基因表达转录和翻译

1、关于基因的表达转录和翻译第1页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四4.1 基因指导蛋白质的合成第四章 基因的表达第2页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四基因蛋白质转录翻译信使RNA？（主要在细胞核）（细胞质中的核糖体）为什么RNA适合作DNA的信使呢？第3页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四DNA全称：脱氧核糖核酸基本单位：脱氧(核糖)核苷酸含氮碱基P脱氧核糖腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸 DNA分子中遗传信息储存在脱氧核苷酸排列顺序中。A G C T 四种碱基第4页，共59页，2022年，5月20日，6点

2、2分，星期四全称：核糖核酸基本单位：核糖核苷酸含氮碱基P核糖腺嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸RNA中的核糖核苷酸顺序也可以储存遗传信息，适宜作DNA的信使。A G C U 四种碱基RNA第5页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四DNARNA 组成元素 基本单位 化学组成 结构 C、H、O、N、PC、H、O、N、P脱氧核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）一分子磷酸脱氧核糖A、T、C、G 一分子磷酸核糖A、U、C、G规则的双螺旋结构 一般为单链结构DNA与RNA的比较第6页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四练习1、人体中含有( )种核酸

3、： ; ( )种核苷酸 ; ( )种碱基 。2、DNA和RNA在化学组成上有哪些区别（ ） A.磷酸 B.碱基 C.五碳糖 D.碱基和五碳糖2DNA和RNA84种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸5A G C T UD第7页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四DNA分子（双链） RNA（单链）第8页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四A A G A A A G T T DNAmRNAA A G A A A G U U T T C T T T C A A 模板链碱基互补配对原则：A-U T-A C-G（G-C）非模板链第9页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星

4、期四为什么RNA适合作DNA的信使？1、结构相似，都可以储存遗传信息；2、RNA多为单链结构，较短，可通过核孔。 RNA的种类：1、信使RNA（mRNA）2、转运RNA（tRNA）3、核糖体RNA（rRNA）转录第10页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四RNA的种类和功能种类英文缩写形状功能信使RNA转运RNA核糖体RNAmRNAtRNArRNA作为翻译的模板携带氨基酸与蛋白质、Mg2+组成核糖体三叶草形第11页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四2. 转录的过程1. 转录的定义 在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。转录可以分为几个步骤？转录第

5、12页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四一段DNA双链解开，碱基得以暴露游离核糖核苷酸与DNA一条链进行碱基互补配对新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上合成的mRNA分子从DNA链上释放， DNA双链恢复解旋碱基互补配对连接(RNA聚合酶)释放转录第13页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四TCATGATT AAG T AC AA A T 转录的过程：转录发生在细胞核中 （一段DNA双链解旋）转录第14页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四AG T AC AA A T AGCUGACGGUUU只有一条链（模板链）作为模板转录第15页

6、，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四AGCUGACGGUUURNA 聚合酶AG T AC AA A T 原料：一个个游离的核糖核苷酸转录第16页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四AGCGACGGUUUUAG T AC AA A T RNA聚合酶将核糖核苷酸连接起来（碱基互补配对原则）RNA 聚合酶第17页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四AGCGACGGUUUUAG T AC AA A T RNA聚合酶沿着DNA移动（单向）转录第18页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四GCGACGGUUUUAAG T AC AA A T R

7、NA聚合酶沿着DNA移动（单向）转录第19页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四GCGACGUUGUUAAG T AC AA A T 核糖核苷酸一个一个连接起来3,5-磷酸二酯键转录第20页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四GCGACGUGUUAUAG T AC AA A T 核糖核苷酸一个一个连接起来转录第21页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四GCGACGGUUAUUAG T AC AA A T 核糖核苷酸一个一个连接起来转录第22页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四GCGACGGUUAUUAAG T AC AA A T

8、 核糖核苷酸一个一个连接起来转录第23页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四GCGCGGUUAUUAUAG T AC AA A T 核糖核苷酸一个一个连接起来转录第24页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四GGCGGUUAUUAUCAG T AC AA A T 核糖核苷酸一个一个连接起来转录第25页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四GGCGGUUAUUAUCAG T AC AA A T 核糖核苷酸一个一个连接起来DNARNA转录第26页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四（1）定义：（2）场所：（3）模板: （4）原料：（5）其

9、他条件：（6）碱基配对：（7）产物：（8）意义：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。主要是细胞核DNA的一条链4种核糖核苷酸ATP、酶(解旋酶、RNA聚合酶等)A-U、T-A、C-G、G-CmRNA将DNA的遗传信息传递给RNA一、遗传信息的转录（线粒体、叶绿体）tRNA、rRNA第27页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四DNA复制转录场所解旋模板原料酶能量碱基配对产物细胞核细胞核DNA的两条链DNA的一条链每个位点都有解开有遗传效应的片段解开四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸解旋酶，DNA聚合酶解旋酶， RNA聚合酶ATPATPAT, CG AU,TA,CG,GC

10、 DNAmRNA第28页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四1、DNA分子复制与遗传信息转录的相同之处（ ）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 都遵循碱基互补配对原则2、DNA的复制、转录和蛋白质合成分别发生在（ ） A 细胞核 细胞质 核糖体 B 细胞核 细胞核 核糖体 C 细胞质 核糖体 细胞核 D 细胞质 细胞核 核糖体DB第29页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四3、在双链DNA中，已知其中一条链（A+G）/（T+C）=0.4，那么以它的互补链为模板，转录成的mRNA中（A+G）/（U+C）应是（ ）A 2.5 B 1

