(本科)3第1章 基因组DNA RNA 蛋白质ppt课件.ppt
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1、课程主讲人:(本科)3-第1章 基因组-DNA RNA 蛋白质ppt课件1) 1) 什么是基因组学什么是基因组学2 2)遗传的分子基础)遗传的分子基础 3) 3) 基因组顺序复杂性基因组顺序复杂性 4) 4) 基因与基因家族基因与基因家族5) 5) 基因组的结构特征基因组的结构特征基因组(基因组(genome)一词系由德国汉堡大学一词系由德国汉堡大学H.威克勒教授于威克勒教授于1920年首创,用以表示年首创,用以表示真核生物从其亲代所继承的单套染色体真核生物从其亲代所继承的单套染色体,或称染色体组。准确地说,基因组是,或称染色体组。准确地说,基因组是指生物整套染色体所含有的全部指生物整套染色体
2、所含有的全部DNA序序列列基因组学(基因组学(genomic)一词系由一词系由T.罗德里罗德里克于克于1986年首创,用于概括涉及基因组年首创,用于概括涉及基因组作图、测序和整个基因组功能分析的遗作图、测序和整个基因组功能分析的遗传学学科分支,并已用来命名一个学术传学学科分支,并已用来命名一个学术刊物刊物Genomics。基因组学与传统遗传学其他学科的差别基因组学与传统遗传学其他学科的差别: 基因组学是在基因组学是在全基因组范围全基因组范围研究基因的结构、研究基因的结构、组成、功能及其进化。涉及组成、功能及其进化。涉及大范围高通量大范围高通量收集收集和分析有关基因组和分析有关基因组DNA的序列
3、组成,染色体的序列组成,染色体分子水平的结构特征,全基因组的基因数目、分子水平的结构特征,全基因组的基因数目、功能和分类,基因组水平基因表达与调控以及功能和分类,基因组水平基因表达与调控以及不同物种之间基因组的进化关系。不同物种之间基因组的进化关系。基因组学的研究方法基因组学的研究方法:利用:利用生物信息学技术生物信息学技术处理处理海量的数据。海量的数据。1) DNA的化学与生物学的化学与生物学2) RNA的化学与生物学的化学与生物学3) 蛋白质的结构与生物学蛋白质的结构与生物学1)DNA由由两条两条具有具有极性极性的的互补单链互补单链组成组成2) 两条两条互补单链走向相反互补单链走向相反3)
4、 DNA双螺旋大小沟槽双螺旋大小沟槽交替排列交替排列4)碱基配对原则:)碱基配对原则:A-T,C-G,A-T配对配对形成形成 2对氢键对氢键,C- G配对配对形成形成3对氢键对氢键.5)每)每旋转一圈为旋转一圈为10.5 bp (碱基对碱基对) 1) DNA的合成具有方向性的合成具有方向性, 造成前导链造成前导链 与延迟链复制方式的差异与延迟链复制方式的差异; 2) DNA的降解具有方向性的降解具有方向性, 35 和和53 的降解由不同的酶执行的降解由不同的酶执行;3) 遗传密码的编排具有方向性遗传密码的编排具有方向性, 只有正只有正 链才具有编码功能链才具有编码功能;4) 转录也具有方向性,
5、转录也具有方向性,53.1) DNA1) DNA的双螺旋使的双螺旋使DNADNA的复制复杂化的复制复杂化, , 必需一套必需一套 解旋机制解旋机制; ;2) DNA2) DNA双螺旋的大小沟具有结构信息双螺旋的大小沟具有结构信息, ,许多蛋白许多蛋白 质都与大沟结合质都与大沟结合; ;3) DNA3) DNA双螺旋产生了环状双螺旋产生了环状DNADNA和长链和长链DNADNA分子的拓分子的拓 扑学构像变化;扑学构像变化;4) DNA4) DNA双螺旋的螺距双螺旋的螺距10.5 bp, 10.5 bp, 转录因子结合在转录因子结合在DNADNA双螺旋的同一侧。双螺旋的同一侧。蓝色圈蓝色圈-H位置
6、为提供氢键的供体,红色圈位置为提供氢键的供体,红色圈(-N)为氢键受体。黄色圈为氢键受体。黄色圈(-CH3)为疏水性甲基基团,白色圈为疏水性甲基基团,白色圈(-H)不提供氢键的氢原子。不提供氢键的氢原子。DNA双螺旋大沟提供了更多的空间结构信息双螺旋大沟提供了更多的空间结构信息。Hashim Al-Hashimi及同事利用核磁共振研究碱基互变异及同事利用核磁共振研究碱基互变异构体(构体(tautomer)对)对DNA复制和复制和mRNA翻译时碱基配翻译时碱基配对的影响,发现碱基互变异构体发生的频率与复制和对的影响,发现碱基互变异构体发生的频率与复制和翻译差错频率大致相当。翻译差错频率大致相当。
7、Initial selection of NTPs during replication, and tRNAs during translation, strongly relies on WC stereoche- mical geometry as a means of discriminating against mispairs. The lowerror rate (-10-3 to -10-6) during initial selection accounts for most of the overall fidelity of replication(-10-6 to -10
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