǎn)錄第十五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日AGCUGACGGUUURNA聚合酶AG

T

AC

AA

A

T

原料：一個個游離的核糖核苷酸轉(zhuǎn)錄第十六頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日AGCGACGGUUUUAG

T

AC

AA

A

T

RNA聚合酶將核糖核苷酸連接起來（堿基互補配對原則）RNA聚合酶第十七頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日AGCGACGGUUUUAG

T

AC

AA

A

T

RNA聚合酶沿著DNA移動（單向）轉(zhuǎn)錄第十八頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日GCGACGGUUUUAAG

T

AC

AA

A

T

RNA聚合酶沿著DNA移動（單向）轉(zhuǎn)錄第十九頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日GCGACGUUGUUAAG

T

AC

AA

A

T

核糖核苷酸一個一個連接起來3,5-磷酸二酯鍵轉(zhuǎn)錄第二十頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日GCGACGUGUUAUAG

T

AC

AA

A

T

核糖核苷酸一個一個連接起來轉(zhuǎn)錄第二十一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日GCGACGGUUAUUAG

T

AC

AA

A

T

核糖核苷酸一個一個連接起來轉(zhuǎn)錄第二十二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日GCGACGGUUAUUAAG

T

AC

AA

A

T

核糖核苷酸一個一個連接起來轉(zhuǎn)錄第二十三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日GCGCGGUUAUUAUAG

T

AC

AA

A

T

核糖核苷酸一個一個連接起來轉(zhuǎn)錄第二十四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日GGCGGUUAUUAUCAG

T

AC

AA

A

T

核糖核苷酸一個一個連接起來轉(zhuǎn)錄第二十五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日GGCGGUUAUUAUCAG

T

AC

AA

A

T

核糖核苷酸一個一個連接起來DNARNA轉(zhuǎn)錄第二十六頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日（1）定義：（2）場所：（3）模板:（4）原料：（5）其他條件：（6）堿基配對：（7）產(chǎn)物：（8）意義：在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。主要是細胞核DNA的一條鏈4種核糖核苷酸ATP、酶(解旋酶、RNA聚合酶等)A-U、T-A、C-G、G-CmRNA將DNA的遺傳信息傳遞給RNA一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（線粒體、葉綠體）tRNA、rRNA第二十七頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄場所解旋模板原料酶能量堿基配對產(chǎn)物細胞核細胞核DNA的兩條鏈DNA的一條鏈每個位點都有解開有遺傳效應(yīng)的片段解開四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸解旋酶，DNA聚合酶解旋酶，

RNA聚合酶ATPATPA—T,C—GA—U,T—A,C—G,G—CDNAmRNA第二十八頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日1、DNA分子復(fù)制與遺傳信息轉(zhuǎn)錄的相同之處（）A利用的模板都相同B利用的原料都相同C所利用的酶都相同D都遵循堿基互補配對原則2、DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成分別發(fā)生在（）

A細胞核細胞質(zhì)核糖體B細胞核細胞核核糖體

C細胞質(zhì)核糖體細胞核D細胞質(zhì)細胞核核糖體DB第二十九頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日3、在雙鏈DNA中，已知其中一條鏈（A+G）/（T+C）=0.4，那么以它的互補鏈為模板，轉(zhuǎn)錄成的mRNA中（A+G）/（U+C）應(yīng)是（）A2.5B1C0.4D1.25C

AATCTATAG

TTAGATATCDNAUUAGAUAUCmRNA第三十頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA細胞質(zhì)細胞核核孔信使RNA（mRNA）通過核孔從細胞核中出來，到細胞質(zhì)中。第三十一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日UCAUGAUUAmRNA二、遺傳信息的翻譯蛋白質(zhì)堿基序列氨基酸序列翻譯第三十二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日堿基與氨基酸之間的關(guān)系是怎樣的呢？組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，RNA含有4種堿基（AGCU），4種堿基如何決定20種氨基酸?1、如果1個堿基決定一個氨基酸4×1=4種2、如果2個堿基決定一個氨基酸3、如果3個堿基決定一個氨基酸4×4=16種4×4×4=64種4、如果4個堿基決定一個氨基酸256種至少要3個堿基決定1個氨基酸推測第三十三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日1961年，英國的克里克和同事用實驗證明：mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸，每三個這樣的堿基稱作一個密碼子。

AUG

GCCUAGmRNA

1967年，科學(xué)家將20種氨基酸的密碼全部破譯，將其編制成密碼子表。

密碼子

密碼子

密碼子實驗證據(jù)第三十四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日大行小行列第三十五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日密碼子總共有多少個？能編碼氨基酸的密碼子有多少個？思考：2.

終止密碼子有幾個？編碼氨基酸嗎？4.一種氨基酸是不是只由一種密碼子編碼？3.

起始密碼子有幾個？編碼氨基酸嗎？第三十六頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日密碼子總共有64個，但能編碼氨基酸的密碼子只有61個。2.

三個終止密碼子（UAA、UAG、UGA）不編碼氨基酸3.

