2-4-1基因指导蛋白质的合成(教育精品).ppt

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1、基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成图1图3基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列染色体是染色体是DNADNA和基因的主要载体和基因的主要载体DNADNA与染色体的关系与染色体的关系 ；基因与染色体的关系；基因与染色体的关系；基因与基因与DNADNA的关系。的关系。图2 基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息以一定的方式反映下一代，还可以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状，这一过程

2、就叫与亲代相似的性状，这一过程就叫基因的表达基因的表达。基因的表达是通过基因的表达是通过DNADNA控制蛋白质的控制蛋白质的合成来实现的。合成来实现的。遗传信息：遗传信息：基因的脱氧核苷酸排列顺序（碱基顺序）。基因的脱氧核苷酸排列顺序（碱基顺序）。基因的表达基因的表达v蛋白质合成的场所是什么？蛋白质合成的场所是什么？v基因主要存在于细胞的哪个部分？基因主要存在于细胞的哪个部分？遗传信息是如遗传信息是如何从细胞核传到核何从细胞核传到核糖体，从而控制蛋糖体，从而控制蛋白质合成的？白质合成的？科学研究：科学研究：该实验我们能得到什么样的结论？该实验我们能得到什么样的结论？结结 论论RNARNA与蛋白

3、质合成有关与蛋白质合成有关 19551955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果加入如果加入RNARNA酶分解细胞中的酶分解细胞中的RNARNA，蛋白质合成，蛋白质合成就停止，而如果再加进了从酵母中提取出来的就停止，而如果再加进了从酵母中提取出来的RNARNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。，则又可重新合成一定数量的蛋白质。1961年，雅各布和莫诺将能把遗传年，雅各布和莫诺将能把遗传信息从信息从DNA转移到核糖体上去的物质称转移到核糖体上去的物质称为为信使信使RNARNA。v细胞中细胞中DNADNA的量是稳定的，的量是稳定的，RNARNA的量是可的量是

4、可变的。一个活跃的细胞或成长中的细胞比静变的。一个活跃的细胞或成长中的细胞比静止的细胞含有更多的止的细胞含有更多的RNARNA。19571957年，克里克在年，克里克在论蛋白质合成论蛋白质合成中认中认为，细胞中当时唯一已知存在为，细胞中当时唯一已知存在RNARNA的场所是核的场所是核糖体，所以推测蛋白质构建所依赖的糖体，所以推测蛋白质构建所依赖的RNARNA模板模板是由核糖体携带的。他还认为细胞质中至少有是由核糖体携带的。他还认为细胞质中至少有两种两种RNARNA。DNARNA基本单位基本单位碱基碱基五碳糖五碳糖酸酸碱基配对碱基配对-结构结构核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸腺嘌

5、呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胞嘧啶（胞嘧啶（C）尿嘧啶（尿嘧啶（U）脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖AT G C规则的双螺旋规则的双螺旋单链，多种形状单链，多种形状磷酸磷酸磷酸磷酸核酸核酸DNA与与RNA的比较的比较m RNAt RNAr RNA信使信使RNARNA，将将DNADNA中的遗传信息转中的遗传信息转录下来，传递到细胞质中，录下来，传递到细胞质中，密码子密码子控控制蛋白质的合成。制蛋白质的合成。转运转运RNARNA，在蛋白质的合成过程中，在蛋白质的合成过程中，运载特定的氨基酸，运载特定的氨基酸，反密码

6、子反密码子识别识别mRNAmRNA上的密码子。上的密码子。核糖体核糖体RNARNA，参与核糖体的构成，参与核糖体的构成，与蛋白质的合成有关。与蛋白质的合成有关。有肽酰转氨酶，为有肽酰转氨酶，为tRNAtRNA提供结合提供结合点，具有同点，具有同mRNAmRNA选择性结合以及在肽选择性结合以及在肽链的延伸中与链的延伸中与mRNAmRNA结合等功能。结合等功能。1.RNA1.RNA的种类及其功能的种类及其功能RNA转运转运RNARNA：是运载氨基酸的工具，一般由是运载氨基酸的工具，一般由7575个核苷酸个核苷酸组成，单链局部扭曲成三叶草形，一端携带特定的组成，单链局部扭曲成三叶草形，一端携带特定的

7、氨基酸，另一端有反密码子。（氨基酸，另一端有反密码子。（“翻译官翻译官”懂得两懂得两种种“语言语言”）19651965年年R.HolleyR.Holley确定酵母确定酵母tRNAtRNA的结构。的结构。2.基因控制蛋白质合成的过程:v第一步是基因的遗传信息传递给第一步是基因的遗传信息传递给RNA，此此步可称为步可称为“转录转录”；是指以是指以DNADNA的一条链为模板，按照碱基互补的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成配对原则，合成RNARNA的过程。的过程。(在细胞核内进行在细胞核内进行)AACTCGTGAACUCGUGAACTCGTGDNAm RNA转录过程中的碱基互补配对原则：转录过

