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文檔簡介
第四章基因的本質第節(jié)2
基因指導蛋白質合成04遺傳信息的翻譯1.定義:游離在細胞質中的各種氨基酸,以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程,稱為遺傳信息的翻譯。DNA攜帶的遺傳信息mRNA攜帶的遺傳信息蛋白質轉錄翻譯堿基排序堿基排序氨基酸排序04遺傳信息的翻譯mRNA:堿基的數(shù)量排列順序種類蛋白質:氨基酸的數(shù)量排列順序種類決定決定決定討論:4種堿基怎么決定蛋白質的21種氨基酸?1個堿基決定1種氨基酸就只能決定
種,即
2個堿基決定1種氨基酸就只能決定
種,即
3個堿基決定1種氨基酸就只能決定
種,即
44種21種411642644304遺傳信息的翻譯2.密碼子:mRNA
上
3
個相鄰的堿基決定
1
個氨基酸,每
3
個這樣的堿基叫作1
個密碼子。mRNA5'3'GUGGAACCU密碼子密碼子密碼子密碼子認讀是從mRNA的5'→3',相鄰的密碼子無間隔、不重疊。纈氨酸組氨酸精氨酸苯丙氨酸第一個堿基第二個堿基第三個堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止、硒代半胱氨酸A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A甲硫氨酸(起始)蘇氨酸賴氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸谷氨酸甘氨酸G
第1個堿基第2個堿基
第3個堿基密碼子
UUUUUU
AGGAGG苯丙氨酸精氨酸第一個堿基第二個堿基第三個堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止、硒代半胱氨酸A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A甲硫氨酸(起始)蘇氨酸賴氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸谷氨酸甘氨酸G
終止密碼子:
、
、
種類
起始密碼子:
(甲硫氨酸)、(
種)
_____(纈氨酸、甲硫氨酸)
編碼氨基酸的密碼子______種64UAAUGA(硒代半胱氨酸)UAGAUGGUG62特殊密碼子說明:①在正常情況下,UGA是終止密碼子,但在特殊情況下可編碼硒代半胱氨酸。②在原核生物中,GUG也可以作起始密碼子,此時它編碼甲硫氨酸。絕大多數(shù)氨基酸都有幾個密碼子。2.密碼子的簡并性地球上幾乎所有的生物都共用同一套密碼子。3.密碼子的通用性討論1:你認為密碼子的簡并對生物體的生存和發(fā)展有什么意義?討論2:根據(jù)密碼子的通用性這一事實,你能想到什么?①增強密碼子的容錯性。當密碼子中有一個堿基改變時,由于密碼子的簡并性,可能并不會改變其對應的氨基酸;②提高使用頻率。當某種氨基酸使用頻率高時,幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。說明當今生物可能有著共同的起源。一種密碼子決定一種氨基酸。1.密碼子的專一性分析密碼子的特性思考·討論3.tRNA(轉運RNA):①形態(tài):②功能特點:③反密碼子RNA鏈經(jīng)過折疊,形成三葉草形識別密碼子,轉運氨基酸。(tRNA只能識別并轉運一種氨基酸。氨基酸可由一種或幾種tRNA轉運)mRNA5'3'ACU反密碼子密碼子位于tRNA上,其實質是與密碼子發(fā)生堿基互補配對的3個相鄰的堿基。密碼子=反密碼子=62長臂04遺傳信息的翻譯4.過程:第1步mRNA進入細胞質,與核糖體結合。攜帶甲硫氨酸的tRNA,通過與堿基AUG互補配對,進入位點1。第2步攜帶某個氨酸的tRNA以同樣的方式進入位點2。第3步甲硫氨酸與這個氨基酸形成肽鍵,從而轉移到位點2的tRNA上。第4步核糖體沿mRNA移動,讀取下一個密碼子,原占位點1的tRNA離開核糖體,原位點2的tRNA進入位點1,一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點2,繼續(xù)肽鏈的合成