11、C 0.4 D 1.25C A A T C T A T A G T T A G A T A T CDNA U U A G A U A U CmRNA第30页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四AG T AC AA A T UCAUGAUUAmRNA细胞质细胞核核孔信使RNA（mRNA）通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。第31页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四UCAUGAUUAmRNA二、遗传信息的翻译蛋白质碱基序列氨基酸序列翻 译第32页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四碱基与氨基酸之间的关系是怎样的呢？组成生物体蛋白质的氨基酸有20种，

12、RNA含有4种碱基（AGCU），4种碱基如何决定20种氨基酸?1、如果1个碱基决定一个氨基酸4 1=4种2、如果2个碱基决定一个氨基酸3、如果3个碱基决定一个氨基酸4 4=16种4 4 4 =64种4、如果4个碱基决定一个氨基酸256种至少要3个碱基决定1个氨基酸推测第33页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四1961年，英国的克里克和同事用实验证明：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每三个这样的碱基称作一个密码子。 A U G G C C U A GmRNA 1967年，科学家将20种氨基酸的密码全部破译，将其编制成密码子表。 密码子 密码子 密码子实验证据第34页，共

13、59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四大行小行列第35页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四密码子总共有多少个？ 能编码氨基酸的密码子有多少个？思考：2. 终止密码子有几个？编码氨基酸吗？4. 一种氨基酸是不是只由一种密码子编码？3. 起始密码子有几个？编码氨基酸吗？第36页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四密码子总共有64个，但能编码氨基酸的密 码子只有61个。2. 三个终止密码子（UAA、UAG、UGA） 不编码氨基酸3. 两个起始密码子（AUG、GUG） 编码氨基酸4. 一种氨基酸可以由多个密码子编码。密码子的简并性5. 地球上几乎所有的生物体

14、都共用一套密码子增强密码子的容错性； 保证翻译的速度第37页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四“搬运工”tRNA的结构携带氨基酸部分 反密码子tRNA的特性：一种tRNA只能识别转运一种氨基酸。一种氨基酸是否只由一种tRNA来转运呢？ A C U(与密码子互补配对)第38页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四UACACUAUG转运 RNA（tRNA）氨基酸甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸第39页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四UACACUAUG氨基酸与转运RNA结合，这个过程要消耗能量。反密码子甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸第40页，共59页，2022年

15、，5月20日，6点2分，星期四ACGUGAUUAmRNA细胞质 核糖体UACACUAUG甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸第41页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四ACGUGAUUAUACACU 核糖体mRNA与核糖体结合 翻译的过程甲硫氨酸天冬氨酸第42页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四ACGUGAUUAUACACU甲硫氨酸天冬氨酸AUG异亮氨酸tRNA上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对12第43页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四UACACUAUGACGUGAUUA 两个氨基酸分子脱水缩合12甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸肽键第44页，共59

16、页，2022年，5月20日，6点2分，星期四ACGUGAUUAUACACUAUG核糖体沿着 mRNA移动，另一个 tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对12甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸第45页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四ACGUGAUUAUACACUAUG一个个氨基酸分子脱水缩合成多肽链12甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸第46页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四ACGUGAUUAUACACUAUGtRNA离开，再去转运新的氨基酸12甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸第47页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四ACGUGAUUAUACACUAUG以

17、mRNA为模板形成有一定氨基酸顺序的多肽链；mRNA 和多肽链被释放到细胞质中甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸第48页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四基因的表达过程第49页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四（1）定义：（2）场所：（3）模板: （4）原料：（5）条件：（6）密码子：（7）产物：（8）意义： 游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程。细胞质（核糖体）mRNA氨基酸模板、原料、ATP（能量）、酶mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基多肽链使DNA的遗传信息最终得以表达二、遗传信息的翻译第50页，共59页，2022

18、年，5月20日，6点2分，星期四DNA复制 转录 翻译场所模板原料条件碱基互补配对原则产物 细胞核 细胞核 细胞质DNA的 两条链DNA的 一条链mRNA脱氧核苷酸核糖核苷酸 氨基酸能量、酶能量、酶能量、酶A-T T-AG-C C-GA-U T-AG-C C-G密码子与 反密码子2个子代DNA1个mRNA多肽链（先合成肽链，然后在内质网、高尔基体加工成蛋白质）A-U U-AG-C C-G第51页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四区分：遗传信息、密码子、反密码子（定位）遗传信息：密码子：反密码子：一般指DNA分子中的脱氧核苷酸序列（碱基序列）mRNA分子上相邻的三个碱基决定1个

19、氨基酸，这样的三个碱基叫做1个密码子。tRNA分子一端的三个碱基，可以和mRNA上的密码子互补配对，这三个碱基叫做反密码子。第52页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四翻译是一个快速的过程：一个mRNA可以结合多个核糖体；同时合成多条肽链少量mRNA就可以迅速合成大量蛋白质 肽链合成后，脱离核糖体与mRNA的复合物，然后被加工成具有特定结构和功能的蛋白质。（核糖体-内质网-高尔基体）二、遗传信息的翻译第53页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四基因 蛋白质(体现性状)(细胞核)(细胞质)信使RNA转录翻译基因表达的过程包括：转录 翻译总结： 遗传信息（DNA碱基序列） 密码子（mRNA的碱基序列） 特定的氨基酸序列决定决定第54页，共59页，2022年，5月20日，6点2分，星期四A A G A A A G T T DNAmRNAA A G A A A G U U T T C T T T C A A 模板DNA（基因）碱基数、mRNA碱基数以及氨基酸数之间的关系：赖氨酸赖氨酸缬氨酸DNA（基因）碱基数：mRNA碱基数：氨基酸数= 6：3：1计算第55页，共59页，2022年，5月20日，6点