兩個起始密碼子（AUG、GUG）編碼氨基酸4.一種氨基酸可以由多個密碼子編碼。密碼子的簡并性5.地球上幾乎所有的生物體都共用一套密碼子①增強密碼子的容錯性；②保證翻譯的速度第三十七頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日“搬運工”——tRNA的結(jié)構(gòu)攜帶氨基酸部分

反密碼子tRNA的特性：一種tRNA只能識別轉(zhuǎn)運一種氨基酸。一種氨基酸是否只由一種tRNA來轉(zhuǎn)運呢？ACU(與密碼子互補配對)第三十八頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日UACACUAUG轉(zhuǎn)運

RNA（tRNA）氨基酸甲硫氨酸天冬氨酸異亮氨酸第三十九頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日UACACUAUG氨基酸與轉(zhuǎn)運RNA結(jié)合，這個過程要消耗能量。反密碼子甲硫氨酸天冬氨酸異亮氨酸第四十頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日ACGUGAUUAmRNA細胞質(zhì)

核糖體UACACUAUG甲硫氨酸天冬氨酸異亮氨酸第四十一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日ACGUGAUUAUACACU

核糖體mRNA與核糖體結(jié)合

翻譯的過程甲硫氨酸天冬氨酸第四十二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日ACGUGAUUAUACACU甲硫氨酸天冬氨酸AUG異亮氨酸t(yī)RNA上的反密碼子與

mRNA上的密碼子互補配對12第四十三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日UACACUAUGACGUGAUUA

兩個氨基酸分子脫水縮合12甲硫氨酸天冬氨酸異亮氨酸肽鍵第四十四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日ACGUGAUUAUACACUAUG核糖體沿著

mRNA移動，另一個

tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補配對12甲硫氨酸天冬氨酸異亮氨酸第四十五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日ACGUGAUUAUACACUAUG一個個氨基酸分子脫水縮合成多肽鏈12甲硫氨酸天冬氨酸異亮氨酸第四十六頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日ACGUGAUUAUACACUAUGtRNA離開，再去轉(zhuǎn)運新的氨基酸12甲硫氨酸天冬氨酸異亮氨酸第四十七頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日ACGUGAUUAUACACUAUG以mRNA為模板形成有一定氨基酸順序的多肽鏈；mRNA和多肽鏈被釋放到細胞質(zhì)中甲硫氨酸天冬氨酸異亮氨酸第四十八頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日基因的表達過程第四十九頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日（1）定義：（2）場所：（3）模板:

（4）原料：（5）條件：（6）密碼子：（7）產(chǎn)物：（8）意義：

游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)的過程。細胞質(zhì)（核糖體）mRNA氨基酸模板、原料、ATP（能量）、酶mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰堿基多肽鏈使DNA的遺傳信息最終得以表達二、遺傳信息的翻譯第五十頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日DNA復(fù)制

轉(zhuǎn)錄

翻譯場所模板原料條件堿基互補配對原則產(chǎn)物

細胞核

細胞核

細胞質(zhì)DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA脫氧核苷酸核糖核苷酸

氨基酸能量、酶能量、酶能量、酶A-TT-AG-CC-GA-UT-AG-CC-G密碼子與反密碼子2個子代DNA1個mRNA多肽鏈（先合成肽鏈，然后在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體加工成蛋白質(zhì)）A-UU-AG-CC-G第五十一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日區(qū)分：遺傳信息、密碼子、反密碼子（定位）遺傳信息：密碼子：反密碼子：一般指DNA分子中的脫氧核苷酸序列（堿基序列）mRNA分子上相鄰的三個堿基決定1個氨基酸，這樣的三個堿基叫做1個密碼子。tRNA分子一端的三個堿基，可以和mRNA上的密碼子互補配對，這三個堿基叫做反密碼子。第五十二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日翻譯是一個快速的過程：一個mRNA可以結(jié)合多個核糖體；同時合成多條肽鏈少量mRNA就可以迅速合成大量蛋白質(zhì)

肽鏈合成后，脫離核糖體與mRNA的復(fù)合物，然后被加工成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)。（核糖體-內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體）二、遺傳信息的翻譯第五十三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日基因

蛋白質(zhì)(體現(xiàn)性狀)(細胞核)(細胞質(zhì))信使RNA①轉(zhuǎn)錄②翻譯基因表達的過程包括：①轉(zhuǎn)錄②翻譯總結(jié)：

遺傳信息（DNA堿基序列）

密碼子（mRNA的堿基序列）

特定的氨基酸序列決定決定第五十四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日A—A—G—A—A—A—G—T—TDNAmRNAA—A—G—A—A—A—G—U—UT—T—C—T—T—T—C—A—A模板DNA（基因）堿基數(shù)、mRNA堿基數(shù)以及氨基酸數(shù)之間的關(guān)系：賴氨酸賴氨酸纈氨酸DNA（基因）堿基數(shù)：mRNA堿基數(shù)：氨基酸數(shù)==

6：3：1計算第五十五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日1、一條多肽鏈中有氨基酸1000個，則作為合成該多肽鏈模板的mRNA和基因中分別有堿基

個和

個2、一段mRNA有60個堿基，其中A有15個，G有25個，那么轉(zhuǎn)錄mRNA的DNA片段共有T和C多少個？300060003、一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有21個肽鍵的多肽，則合成這