从基因到蛋白质

1、从基因到蛋白质第1页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日 思考：为什么子女长的像自己的父母？是因为子代获得了亲代复制的一份DNA的缘故第2页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日 DNA的基本功能1、通过复制，在后代的传种接代中传递遗传信息2、在后代的个体发育过程中，使遗传信息得以表达现代遗传学认为：生物的性状是有基因控制的第3页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日一.基因的概念基因：是决定生物性状的遗传物质的基本单位，是有遗传效应的DNA片段每个基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，它代表着遗传信息。基因、染色体、 DNA 三者有什么关系呢？第4

2、页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日功能上：控制生物性状的遗传物质结构、功能的基本单位。本质上（与DNA的关系）：具有遗传效应的DNA片段。 位置上（与染色体的关系）：在染色体上呈直线排列。第5页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日基因有遗传效应的DNA片段控制生物的性状?在染色体上果蝇某一条染色体上的几个基因第6页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日基因 控制生物 性状 指导合成蛋白质体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。？基因是怎样指导蛋白质的合成呢？第7页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日1.DNA主要存

3、在于哪里？2.蛋白质在哪里合成？DNA主要在细胞核蛋白质的合成在细胞质进行指导通过RNA问题：为什么RNA适于作DNA的信使呢？第8页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日（一）RNA 与DNA结构的比较：DNARNA结构组成基本单位碱基嘌呤嘧啶五碳糖无机酸规则的双螺旋结构脱氧核苷酸腺(A)、鸟(G)嘌呤胞(C)、胸腺(T)嘧啶脱氧核糖磷酸单链结构核糖核苷酸核糖磷酸腺(A)、鸟(G)嘌呤胞(C)、尿(U)嘧啶问题：RNA为什么适合作为信使？第9页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日（二）RNA的种类： 信使RNA（mRNA） 转运RNA（tRNA）核糖体RNA

4、（rRNA）由DNA转录来的，有遗传密码。运载特定的氨基酸，有反密码子。参与核糖体的构成。第10页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日构成人体的核酸有两种，构成人体核酸的基本单位核苷酸有（）A.2种B.4种C.5种D.8种D问题：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？第11页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日转录：在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程。基因控制蛋白质的合成第12页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日TCATGATT AAG T AC AA A T DNA的平面结构图第13页，共61页

5、，2022年，5月20日，13点7分，星期日AG T AC AA A T AGCUGACGGUUUDNA游离的核糖核苷酸以DNA的一条链为模板合成RNA第14页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日AG T AC AA A T AGCUGACGGUUU DNA与RNA的碱基互补配对：AU；TC；CG；TARNA 聚合酶第15页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日AG T AC AA A T AGCGACGGUUUU 组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来第16页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日AG T AC AA A T AGCGACG

6、GUUUU第17页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日AG T AC AA A T GCGACGGUUUUA第18页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日AG T AC AA A T GCGACGUUGUUA第19页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日AG T AC AA A T GCGACGUGUUAU第20页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日AG T AC AA A T GCGACGGUUAUU第21页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日AG T AC AA A T GCGACGGUUAUUA第22页

7、，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日AG T AC AA A T GCGCGGUUAUUAU第23页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日AG T AC AA A T GGCGGUUAUUAUC第24页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日AG T AC AA A T GGCGGUUAUUAUC形成的 mRNA 链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上RNADNA第25页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日 作为转录模板的是DNA一条或两条链？是整条链或是片段？ADNATGCACUGRNA第26页，共61页，2022年，5月2

8、0日，13点7分，星期日关于模板链：ATCGAGCGAGTCTTCGTCAATCGATGACATCGGCDNA说明UCGCUAGCRNARNA DNA两条链中只有一条链是有意义链，另一条为无意义链，到底哪条链是有意义链不是固定不变的。 作为模板的只是DNA链中的某个片段基因；基因1基因2 基因的两条链中，一条是有意义链，另一条是 无意义链。ab第27页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日AG T AC AA A T UCAUGAUUAmRNA 细胞质 细胞核 核孔DNAmRNA在细胞核中合成第28页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日AG T AC AA A

9、 T UCAUGAUUAmRNA 细胞质 细胞核mRNA通过核孔进入细胞质第29页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日转 录场所：产物：模板：原料：条件：碱基互补配对：细胞核核糖核苷酸DNA的一条链mRNAATP、酶GC、CG、TA、AU遗传信息的流动：DNAmRNA第30页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日转录与复制的比较：复 制 转 录场所解旋模板酶能量配对原料产物细 胞 核完全解旋只解有遗传效应的片段亲代DNA的两条链基因的一条链（信息链） 解旋酶、聚合酶等ATPAT GC AU GC 四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸两个相同的DNAmRNA第31页，共

10、61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日翻译：在细胞质中的核糖体上,以mRNA为模板,tRNA为运载工具，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。基因控制蛋白质的合成第32页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日运载工具：转运RNA(tRNA)注意：一种tRNA只能携带一种氨基酸？甲硫氨酸CUA第33页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日1、起始阶段：mRNA、tRNA与核糖体相结合。2、延伸阶段：携带着特定的氨基酸的tRNA按照碱基配补原则，识别并进入第二阶段。3、终止阶段：多肽链合成并被释放。第34页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，

