基因的表达（公开课）.ppt

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1、基因蛋白质生物体性状 生物体的性状形成离不开蛋白质生物体的性状形成离不开蛋白质（特别是酶）的作用。（特别是酶）的作用。 基因通过指导蛋白质的合成来控制基因通过指导蛋白质的合成来控制 性状。性状。 这一过程成为基因的表达。这一过程成为基因的表达。第第 4 4 章章 基因的表达基因的表达第第1 1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成 （高三复习）（高三复习）刘冰妍刘冰妍2013-12-6 蛋白质在细胞质中蛋白质在细胞质中核糖体的上合成核糖体的上合成基因基因 DNA 染色体染色体 细胞核细胞核 细胞细胞mRNAmRNA的发现的发现19551955年年BrachetBrachet用洋葱根尖和

2、变形虫进行了实验：用洋葱根尖和变形虫进行了实验： 若加入若加入RNARNA酶降解细胞中的酶降解细胞中的RNARNA，则蛋白质合成就停，则蛋白质合成就停止，若再加入从酵母中提取的止，若再加入从酵母中提取的RNARNA，则又可以重新合成，则又可以重新合成一些蛋白质。一些蛋白质。 这表明，蛋白质的合成是依赖这表明，蛋白质的合成是依赖于于RNA。 1956 1956年年Elliot Elliot VolkinVolkin和和 Lawrence Lawrence AstrachanAstrachan作了作了一项很有意思的观察：一项很有意思的观察： 当大肠杆菌被当大肠杆菌被T2T2噬菌体感染后，便迅速停止

3、了噬菌体感染后，便迅速停止了RNARNA的的合成，但噬菌体的合成，但噬菌体的RNARNA却开始迅速合成。而且经过测定却开始迅速合成。而且经过测定，发现这种新合成的，发现这种新合成的RNARNA的碱基比和的碱基比和T2T2噬菌体的噬菌体的DNADNA碱基碱基比相似，而和细菌的碱基比不同。比相似，而和细菌的碱基比不同。 由于由于T2噬菌体感染细菌噬菌体感染细菌时注入的是时注入的是DNA，而在细，而在细胞里合成的是胞里合成的是RNA，推测，推测DNA是合成是合成RNA 的模板。的模板。 最令人信服的证据来自最令人信服的证据来自DNA-RNADNA-RNA的杂交实验。的杂交实验。Hall.B.DHal

4、l.B.D和和Spiegeman,SSpiegeman,S两位科学家，将两位科学家，将T2T2噬菌体感染大肠杆菌后立即噬菌体感染大肠杆菌后立即产生的产生的RNARNA分离出来，分别与分离出来，分别与T2T2噬菌体和大肠杆菌的噬菌体和大肠杆菌的DNADNA进行进行分子杂交：结果发现这种分子杂交：结果发现这种RNARNA只能和只能和T2T2噬菌体的噬菌体的DNADNA杂交形成杂交形成“杂交杂交”链，而不能和大肠杆菌的链，而不能和大肠杆菌的DNADNA进行杂交。进行杂交。 mRNAmRNA的发现的发现RNA的结构和种类A核糖核糖PC核糖核糖PU核糖核糖PPG核糖核糖DNA（基因）（基因）mRNA蛋白

5、质蛋白质启动子启动子终止子终止子编码区编码区转转 录录翻翻 译译起始密码起始密码终止密码终止密码RNA聚合酶聚合酶 基因上一个碱基基因上一个碱基发生改变，合成发生改变，合成的蛋白质会改变的蛋白质会改变吗？吗？RNARNA翻译形成蛋白质的过程翻译形成蛋白质的过程（与（与mRNA上的密码子配对）上的密码子配对）A A UA A U亮氨酸C U AC U A天门冬氨酸遗传密码的性质遗传密码的性质 （1 1）密码的简并性：）密码的简并性：6464种密码子决定种密码子决定2020种氨基酸，必然同种氨基酸，必然同一种氨基酸有多个密码子。这种由一种以上密码子编码同一一种氨基酸有多个密码子。这种由一种以上密码

6、子编码同一种氨基酸的现象称为简并性。密码子的简并性减少了突变对种氨基酸的现象称为简并性。密码子的简并性减少了突变对生物的影响。几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保生物的影响。几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速度。证翻译的速度。（2 2）密码的通用性：）密码的通用性：遗传密码不论在体外还是在遗传密码不论在体外还是在体内，对绝大多数病毒、原核生物、真菌、植物体内，对绝大多数病毒、原核生物、真菌、植物和动物都是适用的。从病毒到高等动植物，几乎和动物都是适用的。从病毒到高等动植物，几乎所有生物都共用一套遗传密码。说明所有生物可所有生物都共用一套遗传密码。说明所有生物可能有共同的起源

7、或生命在本质上是统一的。能有共同的起源或生命在本质上是统一的。真核细胞蛋白质的“分选”附着在内质网上的核糖体附着在内质网上的核糖体游离细胞质中的核糖体游离细胞质中的核糖体 肽链合成后，经过一系列步骤，被运送到各自肽链合成后，经过一系列步骤，被运送到各自的的“岗位岗位”，盘曲折叠成具有特定空间结构和功，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。职责。1 1、肺细胞中的、肺细胞中的let-7let-7基因表达减弱，癌基因基因表达减弱，癌基因RASRAS表达增表达增强，会引发肺癌强，会引发肺癌, ,影响机理如图影响机理如图

8、 。 基因与基因之间基因与基因之间也也存在着复杂的相互作用，存在着复杂的相互作用，从而影响着基从而影响着基因的表达和生物的性状。因的表达和生物的性状。miRNA（微（微RNA）2 2、原核生物的、原核生物的mRNAmRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，但真核生物的核基因必须在质的翻译，但真核生物的核基因必须在mRNAmRNA形成之形成之后才能翻译蛋白质，针对这一差异的合理解释是：后才能翻译蛋白质，针对这一差异的合理解释是：A A原核生物的原核生物的tRNAtRNA合成无需基因指导合成无需基因指导B B真核生物真核生物tRNAtRNA呈三叶草结构呈三叶草结构C C真核生物的核糖体可进入细胞核真核生物的核糖体可进入细胞核D D原核生物的核糖体可以靠近原核生物的核糖体可以靠近DNADNA( D )原核生物与真核生物基因表达的比较原核生物与真核生物基因表达的比较原核生物转录和翻译在同一时间和空间内发生，原核生物转录和翻译在同一时间和空间内发生，真核生物转录和翻译在时间和空间上都被分隔开。真核生物转录和翻译在时间和空间上都被分隔开。 真核生物基因表达真核生物基因表达复杂、精确，有什复杂、精确，有什么生物学意义？么生物学意义？