4.1基因指导蛋白质的合成.ppt

《4.1基因指导蛋白质的合成.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《4.1基因指导蛋白质的合成.ppt（38页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、0O 第四章第四章 基因的表达基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成1.DNA1.DNA主要存在哪里？主要存在哪里？主要存在哪里？主要存在哪里？2.2.蛋白质在哪里合成？蛋白质在哪里合成？蛋白质在哪里合成？蛋白质在哪里合成？DNA主要在主要在细胞核细胞核蛋白质的合成蛋白质的合成在细胞质在细胞质(核核糖体糖体)进行进行指导指导通过通过RNA问题：问题：1、DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，在细胞核中的基因如何克服空间障碍来指导进行的，在细胞核中的基因如何克服空间障碍来指导蛋白质的合成？蛋白质的合成？DNA分子（基因）是怎样控制遗传性状的？分子（基

2、因）是怎样控制遗传性状的？基因通过指导蛋白质的合成来控制生物性状基因通过指导蛋白质的合成来控制生物性状基因通过指导蛋白质的合成来控制生物性状基因通过指导蛋白质的合成来控制生物性状比较项目比较项目DNADNARNARNA基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基结构结构主要存在部位主要存在部位脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖A T C GA T C GA U C GA U C G多为双链结构多为双链结构多为单链结构多为单链结构细胞核细胞核细胞质细胞质一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录1.RNA和和DNA的比较的比较2、为什么、为什么RNA适于做适于做DNA的信

3、使呢？的信使呢？RNA的种类的种类信使RNA(mRNA)：传递遗传信息，翻译的模板。核糖体RNA(rRNA)：组成核糖体的成分。转运RNA(tRNA)：识别并转运氨基酸。多呈三叶草叶形。一端有反密码子，多呈三叶草叶形。一端有反密码子，能识别密码子。另一端可携带氨基酸并能识别密码子。另一端可携带氨基酸并运载特定的氨基酸到相应的位置。运载特定的氨基酸到相应的位置。此外，还有病毒的遗传物质此外，还有病毒的遗传物质RNARNA，具有催化作用的，具有催化作用的RNARNA酶酶总结：为什么总结：为什么RNA适合做适合做DNA的信使呢？的信使呢？1、RNA是由基本单位是由基本单位-核甘酸连接而成，核甘酸连接

4、而成，跟跟DNA一样能储存遗传信息。一样能储存遗传信息。2、RNA一般为单链，比一般为单链，比DNA短，能通过短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。核孔，从细胞核转移到细胞质中。3、RNA与与DNA的关系中，也遵循的关系中，也遵循“碱基互碱基互补配对原则补配对原则”。因此因此以以RNARNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。DNA的遗传信息是怎样传给的遗传信息是怎样传给mRNA的？的？P63一、遗传信息的转录过程一、遗传信息的转录过程DNA的平面结构图ACGTG T TTATGCAC A AAT解旋解旋一、遗传信息的转录过程一、遗传信息的转录过程需要解旋酶吗

5、？此图中的酶是什么酶？AGTAC A AATAGCUGACGGUUURNA聚合酶聚合酶1、DNA双链解开双链解开，碱基暴露。，碱基暴露。其中其中一条链一条链做做模板（不模板（不是整条链，是解开的一个片段）是整条链，是解开的一个片段）DNA的的一条链一条链场场所所：细细胞胞核核中中原料：游离的核糖核苷酸原料：游离的核糖核苷酸AGTAC A AATAGCGACGGUUU U细细胞胞核核中中2 2、游离的核糖核苷酸与模板链上的碱基互补配对。、游离的核糖核苷酸与模板链上的碱基互补配对。AGTAC A AATAGCGACGGUUU U细细胞胞核核中中3 3、核糖核苷酸通过核糖核苷酸通过RNA聚合酶连接形

