41基因指导蛋白质的合成（121022）（共25张PPT）.ppt

第4章 基因的表达4.1 4.1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成电影电影 侏罗纪公园侏罗纪公园DNA主要在细胞核主要在细胞核蛋白质的合成蛋白质的合成在细胞质进行在细胞质进行指导指导通过通过RNA问问题题3 3：为什么为什么RNARNA适于作适于作DNADNA的信使？的信使？问题问题1 1、基因主要存在于什么地方，蛋白质合成的场所基因主要存在于什么地方，蛋白质合成的场所在哪里？在哪里？问题问题2 2、DNADNA能否到细胞质中去直接指导蛋白质的合成？能否到细胞质中去直接指导蛋白质的合成？RNA和和DNA的比较的比较DNARNA基本单位基本单位含含N碱基碱基五碳糖五碳糖单单双链双链分子大小分子大小脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖A、T、G、C双链双链核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖A、U、G、C单链单链很大很大比较小比较小问问题题3 3：为什么为什么RNARNA适于作适于作DNADNA的信使？的信使？RNARNA的的种类种类1.1.信使信使RNARNA：遗传信息传递的媒介遗传信息传递的媒介3.3.核糖体核糖体RNARNA：核糖体的主要成分之一：核糖体的主要成分之一rRNAU AU ACA UGACGA Um mRNARNA2.2.转运转运RNARNA：转运氨基酸的工具：转运氨基酸的工具C U Ct tRNARNA问题问题4 4、DNADNA的遗传信息是怎么传给的遗传信息是怎么传给mRNAmRNA的？的？在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程，叫做转录。一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录过程过程1.DNA双链解旋双链解旋2.碱基配对碱基配对3.聚合成聚合成RNA转录（转录（transcriptiontranscription）4 4.RNA释放，释放，DNADNA恢复恢复游离核糖游离核糖核苷酸核苷酸DNA：ATGCRNA：UACGDNADNA的遗传信息是怎么传给的遗传信息是怎么传给mRNAmRNA的？的？TATGCTACGA是是整条整条DNA解旋解旋还是还是某片段某片段？CAUG酶酶U GCGUAGCAG URNARNARNA聚合酶聚合酶 mRNAmRNA通过通过核孔核孔，进入细，进入细胞质中指导蛋白质的合成。胞质中指导蛋白质的合成。模板链模板链:有转录功能有转录功能编码链编码链:无转录功能无转录功能模板链和编码链模板链和编码链mRNAmRNA类别类别项目项目复制复制转录转录场所场所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量碱基碱基配对配对产物产物细胞核只有DNA的一条链四种核糖核苷酸DNA解旋酶、RNA聚合酶ATPA-U G-C T-A C-GmRNA细胞核DNA的两条链四种脱氧核苷酸DNA解旋酶、DNA聚合酶ATPA-T C-G T-A G-C子代DNA复制和转录的比较复制和转录的比较只解旋有遗传效应的片段完全解旋转录小结转录小结定义定义:场所场所:模板模板:原料原料:酶酶:碱基配对：碱基配对：产物：产物：在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。细胞核DNA分子的一条链（模板链）四种核糖核苷酸（A、U、C、G)RNA聚合酶等DNA：A T G CRNA：U A C GmRNA解旋解旋:有遗传效应的DNA片段ATP能量能量:问题问题4 4：转录得到的：转录得到的mRNAmRNA仍是碱基序列，而不仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，是蛋白质。那么，RNARNA上的碱基序列如何指导上的碱基序列如何指导蛋白质合成的呢？蛋白质合成的呢？翻译：翻译：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顺序的蛋白质的过程。二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译mRNA：碱基的数量碱基的数量排列顺序排列顺序种类种类蛋白质蛋白质：氨基酸的数量氨基酸的数量排列顺序排列顺序种类种类决定决定决定决定决定决定?种?种4种20种问题问题5 5：mRNAmRNA如何将信息翻译成蛋白质？如何将信息翻译成蛋白质？问题6：碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够决定20种不同的氨基酸？U U A G AUA U CmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子实验证明：三个碱基决定一个氨基酸，实验证明：三个碱基决定一个氨基酸，4 43 3=64=64 mRNA上上3个相邻个相邻的碱基决定的碱基决定1个个氨基酸，氨基酸，每每3个个这样的碱基称为这样的碱基称为1个个密码子密码子。A UGGAUAU CmRNA密密码码子子表表1、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。