11、星期日翻译场所：产物：模板：原料：条件：细胞质（核糖体）mRNA蛋白质氨基酸ATP、酶、转运RNA（tRNA）碱基互补配对：GC、CG、UA、AU遗传信息流动：mRNA蛋白质第35页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日转录与翻译的比较：转 录翻 译场所模板酶能量配对原料产物细胞核细胞质（核糖体）基因的一条链（信息链）mRNA上的遗传密码ATPAU GC AU GC 四种核糖核苷酸约二十种氨基酸信使RNA、转运RNA多肽链解旋酶、RNA聚合酶缩合酶第36页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日基因控制蛋白质合成的过程DNA的遗传信息mRNA的遗传信息蛋白质的氨基

12、酸排列顺序转录翻译第37页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日mRNA：碱基的数量排列顺序种类蛋白质：氨基酸的数量排列顺序种类决定决定决定?种?种4种20种 讨论： 一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基才能够决定20种不同的氨基酸？第38页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日知识点：人体正常的生理活动需要20种氨基酸其中8种为人体必须氨基酸（不可由其他氨基酸转化得来）： 赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、缬氨酸。第39页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日三个碱基决定一个氨基酸，43=64密码子：mRNA上决定一个

13、氨基酸的三个相邻的碱基。密码子密码子密码子UUAGAUAUCmRNA第40页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日 a、一种氨基酸可以和多个密码子相对应 b、一个密码子只和一种氨基酸相对应 c、三个终止密码：UAA、UAG、UGA；一个起始密码子：AUG第41页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日遗传密码子的特性： 1.一个密码子，决定一个特定的氨基酸； 2.一种氨基酸可能有几个密码子（简并性）。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。 第42页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日3.有3个终止密码子，没有对应的氨基酸，所以，

14、在64个遗传密码子中，能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。4.通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。第43页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日AAU 亮氨酸ACU 天冬 氨酸AUG 异亮氨酸 反密码子每个tRNA的一端是携带氨基酸的部位，另一端是有3个碱基，每个tRNA上的这3个碱基，都只能专一地与mRNA上的特定的3个碱基配对，称为反密码子第44页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日核糖体起始密码密码子密码子密码子密码子终止密码对翻译过程的理解： U A CUAGAAUACAGUCACCGGAUmRNA甲硫氨酸 U AU C U G U A C密

15、 码 子反密码子碱基互补配对起始密码第45页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日DNA、mRNA的碱基和氨基酸的数量关系结论:CGTGCACATGCACTGGTADNA谷氨酸组氨酸精氨酸氨基酸CGUGGACAUmRNAGCACUGGUAtRNA氨基酸序列基因的碱基 信使RNA的碱基 氨基酸 =6 3 1第46页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日思考： 当某DNA碱基发生改变，是否一定会导致生物性状发生改变？ 不一定。 因为发生改变的碱基可能有以下两种情况： 1、该碱基位于DNA无效片段上； 2、该碱基改变后形成的密码子与原 来的密码子决定同一种氨基酸第47

16、页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日基因对性状的控制 性状：生物形态结构和生理特征，由蛋白 质体现。酶的合成：白化病 根本原因：基因异常导致酪氨酸酶不 能合成 直接原因：体内缺少酪氨酸酶蛋白质分子的结构： 镰刀型贫血症第48页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日RNA复制20世纪70年代，科学家发现烟草花叶病病毒在环境条件适宜的夏季没有DNA而只有RNA！显然，此时的烟草花叶病病毒是以RNA为遗传物质的！烟草花叶病病毒能够正常繁殖，说明RNA也是可以进行复制的。当然，RNA的复制也遵循碱基互补配对原则。第49页，共61页，2022年，5月20日，13点7分

17、，星期日RNA复制20世纪70年代，科学家发现烟草花叶病的病毒在环境条件适宜的夏季没有DNA而只有RNA！显然，烟草花叶病病毒是以RNA为遗传物质的！烟草花叶病病毒能够正常繁殖，说明RNA也是可以进行复制的。第50页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日RNA复制第51页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日RNA复制通过RNA复制，繁殖出大量的RNA型病毒！第52页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日逆转录科学家们同时还发现，在环境适宜的夏季只有RNA的烟草花叶病病毒到了环境严酷的冬季，它们体内又具有DNA了。显然，这些DNA是以RNA为模板

18、合成的。以RNA为模板合成DNA的过程叫“逆转录”，这，需要逆转录酶来催化它。以RNA为模板合成的DNA单链第53页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日逆转录科学家们同时还发现，在环境适宜的夏季只有RNA的烟草花叶病病毒到了环境严酷的冬季，它们体内又有DNA了。显然，这些DNA是以RNA为模板合成的以RNA为模板合成DNA的过程叫“逆转录”，这，需要逆转录酶来催化它。第54页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日逆转录科学家们同时还发现，在环境适宜的夏季只有RNA的烟草花叶病病毒到了环境严酷的冬季，它们体内又有DNA了。显然，这些DNA是以RNA为模板合成的以RNA为模板合成DNA的过程叫“逆转录”，这，需要逆转录酶来催化它。DNA双螺旋第55页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日逆转录DNA双螺旋然后，双螺旋的DNA又可以进行多次的复制！第56页，共61页，2022年，5月20日，13点7分，星期日逆转录通过DNA复制，繁殖出大量DNA型病毒。第57页，共61页，2022年