6、成一个聚合酶连接形成一个mRNA分子分子AGTAC A AATGCGACGGUUU UA细细胞胞核核中中AGTAC A AATGCGACGUUGU UA细细胞胞核核中中AGTAC A AATGCGACGUGU UAU细细胞胞核核中中AGTAC A AATGCGACGGU UAU UA细细胞胞核核中中AGTAC A AATGCGCGGU UAU UA U细细胞胞核核中中AGTAC A AATGGCGGU UAU UA U C细细胞胞核核中中AGTAC A AATGGCGGU UAU UA U CmRNA细细胞胞核核中中形成形成mRNAmRNA链，链，DNADNA上的遗传信息就传上的遗传信息就传递

7、到递到mRNAmRNA上上AGTAC T AATUCAUG A UUAmRNA细胞核细胞核UCAUG A UUAmRNA细胞质细胞质核孔核孔4 4、mRNAmRNA释放，释放，DNADNA双链恢复双链恢复（1）转录的定义：）转录的定义：？（2）转录的场所：）转录的场所：？（3）转录的模板：）转录的模板：？（4）转录的原料：）转录的原料：？（5）转录的条件：）转录的条件：？（6）转录的时间：？）转录的时间：？（7）转录时的碱基配对：）转录时的碱基配对：？（8）转录的产物：）转录的产物：？在细胞核中，以在细胞核中，以DNA的的一条链一条链为模板合成为模板合成RNA的的过程。主要在细胞核主要在细胞核

8、。DNA分子的一条链分子的一条链。四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸。模板、原料、模板、原料、ATP（能量）、酶。（能量）、酶。ATCGDNARNAUAGCRNA。(9)(9)(9)(9)遗传信息流动：遗传信息流动：遗传信息流动：遗传信息流动：DNADNADNADNAmRNAmRNAmRNAmRNAA-U、T-A、C-G、G-CDNA的转录的转录生长发育的整个过程中生长发育的整个过程中病毒的病毒的RNA一定是转录来的吗一定是转录来的吗？思考：思考：组成蛋白质的氨基酸：组成蛋白质的氨基酸：信使信使RNARNA的碱基：的碱基：4 4种碱基如何决定蛋白质的种碱基如何决定蛋白质的2020种氨基酸呢？种氨基酸

9、呢？2020种种4 4种种如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种种,即即 如果如果3 3个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就可决定个氨基酸就可决定_种种,即即 如果如果2 2个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种种,即即4 416166464RNARNA是怎样把是怎样把DNADNA的遗传信息翻译成蛋白质的？的遗传信息翻译成蛋白质的？实验验证：实验验证：19611961年英国的克里克和同事用实验证明一年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由个氨基酸是由m mRNARNA的的3 3个碱基决定，即个碱基决定，即三联体密码子三联

10、体密码子.信使信使RNARNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基。个相邻的碱基。密码子密码子:决定氨基酸的密码子共有多少种？决定氨基酸的密码子共有多少种？UCAUG A UUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子UCAGUUUU苯丙氨酸苯丙氨酸UUC苯丙氨酸苯丙氨酸UUA亮氨酸亮氨酸UUG亮氨酸亮氨酸UCU丝氨酸丝氨酸UCC丝氨酸丝氨酸UCA丝氨酸丝氨酸UCG丝氨酸丝氨酸UAU酪氨酸酪氨酸UAC酪氨酸酪氨酸UAA终止密码终止密码UAG终止密码终止密码UGU半光氨酸半光氨酸UGC半光氨酸半光氨酸UGA终止密码终止密码UGG色氨酸色氨酸UCAGCCUU亮氨酸亮氨