2、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况。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。3、有3个终止密码，没有对应的氨基酸，所以，在64个遗传密码中，能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。问题问题7 7：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？遗传密码的特性遗传密码的特性tRNAtRNA的一端运载着氨基酸的一端运载着氨基酸tRNA“搬运工搬运工”tRNAtRNA的种类很多，一种的种类很多，一种tRNAtRNA只能携带一种只能携带一种氨基酸氨基酸,一种氨基酸可由若干种一种氨基酸可由若干种tRNAtRNA携带。携带。AC U 天冬天冬氨酸氨酸mRNAA UG A U A CCGA U U UG AGGGCUCAUAAUUA肽键肽键核糖体核糖体翻译（翻译（translation）的过程）的过程A UG A U A CCGA U U UG AG起始密码起始密码A UG A U A CCGA U U UG AGUAAUUA翻译（翻译（translation）的过程）的过程UCAGGC终止密码终止密码DNADNA、RNARNA的碱基和氨基酸的数量关系的碱基和氨基酸的数量关系C G TGCAC A TG C A C TG G TADNA氨基酸氨基酸C G UGGAC A UmRNA精氨酸精氨酸G C AtRNA遗传信息遗传信息遗传密码遗传密码反密码子反密码子氨基酸序列氨基酸序列基因的碱基基因的碱基 mRNAmRNA的碱基的碱基 氨基酸氨基酸 =6 3 1模板链模板链谷氨酸谷氨酸C U G 组氨酸组氨酸G U A翻译小结翻译小结场所场所：定义：定义：原料原料：模板模板：工具工具：产物：产物：细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）游离在细胞质中的各种氨基酸，游离在细胞质中的各种氨基酸，以以mRNAmRNA为模板合成具有一定氨基为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。酸顺序的蛋白质的过程。氨基酸氨基酸mRNAmRNAtRNAtRNA蛋白质蛋白质DNADNA的复制、转录、翻译的比较的复制、转录、翻译的比较DNADNA的复制的复制转录转录翻译翻译场所场所模板模板原料原料碱基对碱基对应关系应关系信息传信息传递方向递方向产物产物细胞核细胞核DNADNA两条链两条链脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNADNADNADNADNA细胞核细胞核DNADNA一条链一条链核糖核苷酸核糖核苷酸mRNAmRNA核糖体核糖体mRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质A AT GT GC C A AU GU GC C 密码子密码子氨基酸氨基酸A AU GU GC C DNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质1.1.根据转录和翻译过程填充下表根据转录和翻译过程填充下表（注：遗传密码：色氨酸（注：遗传密码：色氨酸UGGUGG，天冬氨酸，天冬氨酸 GAUGAU，丙氨酸丙氨酸GCUGCU，精氨酸，精氨酸 CGA,CGA,丝氨酸丝氨酸AGUAGU）DNA双链双链编码链编码链模板链模板链C G A A C C T C AmRNAtRNA氨基酸氨基酸2.2.比较编码链和比较编码链和mRNAmRNA碱基序列的异同碱基序列的异同G C T T G G A G TG CU U G G A G UC G A A C C U C A丙氨酸丙氨酸 色氨酸色氨酸 丝氨酸丝氨酸 巩固练习3.3.经经测测定定，某某RNARNA片片段段含含有有3030个个碱碱基基，其其中中A+GA+G为为1212个个，那那么么转转录录该该RNARNA片片段段的的DNADNA片片段段应应含含C+TC+T的的数量为：数量为：A A、3030个个 B B、2424个个 C C、2020个个 D D、1212个个4.4.牛牛胰胰岛岛素素其其中中的的一一条条多多肽肽链链有有3030个个氨氨基基酸酸，则则作作为为合合成成该该多多肽肽链链的的模模板板mRNAmRNA分分子子和和用用来来转转录录mRNAmRNA的的DNADNA分子分别至少要有碱基分子分别至少要有碱基:A A、3030个和个和3030个个 B B、3030个和个和6060个个 C C、9090个和个和9090个个 D D、9090个和个和180180个个AD 巩固练习5.5.某某蛋蛋白白质质分分子子由由两两条条多多肽肽链链组组成成，在在合合成成蛋蛋白白质质的的过过程程中中生生成成100100分分子子的的水水，那那么么控控制制该该蛋蛋白白质质合合成成的的基基因因中中至至少少有有多多少少脱氧核苷酸：脱氧核苷酸：A A、612 612 B B、306 306 C C、204 D204 D、606606A 6.6.设控制某含设控制某含a a条肽链的蛋白质合成的基因条肽链的蛋白质合成的基因含含X X个碱基对，氨基酸的平均分子量为个碱基对，氨基酸的平均分子量为Y Y，则该蛋白质的分子量约为则该蛋白质的分子量约为 。（X/3）Y（X/3a）18 巩固练习