8、程中的碱基互补配对原则：AU,TA,CG。密码子密码子 mRNAmRNA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。GACUCGGAm RNAU丝氨酸丝氨酸谷氨酸谷氨酸苏氨酸苏氨酸密码子共有密码子共有 种，其中有三种密码子不决定氨基酸，种，其中有三种密码子不决定氨基酸，终止码终止码 、和和 。能决定氨基酸的有能决定氨基酸的有 种，包括起始码种，包括起始码 和和 。v第二步第二步RNA移入细胞质通过指导蛋白质合移入细胞质通过指导蛋白质合成来表达信息，此步可称为成来表达信息，此步可称为“翻译翻译”。是指以信使是指以信使RNARNA为模板，合成具有一定氨基为模板，合成具有一

9、定氨基酸顺序的蛋白质的过程。酸顺序的蛋白质的过程。（在细胞质中进行）（在细胞质中进行）核糖体核糖体tRNAtRNA上与上与mRNAmRNA密码子形成碱基互补的密码子形成碱基互补的3 3个相个相邻的碱基。邻的碱基。反密码子反密码子 由于由于mRNAmRNA中由中由6161种不同的密码子编码种不同的密码子编码2020种不同的氨基酸，种不同的氨基酸，而每一种密码子必须与而每一种密码子必须与tRNAtRNA中相应的反密码子相配对，因中相应的反密码子相配对，因此，任何细胞中都必须至少有此，任何细胞中都必须至少有6161种不同的种不同的tRNAtRNA类型。类型。翻译过程的三个主要阶段翻译过程的三个主要阶

10、段：起始、延伸：起始、延伸和和终止终止1.1.起始阶段：起始阶段：mRNAmRNA、tRNAtRNA与核糖体相结合。信使与核糖体相结合。信使RNARNA上起始密码子位于核糖体的第一位置上。相应上起始密码子位于核糖体的第一位置上。相应的转运的转运RNARNA识别并与其配对。识别并与其配对。2.2.延伸阶段：携带着特定的氨基酸的转运延伸阶段：携带着特定的氨基酸的转运RNARNA按照按照碱基互补配对原则，识别并进入第二位置。在酶碱基互补配对原则，识别并进入第二位置。在酶的作用下，将氨基酸依次连接，形成多肽。的作用下，将氨基酸依次连接，形成多肽。3.3.终止阶段：识别终止密码，多肽链合成终止并终止阶段

11、：识别终止密码，多肽链合成终止并被释放。新生的多肽经过加工修饰才能转变为有被释放。新生的多肽经过加工修饰才能转变为有活性的蛋白质。活性的蛋白质。mRNAmRNA分为三部分：领头序列、编码序列和结尾序列。分为三部分：领头序列、编码序列和结尾序列。编码序列决定翻译过程中蛋白质的氨基酸序列。编码序列决定翻译过程中蛋白质的氨基酸序列。DNA复制复制转录转录翻译翻译时间时间细胞分裂间期细胞分裂间期生长发育过程中生长发育过程中生长发育过程中生长发育过程中场所场所模板模板模板去向模板去向原料原料产物产物产物去向产物去向物质变化物质变化细胞核细胞核细胞核细胞核核糖体核糖体亲代亲代DNA的两条链的两条链DNA的

12、一条链的一条链信使信使RNA分别进入两个新分别进入两个新DNA返回原来的返回原来的DNA中中留在留在细胞质中细胞质中游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸tRNA上的氨基酸上的氨基酸两个新两个新DNA分子分子一个一个RNA分子分子(mRNA)一条一条肽链（蛋白质）肽链（蛋白质）进入细胞质中进入细胞质中传递到子细胞中传递到子细胞中一般留在细胞质中一般留在细胞质中原则原则DNADNADNARNARNA蛋白质蛋白质A-T,C-GAU,TA,C-G密码子密码子氨基酸氨基酸碱基互补配对原则碱基互补配对原则碱基互补配对原则碱基互补配对原则碱基互补配对原则碱基互补配对原则DNA的复

13、制及其控制蛋白质的合成的复制及其控制蛋白质的合成GUCA苯丙氨酸苯丙氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸(起始密码起始密码)亮氨酸亮氨酸缬氨酸缬氨酸(起始密码起始密码)GUG*“中心法则中心法则”中几种碱基互补配对中几种碱基互补配对1）DNA复制复制(DNA DNA)：；2）转录）转录(DNA RNA)：；3）逆转录）逆转录(RNA DNA)：；4）RNA复制复制(RNA RNA)：；5）翻译）翻译(tRNA mRNA)：。A T,C GAU,TA,C GAT,UA,C GA U,C GA U,C G*一条肽链中的氨基酸数一条肽链中的氨基酸数:mRNA上的碱基数上的碱基数:基因中的碱基数基因中的碱基数 1:3:6氨基酸氨基酸