11、酸CUC亮氨酸亮氨酸CUA亮氨酸亮氨酸CUG亮氨酸亮氨酸CCU脯氨酸脯氨酸CCC脯氨酸脯氨酸CCA脯氨酸脯氨酸CCG脯氨酸脯氨酸CAU组氨酸组氨酸CAC组氨酸组氨酸CAA谷氨酰胺谷氨酰胺CAG谷氨酰胺谷氨酰胺CGU精氨酸精氨酸CGC精氨酸精氨酸CGA精氨酸精氨酸CGG精氨酸精氨酸UCAGAAUU异亮氨酸异亮氨酸AUC异亮氨酸异亮氨酸AUA异亮氨酸异亮氨酸AUG甲硫氨酸甲硫氨酸(起始密码起始密码)ACU苏氨酸苏氨酸ACC苏氨酸苏氨酸ACA苏氨酸苏氨酸ACG苏氨酸苏氨酸AAU天冬酰胺天冬酰胺AAC天冬酰胺天冬酰胺AAA赖氨酸赖氨酸AAG赖氨酸赖氨酸AGU丝氨酸丝氨酸AGC丝氨酸丝氨酸AGA精氨酸精

12、氨酸AGG精氨酸精氨酸UCAGGGUU缬氨酸缬氨酸GUC缬氨酸缬氨酸GUA缬氨酸缬氨酸GUG缬氨酸缬氨酸（起始密码）（起始密码）GCU丙氨酸丙氨酸GCC丙氨酸丙氨酸GCA丙氨酸丙氨酸GCG丙氨酸丙氨酸GAU天冬氨酸天冬氨酸GAC天冬氨酸天冬氨酸GAA谷氨酸谷氨酸GAG谷氨酸谷氨酸GGU甘氨酸甘氨酸GGC甘氨酸甘氨酸GGA甘氨酸甘氨酸GGG甘氨酸甘氨酸UCAG20种种氨氨基基酸酸的的密密码码子子表表遗传密码的特性遗传密码的特性：1 1、有、有3 3个终止密码子，没有对应的氨基酸，所以，个终止密码子，没有对应的氨基酸，所以，在在6464个遗传密码子中，能决定氨基酸的密码子只个遗传密码子中，能决定氨

13、基酸的密码子只有有6161个。个。2 2、通用性：地球上、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密几乎所有的生物共用一套密码子表。码子表。这个事实说明各种生物有着共同的起源这个事实说明各种生物有着共同的起源3 3、简并性：、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的一种氨基酸有两种以上的密码子的情况情况。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的致的遗传性状遗传性状的改变。的改变。4、专一性：一种、专一性：一种密码子只决定密码子只决定一种一种氨基酸。氨基酸。（一种一种氨基酸可以由氨基酸可以由一种或几种一种或几种密码子决定）密码子决定）tRNA“搬运工搬运工”1、细胞

14、中的、细胞中的tRNA有多少种？有多少种？61种种2、tRNA和氨基酸转运有何对应关系？和氨基酸转运有何对应关系？每种每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。只能识别并转运一种氨基酸。每种氨基酸可由一种或几种每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。转运。反密码子与mRNA上的密码子碱基互补配对专一性：反密码子与反密码子与61种决定氨基酸种决定氨基酸的密码子对应的密码子对应问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？UA C甲硫氨酸甲硫氨酸AC U 天冬氨天冬氨酸酸核糖体核糖体1 1、mRNAmRNA与核糖体结合，核糖体可以沿着与核糖体结合，核糖体可以沿着mRNAmR

15、NA移动移动UACGUG A UUAA A二、翻译二、翻译核糖体与核糖体与mRNA的结合部位会形成的结合部位会形成2个个tRNA的结合的结合位点位点U A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬氨天冬氨酸酸1、携带甲硫氨酸的携带甲硫氨酸的tRNAtRNA通过与通过与mRNAmRNA上的碱基上的碱基AUGAUG互补配对互补配对，进入位点，进入位点1ACGUG A UUAA AUU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天冬氨天冬氨酸酸AUG 异亮氨酸异亮氨酸2 2、携带天冬氨酸的、携带天冬氨酸的tRNAtRNA以同样的方式进入位点以同样的方式进入位点2 2ACGUG A UUAA AUACGUG A UUAU

