从基因到蛋白质 (2)

1、第四章基因的表达第四章基因的表达转基因小鼠为什么会发光？导入了绿色荧光蛋白基因的转基因小鼠绿色荧光的海蜇 从恐龙化石中提取出恐龙从恐龙化石中提取出恐龙 DNA DNA ，真的可以使恐龙复活吗？真的可以使恐龙复活吗？电影电影侏罗纪公园侏罗纪公园中中恐龙复活的场景恐龙复活的场景基因基因控制生物控制生物性状性状蛋白质蛋白质体现者体现者基因的表达基因的表达问题：问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？基因是怎样指导蛋白质的合成呢？第一节 基因指导蛋白质的合成 基因蛋白质？基因在哪里？基因在哪里？蛋白质在哪合成？蛋白质在哪合成？基因蛋白质信使信使基因蛋白质RNARNARNA为什么适于做为什么适于做DNADN

2、A的信使？的信使？三种三种RNA示意图示意图信使信使RNARNA： 遗传信息传递的媒介遗传信息传递的媒介核糖体核糖体RNARNA：与蛋白质构成核糖体与蛋白质构成核糖体转运转运RNARNA： 转运氨基酸的工具转运氨基酸的工具比较项目比较项目DNADNARNARNA基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基空间结构空间结构主要存在部位主要存在部位DNA,RNA DNA,RNA 的主要区别的主要区别脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖A G C A G C T TA G C A G C U U规则的规则的双螺旋结构双螺旋结构多为多为单链单链，较短，较短细胞核细胞核细胞质

3、细胞质 由核苷酸连接而成，能储存遗传信息。由核苷酸连接而成，能储存遗传信息。 遵循遵循“碱基互补配对原则碱基互补配对原则 一般是单链，比一般是单链，比DNA短，能通过核孔，短，能通过核孔， 从细胞核转移到细胞质。从细胞核转移到细胞质。 mRNA适于做适于做DNA的信使的原因：的信使的原因：一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录DNADNA的遗传信息是怎么传给的遗传信息是怎么传给mRNAmRNA的？的？1 1、概念：在、概念：在细胞核细胞核中，以中，以DNADNA的一条链的一条链为模为模板合成板合成RNARNA的过程称为的过程称为转录转录。2.2.场所：场所：主要在细胞核主要在细胞核解旋酶解旋酶R

4、NA第一步：解旋第一步：解旋第二步：配对第二步：配对第三步：连接第三步：连接第四步：释放第四步：释放3 3、转录过程、转录过程3.3.过程：过程：解旋：双链解开，暴露碱基解旋：双链解开，暴露碱基配对配对模板：模板：_DNADNA的一条链的一条链原则：原则：_碱基互补配对（碱基互补配对（A-U,T-A,G-C,C-GA-U,T-A,G-C,C-G）原料：原料：_游离游离4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸聚合聚合酶：酶：_R RNANA聚合酶聚合酶结果：结果：形成一个形成一个RNARNA释放：释放： 合成的合成的RNARNA从从DNADNA链上释放，链上释放，DNADNA双链恢复双链恢复5.5.条件条

5、件模板：模板：酶：酶：原料：原料：能量：能量：DNADNA的一条链的一条链游离的四种核糖核苷酸游离的四种核糖核苷酸ATPATPRNARNA聚合酶聚合酶6. 6.意义：意义：遗传信息传递方向遗传信息传递方向DNADNAmRNAmRNA4.4.结果：结果：产生产生mRNAmRNA、tRNAtRNA、rRNArRNAA AT TT TC CA AG GA AT TG GT TA AA AG GT TC CT TA AC CDNADNAa a链链b b链链A AU UU UC CA AG GA AU UG G假设以假设以b b链为模板，则转录出的链为模板，则转录出的RNARNA碱基排列为碱基排列为P

6、P6565思考与讨论思考与讨论项目DNA复制 转录 模板原料酶场所时期产物碱基配对方式DNADNA的两条链的两条链 DNADNA的一条链的一条链 4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸 解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶等等RNARNA聚合酶聚合酶等等主要是细胞核主要是细胞核 主要是细胞核主要是细胞核 A AT TT TA AC CG CG CG GA AU U T TA AC CG GG GC CDNADNARNARNA有丝间期、有丝间期、减减前间期前间期个体生长发育个体生长发育的整个过程的整个过程DNADNA复制和转录的区别复制和转录的区别 DNA蛋白质mRN