就這樣,隨著核糖體的移動,tRNA以上述方式將攜帶的氨基酸輸送過來,以合成肽鏈。直到核糖體遇到mRNA的終止密碼子,合成才告終止核糖體核糖體核糖體
U
AU
C
Gu
C
U
G
G
G
A
U
A
C
U
A
C
C
G
u
G
G
A
C
U
GUAGAAUACAGUCACCGGAUmRNA脫水縮合肽鍵04遺傳信息的翻譯5.場所:6.條件:7.結果:核糖體能量:
酶:模板:原料:原則:ATP肽酰轉移酶(連接肽鍵)mRNA21種游離氨基酸
堿基互補配對A-U、U-AG-C、C-G多肽鏈8.特征:(1)如何快速高效地進行翻譯呢?一個mRNA分子上結合多個核糖體,同時進行多條肽鏈合成。(2)以同一模板合成的多條肽鏈的氨基酸序列是否相同?相同,因為其模板相同(3)翻譯合成的肽鏈就具有相應的功能嗎?不具有,還需要進一步加工。mRNA核糖體8.特征:(4)真、原核細胞基因的表達有什么區(qū)別?真核細胞中先轉錄后翻譯,原核細胞中邊轉錄邊翻譯拓展例:如mRNA上有n個堿基,轉錄時產(chǎn)生它的基因片段中至少有________個堿基,該mRNA指導合成蛋白質中至多有________個氨基酸。DNA堿基總數(shù):mRNA堿基數(shù):多肽鏈氨基酸數(shù)=6:3:12nn/3注意:無特別說明,不考慮終止密碼05中心法則中心法則:遺傳信息可以從DNA流向DNA,即DNA的復制;也可以從DNA流向RNA,進而流向蛋白質,即遺傳信息的轉錄和翻譯。復制轉錄翻譯蛋白質DNARNA中心法則的完善:1965年,科學家在RNA病毒里發(fā)現(xiàn)了一種RNA復制酶,它能對RNA進行復制。1970年,在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉錄酶,它能以RNA為模板合成DNA。復制轉錄翻譯蛋白質DNA復制RNA逆轉錄中心法則圖解(虛線表示少數(shù)生物的遺傳信息的流向)生物種類遺傳信息的傳遞過程以DNA作為遺傳物質的生物原核生物真核生物DNA病毒以RNA作為遺傳物質的生物一般RNA病毒逆轉錄病毒(HIV)轉錄DNARNA翻譯蛋白質復制復制RNA翻譯蛋白質逆轉錄轉錄DNARNA翻譯蛋白質復制RNA各種生物的遺傳信息傳遞過程參與翻譯的RNA有____種DNA中有氫鍵,RNA中無氫鍵(
)轉錄只能在細胞核中進行()轉錄和翻譯過程中堿基配對方式完全相同()一種氨基酸一定由多種tRNA轉運()一種氨基酸只能有一種密碼子決定()RNA酶就是具有催化作用的RNA分子()轉錄時RNA聚合酶的識別位點在RNA分子上()DNA的復制和轉錄過程一定都需要解旋酶()×××××一種或多種×××3練習與運用易錯判斷
(1)一個DNA分子上有很多基因,轉錄是以基因的一條鏈為模板的。(
)(2)轉錄與DNA復制都遵循堿基互補配對原則,且配對方式相同。()(3)由于基因選擇性表達,一個DNA分子在不同細胞內(nèi)轉錄出來的mRNA不完全相同。()(4)三種RNA均由DNA轉錄而來。()(5)RNA聚合酶具備解旋的功能。()(6)不同種類的細胞,mRNA的種類和數(shù)量不同,但tRNA和rRNA種類一般無差異。()×√√√√√比較項目DNA復制DNA轉錄模板原料堿基互補配對原則酶產(chǎn)物時期DNA分子RNA分子DNA的兩條鏈DNA的一條鏈四種脫氧核糖核苷酸四種核糖核苷酸A-T;G-CA-U;T-A;G-C解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶轉錄與DNA復制的區(qū)別細胞分裂間期生長發(fā)育過程思考·討論復制
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