16、 A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天冬氨天冬氨酸酸AUG 异亮氨酸异亮氨酸3、甲硫氨酸通过与天冬氨酸形成肽键而、甲硫氨酸通过与天冬氨酸形成肽键而转移到占据位点转移到占据位点2的的tRNA上上缩合缩合ACGUG A UUAA AUU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天冬氨天冬氨酸酸AUG 异亮氨酸异亮氨酸4、核糖体沿着、核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，原占据位点移动，读取下一个密码子，原占据位点1的的tRNA离开核糖体，占据位点离开核糖体，占据位点2的的tRNA进入位点进入位点1，一个新的携带氨，一个新的携带氨基酸的基酸的tRNA进入位点进入位点2，继续肽链的合成。重复步骤，继续肽链的

17、合成。重复步骤2、3、4ACGUG A UUAA AU 甲硫氨甲硫氨酸酸 天冬氨天冬氨酸酸 异亮氨酸异亮氨酸直至核糖体读取到直至核糖体读取到mRNAmRNA的终止密码子，肽链合成终的终止密码子，肽链合成终止。翻译的实质是把止。翻译的实质是把mRNAmRNA的碱基序列翻译为蛋白质的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列的氨基酸序列.ACGUG A UUAA AU肽链合成后，脱离核糖体，经盘肽链合成后，脱离核糖体，经盘曲折叠成具有特定空间结构和功曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。生命活动的各项职责。一个一个mRNA分子同时结合多个核糖

18、体分子同时结合多个核糖体意义：少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质分子就可以迅速合成出大量的蛋白质核糖体沿着核糖体沿着mRNA移动的方向？移动的方向？长的肽链在哪侧就表明向哪侧移动长的肽链在哪侧就表明向哪侧移动2.2.翻译的场所：翻译的场所：3.3.翻译时的模板：翻译时的模板：4.4.翻译的原料：翻译的原料：5.5.翻译的时间：翻译的时间：6.6.翻译的条件翻译的条件:7.7.翻译时的碱基配对：翻译时的碱基配对：8.8.产物产物:AUCGmRNAtRNAUAGC C细胞质的核糖体细胞质的核糖体mRNAmRNA游离的氨基酸游离的氨基酸模板、原料、能量、酶、工具模板、原料、能量、酶、工具

19、tRNA9.9.9.9.遗传信息流动：遗传信息流动：遗传信息流动：遗传信息流动：mRNA mRNA 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质(肽链肽链)1.1.翻译的概念：翻译的概念：在细胞质中，以在细胞质中，以mRNAmRNA为模板合成具有一定为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。氨基酸顺序的蛋白质的过程。A-U、U-AG-C、C-G生物生长发育的整个过程。生物生长发育的整个过程。基因控制蛋白质合成的过程DNA的遗传信息mRNA的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺序转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译数量数量n3n6n项目项目DNADNA复制复制转录转录翻译翻译场所场所细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）

20、细胞核（主要）核糖体核糖体模板模板DNA双链双链DNA单链单链mRNA原料原料四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸能量能量ATP酶酶DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等RNA聚合酶等聚合酶等各种酶各种酶碱基配对碱基配对ATTACGGCAUTACGGCAUUACGGC产物产物DNARNA蛋白质（多肽）蛋白质（多肽）信息传递信息传递DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质列表比较列表比较DNA复制、转录和翻译复制、转录和翻译1 1、一条多肽链上有氨基酸、一条多肽链上有氨基酸300300个，则作为合成该多肽链个，则作为合成该多肽链 模板的信使模板