7、A转录转录mRNAmRNA合成以后，通过核孔进入细胞质中二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译1、概念：、概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，就游离在细胞质中的各种氨基酸，就mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。的过程。AGUGA UCUAmRNA思考：思考： 组成蛋白质的氨基酸：组成蛋白质的氨基酸： mRNAmRNA的碱基种类：的碱基种类：4 4种碱基如何决定蛋白质的种碱基如何决定蛋白质的2020种氨基酸呢？种氨基酸呢？2020种种4 4种种如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，即种，即 如果如果3 3

8、个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，即种，即如果如果2 2个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，即种，即4 416166464 AGUG A UCUAmRNAUCAUG A UUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子密码子：遗传学上把密码子：遗传学上把信使信使RNA（mRNA）上）上决定决定一个一个氨基酸氨基酸的的3个个相邻相邻的碱基叫做一个密码子。的碱基叫做一个密码子。P65思考与讨论思考与讨论1.A U G G A A G C A U G U C C G A G C A A G C C G. 甲甲硫硫氨氨酸酸谷谷

9、氨氨酸酸丙丙氨氨酸酸半半胱胱氨氨酸酸脯脯氨氨酸酸丝丝氨氨酸酸赖赖氨氨酸酸脯脯氨氨酸酸几乎所有的生物共用一套密码子表。几乎所有的生物共用一套密码子表。一种密码子决定一种氨基酸，一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由但一种氨基酸可以由 不同的不同的密码子决定。密码子决定。 1 1种或多种种或多种通用性通用性简并性简并性密码子总数是密码子总数是 种种6464决定氨基酸的密码子是决定氨基酸的密码子是 种。种。6161问题：问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？tRNA“搬运工搬运工”每种每种tRNA只能识别并转运只能识别并转运一种特定的氨基酸一种特定的氨基酸!一共

10、有多少种tRNA?决定氨基酸的密码子有决定氨基酸的密码子有61种种,所以所以tRNA 有有61种种亮氨酸亮氨酸UC U谷氨酸谷氨酸 核糖体核糖体AG T AC AA A T UCAUGUUUAUCU谷氨酸谷氨酸AAGUG A AAGmRNAU A C甲硫氨酸甲硫氨酸AAGUG A AAGmRNA脱水缩合脱水缩合UCU谷氨酸谷氨酸U A C甲硫氨酸甲硫氨酸UC U谷氨酸谷氨酸AG T AC AA A T UCAUGUUUA翻译：翻译：场所场所: :条件条件: :产物产物: :原则原则: :细胞质中的核糖体上细胞质中的核糖体上1 1、模板：、模板：mRNAmRNA2 2、原料：、原料：2020种游

11、离的氨基酸种游离的氨基酸3 3、其他：多种酶和、其他：多种酶和ATPATP多肽或蛋白质多肽或蛋白质碱基互补配对碱基互补配对翻翻 译译在细胞质中，翻译是一个快速的过程。在在细胞质中，翻译是一个快速的过程。在37时，细菌细时，细菌细胞内合成肽链的速度约为每秒连接胞内合成肽链的速度约为每秒连接15个氨基酸个氨基酸一个一个mRNA上可相继结合多个上可相继结合多个核糖体，同时合成多条核糖体，同时合成多条相同相同的的多肽链；多肽链；翻译方向：判断依据为多肽链翻译方向：判断依据为多肽链的长短，长链先合成；即图中的长短，长链先合成；即图中核糖体移动的方向是从左向右；核糖体移动的方向是从左向右；意义：少量的意义

12、：少量的mRNA分子就分子就可以合成出大量的蛋白质，可以合成出大量的蛋白质，大大提高了翻译的效率。大大提高了翻译的效率。转录、翻译与转录、翻译与DNADNA复制的比较复制的比较场所场所模板模板原料原料产物产物遗传信息遗传信息传递方向传递方向DNADNA复制：复制：DNA DNADNA DNA转录：转录：DNA RNADNA RNA翻译：翻译：RNA ProRNA Pro游离的脱游离的脱氧核苷酸氧核苷酸游离的核游离的核糖核苷酸糖核苷酸游离的游离的 氨基酸氨基酸DNADNARNARNA蛋白质蛋白质DNADNADNADNADNAmRNADNAmRNA亲代亲代DNADNA的的 每一条链每一条链DNADNA的一条链的一条链（模板链）（模板链）mRNAmRNA小结小结RNARNA基因基因蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译细胞核细胞核细胞质细胞质主要细主要细胞核胞核主要细主要细胞核胞核核糖体核糖体mRNAPromRNAProA AC CU UG GG GA AU UC C U UmRNAmRNA苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸 转录转录翻译翻译蛋白质蛋白质DNADNAA AC CT TG GG GA AT TC C T TT TG GA AC CC CT TA AG GA A肽键肽键 肽键肽键课堂巩固课堂巩固蛋白