遗传物质分子基础(5)PPT

1、关于遗传物质的分子基础 (5)第一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第1节 遗传物质是DNA（或RNA） DNA作为遗传物质的间接证据1、每个物种中，不同组织的细胞，无论其大小和功能如何，细胞核中的DNA含量都是恒定的。而细胞中RNA和蛋白质的含量在不同细胞中的变化很大。2、DNA是所有生物所共有的。3、DNA在代谢上是稳定的。第二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月DNA作为遗传物质的直接证据1细菌的转化2噬菌体的侵染和繁殖3烟草花叶病毒的感染和繁殖 第三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月噬菌体侵染细菌的实验DNA蛋白质该实

2、验能否说明DNA是遗传物质？第五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月烟草花叶病毒的结构 无细胞结构由蛋白质和RNA组成RNA是烟草花叶病毒的遗传物质RNA蛋白质第六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第2节 核酸的化学结构染色体DNA（27） 蛋白质（66） RNA（6） 组蛋白（含量比较稳定，与DNA大致相等） 非组蛋白 第七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月碱基结构第八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月核苷和核苷酸第九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月磷酸二脂键第十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月DNA分子结构和表示方法第十一张，PPT共七十六

3、页，创作于2022年6月DNA双螺旋结构右手螺旋反向平行（antiparallel）内侧是扁平的盘状碱基两条链的碱基以氢键（hydrogen bond）与互补碱基相连AT；C G上下碱基对相距0.34nm每个螺旋长3.4nm，10bp，直径2nm大沟（major groove）和小沟（minor groove） 第十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月氢 键第十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月DNA结构模型第十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月DNA结构示意图第十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月碱基排列顺序的多样性DNA分子是由A-T和C-G两种bp连

4、接起来的，每个DNA分子一般有成千上万个bp在每一个位置上只有4种可能： A、 T、C、G 假设DNA分子长1000bp，就可能有41000种不同的排列形式，41000种不同的分子结构反映出来的就可能是41000种不同性质的基因。 第十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月生物体的碱基顺序是稳定的对特定的生物体来说， DNA分子中的碱基顺序通常是保持不变，这样才能保持该遗传特性的稳定只有在特殊的条件下，改变其碱基顺序或用碱基类似物代替某一碱基时，才出现可遗传的变异（突变）第十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月核苷酸和脱氧核苷酸第十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月RN

5、A结构第十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月tRNA结构第二十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月tRNA的三维结构第二十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第3节 DNA复制DNA replication第二十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月DNA复制的一般特点原料：dNTP，互补配对原则半保留复制半不连续复制需要引物新链的延伸方向只能是5 3第二十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月半保留复制 semiconservative replication第二十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月复制起始点复制起始点 replication o

6、rigin，ori DNA分子的复制是在特定位置开始的，这个位点称为复制起始点。原核生物DNA只有一个复制起始点。真核生物DNA有多个复制起始点。第二十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月复制子 replicon一个复制起始点控制下复制的一段DNA原核生物DNA只有一个复制子真核生物每条染色体上有多个复制子第二十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月原核生物复制子第二十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月真核生物DNA多复制起始点电镜图第二十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月复制叉 replication fork半不连续复制先导链 随后链 冈崎片断引物 pri

7、mer第二十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月原核生物DNA复制DNA复制所需要的酶引物酶 primeraseDNA聚合酶 DNA polymeraseDNA连接酶 DNA ligase解旋酶 helicase拓扑异构酶第三十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月DNA复制过程起始延伸终止第三十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第三十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月真核生物DNA的复制特点细胞周期的特定时期复制多起点复制冈崎片断较原核生物短核小体全保留复制染色体端粒的复制第三十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月细胞周期的特定时期复制原核生物在整个细

8、胞生长过程中都可以进行DNA复制真核生物DNA在S期复制第三十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月RNA的复制有些病毒不含DNA，以RNA为遗传物质RNA在RNA聚合酶作用下先合成“”链“”链从“”链模板上释放出来“”链作为模板再合成“”链第三十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月端粒DNA的复制真核生物DNA是线性的线性DNA末端不能复制每复制一次DNA序列就要缩短一节！第三十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月端粒酶 telomerase端粒酶是一种核糖核蛋白，含有一个RNA分子这个RNA分子就是合成端粒序列的模板在体细胞中，端粒酶是没有活性的，胚胎细胞和肿瘤细胞中

9、有端粒酶活性第三十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第4节 RNA转录与加工转录 transcription：以DNA为模板，在RNA聚合酶的催化下，以ATP、CTP、GTP和UTP为原料，合成RNA的过程。转录是基因表达的中心环节第三十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月RNA分类mRNA，messenger RNAtRNA，transfer RNArRNA，ribosomal RNA第三十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月tRNA结构第四十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月rRNA的类型原核生物有3种rRNA：5S、16S、23S真核生物有4种rRNA：