21、的信使RNARNA分子和转录信使分子和转录信使RNARNA的的DNADNA分子分子至少至少要要 有碱基多少个？有碱基多少个？A.300A.300；600 B.900600 B.900；18001800 C.900 C.900；900 D.600900 D.600；9009002 2、某生物基因的一段单链是、某生物基因的一段单链是G GC CA AG GA AC CA AA AA A 若以此链为模板，经转录、翻译形成的多肽若以此链为模板，经转录、翻译形成的多肽链上所对应的氨基酸顺序是：链上所对应的氨基酸顺序是：苯丙氨酸苯丙氨酸UUUUUU；天冬氨酸天冬氨酸GACGAC；亮氨酸亮氨酸CUGCUG；

22、赖氨酸赖氨酸AAAAAA；精氨酸精氨酸CGUCGU；丙氨酸丙氨酸GCAGCA A.B.A.B.C.D.C.D.3 3、在人体中，由、在人体中，由A A、T T、C C三种碱基参与构成的核苷酸共三种碱基参与构成的核苷酸共 A A2 2种种 B B4 4种种 C C5 5种种 D D6 6种种4 4、DNADNA分子的基本功能是遗传信息的分子的基本功能是遗传信息的 A A贮存和表达贮存和表达 B B传递和表达传递和表达 C C贮存和传递贮存和传递 D D转录和翻译转录和翻译5 5、DNADNA复制，转录和翻译后所形成的产物分别是复制，转录和翻译后所形成的产物分别是 A ADNADNA，RNARNA

23、，蛋白质，蛋白质 B BDNADNA，RNARNA和氨基酸和氨基酸 C CRNARNA，DNADNA和核糖和核糖 D DRNARNA，DNADNA和蛋白质和蛋白质6 6、下列转录的简式中，一共有核苷酸、下列转录的简式中，一共有核苷酸_种种 DNADNA：G-C-A-C RNAG-C-A-C RNA：C-G-U-GC-G-U-G7 7、一个、一个DNADNA分子中的碱基分子中的碱基A+TA+T为为70%70%，其转录成的信，其转录成的信 使使RNARNA上的上的U U为为25%25%，则信使，则信使RNARNA上的碱基上的碱基A A为为_6 645%45%8 8、某信使、某信使RNARNA中有碱

24、基中有碱基4040个，其中个，其中C+UC+U为为1515个，那么转录个，那么转录 此此RNARNA的的DNADNA中中G+AG+A为为 A A1515 B B2525 C C3030 D D40409 9、某、某DNADNA分子片段中碱基为分子片段中碱基为24002400对，则由此片段所控制对，则由此片段所控制 合成的多肽链中，最多有氨基酸（合成的多肽链中，最多有氨基酸（）种）种 A A800800 B B400400 C C200200 D D20201010、已知、已知tRNAtRNA一端的三个碱基是一端的三个碱基是CUACUA，则此，则此tRNAtRNA运载的氨运载的氨 基酸是基酸是

25、A A亮氨酸亮氨酸 B B天冬氨酸天冬氨酸C C丙氨酸丙氨酸 D D缬氨酸缬氨酸1111、在胰蛋白质酶合成过程中，决定它性质的根本因素是、在胰蛋白质酶合成过程中，决定它性质的根本因素是 A AmRNAmRNA B BtRNAtRNA C CDNADNA D D核糖体核糖体1212、设控制某含、设控制某含a a条肽链的蛋白质合成的基因含条肽链的蛋白质合成的基因含X X个碱基个碱基 对，氨基酸的平均分子量为对，氨基酸的平均分子量为Y Y，则该蛋白质的分子量，则该蛋白质的分子量 约为约为 A.B.A.B.C.D.C.D.1313、一种人工合成的信使、一种人工合成的信使RNARNA只含有两种核苷酸只含有两种核苷酸U U和和A A，其，其 中中U U的含量是的含量是A A的的5 5倍，这种人工合成的信使倍，这种人工合成的信使RNARNA理论上最理论上最 多有多少种可能的密码子多有多少种可能的密码子 A.4A.4种种 B.6B.6种种 C.8C.8种种 D.D.无法确定无法确定