10、5S、5.8S、18S、28S第四十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月RNA合成的一般特点不需要引物原料为rNTP，不是dNTP只有一条DNA链用作模板第四十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月有关概念模板链 template strand非模板链 nontemplate strand编码链 coding strand(有意义链）非编码链 nocoding strand第四十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月RNA聚合酶在E.coli中全酶holoenzyme 2亚基的功能是识别转录起始点核心酶 core enzyme 2RNA链的延伸由核心酶催化原核生物RNA的合

11、成第四十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月启动子 promotorDNA分子上RNA聚合酶最先结合部位Promotor在转录起始点的上游第四十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月原核生物启动子由2个元件3个要素组成1、10序列（Pribnow box） 转录起始点上游10位置，consensus sequence是TATAPuATG2、35序列（Sextama box） RNA聚合酶所覆盖的区域，共有序列是TTGACA，位于35位置。 是RNA聚合酶对转录模板的初始识别位点，决定启动子的强度。3、10区和35区间的距离 两个元件之间的距离却至关重要;相距17bp时，转录效率最

12、高。第四十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月终止子 terminator提供转录终止信号的DNA序列内在终止子，不依赖因子依赖因子的终止子第四十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月终止子的结构特征发夹结构polyU序列真正起终止作用的不是DNA序列，而是转录生成的RNA结构第四十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月转录泡第四十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月RNA的合成起始延伸终止和释放第五十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月转录和翻译同时进行在原核生物中，转录、翻译以及mRNA的降解通常是同时进行的。因为在原核生物中不存在核膜包裹的细胞核。RNA

13、的转录和多肽链的合成都是从53，只要mRNA的5端合成后，即可开始翻译。在原核生物中mRNA的寿命一般只有几分钟。往往在3端mRNA的转录还没有最后结束，5端mRNA在完成多肽链的合成后，已经开始降解。 第五十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月真核生物RNA合成的特点1： 真核生物RNA的转录在细胞核内进行转录完成后需要运送到核外，因此寿命较长真核生物RNA的合成与加工第五十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月真核生物RNA合成的特点2：真核生物一个mRNA分子一般只含有一个基因 单顺反子mRNA原核生物中称为多顺反子mRNA 第五十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6

14、月真核生物RNA合成的特点3：真核生物有几种RNA聚合酶 RNA聚合酶 除5S rRNA以外的所有rRNARNA聚合酶 mRNA前体（核不均一RNA，hnRNA)RNA聚合酶 5SRNA、tRNA、小核RNA 第五十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月真核生物RNA合成的特点4：真核生物RNA聚合酶不能独立转录RNA特定的基因需要特定的转录因子第五十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月真核生物RNA合成的特点5：真核生物启动子结构复杂不同的聚合酶使用的启动子不同不同的启动子含有的保守序列不同RNA聚合酶 的启动子结构最复杂第五十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月真核生

15、物启动子元件第五十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月真核生物RNA合成后的加工rRNA转录后的甲基化第五十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月mRNA转录后的加工加帽当mRNA合成到30b时在5端加7甲基鸟嘌呤核苷55加尾转录完成后，在特定位置切去一节，加polyARNA末端腺苷酸转移酶帽子和尾巴对mRNA的稳定性以及运输具有重要作用剪接 splicing第五十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月成熟mRNA与模板DNA的比较第六十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第5节 遗传密码和蛋白质的翻译第六十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月遗传密码字典第六

16、十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月遗传密码的主要特征三联体密码密码子间无间隔，遗传密码的译读是连续的。密码子间存在简并现象（degeneracy） 最后一个碱基具有灵活性包含起始密码子和终止密码子 遗传密码子的通用性：除极少数情况外遗传密码从病毒到人类都是通用的第六十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月蛋白质的合成蛋白质的生物合成称为翻译 translationmRNA携带从DNA上转录的遗传密码附着在核糖体上，由tRNA来运送氨基酸，按照mRNA上的密码顺序，连接成多肽链，并进一步加工成有生物活性的蛋白质分子。合成蛋白质的原料是20种氨基酸核糖体是合成蛋白质的场所氨基酸的

17、顺序由mRNA上的密码子决定第六十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月原核生物和真核生物核糖体比较第六十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月tRNA的二维结构第六十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月tRNA的三维结构第六十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月核糖体甲硫氨酸AUGGAUAUCmRNACUA反密码子 1、起始阶段mRNA与核糖体结合，tRNA运来第一个氨基酸：甲硫氨酸第六十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月ACGUGAUUA两个氨基酸分子脱水缩合AUG异亮氨酸UAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸第六十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月UCAUGUUUA甲硫氨酸ACA天冬氨酸AUG异亮氨酸2、延伸阶段核糖体移动1个密码子（3个碱基）, tRNA 按照碱基互补配对原则识别并运来相应氨基酸，形成多肽第七十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月UCAUGUUUA甲硫氨酸天冬氨酸AUG异亮氨酸tRNA离开，再去转运下一个氨基酸，肽链延伸第七十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月AG T AC AA A T UCAUGUUUAUCAUGUUUA甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