基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成示范課

1、問題一：在現(xiàn)實(shí)生活中，我們能不能像電影問題一：在現(xiàn)實(shí)生活中，我們能不能像電影侏羅紀(jì)公園侏羅紀(jì)公園中描述的那中描述的那樣，利用恐龍的樣，利用恐龍的DNA，使恐龍復(fù)活呢？，使恐龍復(fù)活呢？ 問題二：如果能利用恐龍的問題二：如果能利用恐龍的DNA使恐龍復(fù)活，你認(rèn)為主要要解決什么使恐龍復(fù)活，你認(rèn)為主要要解決什么問題？問題？ 電影電影侏羅紀(jì)公園侏羅紀(jì)公園中恐龍復(fù)活的場中恐龍復(fù)活的場景景基因是通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合基因是通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來控制性狀的。成來控制性狀的。基因是具有基因是具有遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)的的DNA片段片段即：即：基因基因能控制生物的能控制生物的性狀蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)直接體現(xiàn)者直接體現(xiàn)者指導(dǎo)指導(dǎo)合成合

2、成基因通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成基因通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來控制性狀的過程。來控制性狀的過程。基因的表達(dá)：基因的表達(dá)： 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)基因基因蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)性狀的主要體現(xiàn)者性狀的主要體現(xiàn)者蛋白質(zhì)是由蛋白質(zhì)是由基因基因控制合成的。控制合成的。基因怎樣控制蛋白質(zhì)的合成呢基因怎樣控制蛋白質(zhì)的合成呢?怎么辦？怎么辦？怎么辦？怎么辦？派遣信使，將派遣信使，將DNA上的信息送到細(xì)上的信息送到細(xì)胞質(zhì)中的相應(yīng)部位胞質(zhì)中的相應(yīng)部位在兩種在兩種“語言信息語言信息”之間架設(shè)之間架設(shè)“橋橋梁梁”怎么辦？怎么辦？派遣信使，將派遣信使，將DNA上的信息送到細(xì)上的信息送到細(xì)胞質(zhì)中的相應(yīng)部位胞質(zhì)中的相應(yīng)部位在兩種在兩種“語言信息語言信息

3、”之間架設(shè)之間架設(shè)“橋橋梁梁”轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄怎么辦？怎么辦？派遣信使，將派遣信使，將DNA上的信息送到細(xì)上的信息送到細(xì)胞質(zhì)中的相應(yīng)部位胞質(zhì)中的相應(yīng)部位在兩種在兩種“語言信息語言信息”之間架設(shè)之間架設(shè)“橋橋梁梁”翻譯翻譯轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)的合成與蛋白質(zhì)的合成與RNA有關(guān)有關(guān) 實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一: 1955年有人用洋蔥根尖年有人用洋蔥根尖做實(shí)驗(yàn)做實(shí)驗(yàn):如果加入如果加入RNA酶分解細(xì)胞中酶分解細(xì)胞中RNA，蛋白，蛋白質(zhì)合成就停止；質(zhì)合成就停止；如果再加入從酵母菌中提取的如果再加入從酵母菌中提取的RNA，則，則又可以合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。又可以合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：DNA脫氧核糖核酸脫氧

4、核糖核酸RNA核糖核酸核糖核酸主要存在部位主要存在部位結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)基本單位基本單位堿基堿基五碳糖五碳糖無機(jī)酸無機(jī)酸雙鏈雙鏈單鏈單鏈脫氧核苷酸脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸A G C TA G C U脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸DNA與與RNA比較比較細(xì)胞核細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)為什么為什么RNARNA適于作適于作DNADNA的信使？的信使？ RNA RNA也是由核苷酸連接而成，也能也是由核苷酸連接而成，也能儲存遺儲存遺傳信息傳信息。 RNARNA與與DNADNA的關(guān)系中，也遵循的關(guān)系中，也遵循堿基互補(bǔ)配堿基互補(bǔ)配對原則對原則。 RNARNA一般為單鏈，比一般為單鏈，比DNADNA短，短，能

5、通過核孔能通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。RNRNA A的種的種類類信使信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)核糖體核糖體 RNA (rRNA)RNA (rRNA)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn) RNA(tRNA)RNA(tRNA)將將DNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄下來，以遺傳密碼的的遺傳信息轉(zhuǎn)錄下來，以遺傳密碼的形式傳遞至細(xì)胞質(zhì)的核糖體上，成為蛋白質(zhì)形式傳遞至細(xì)胞質(zhì)的核糖體上，成為蛋白質(zhì)合成的模板。合成的模板。氨基酸的運(yùn)載工具。（一種轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的運(yùn)載工具。（一種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA只能識別和轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸只能識別和轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸)。核糖體的組成部分核糖體的組成部分1.1.場所：場所：主要在細(xì)胞核主要在細(xì)

6、胞核2.2.過程：過程：4 4步步: :解旋、堿基互補(bǔ)配對、連接、釋放解旋、堿基互補(bǔ)配對、連接、釋放3.3.條件條件模板：模板：酶：酶：原料：原料：能量：能量：4.4.結(jié)果：結(jié)果：DNADNA的一條鏈的一條鏈游離的四種游離的四種核糖核苷酸核糖核苷酸ATPATPDNADNA解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶等聚合酶等形成與原形成與原DNADNA片段一條鏈的片段一條鏈的互補(bǔ)配對的互補(bǔ)配對的單鏈單鏈RNARNA一、一、轉(zhuǎn)錄的概念轉(zhuǎn)錄的概念 在在_中，中，以以 為為模板模板，按照，按照_ _ 的原則合的原則合成成RNARNA的過程，稱為的過程，稱為轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄。細(xì)胞核細(xì)胞核 DNADNA的一條鏈的一條鏈

7、堿基互補(bǔ)配對堿基互補(bǔ)配對轉(zhuǎn)錄的堿基互補(bǔ)配對原則：轉(zhuǎn)錄的堿基互補(bǔ)配對原則： TA，GC，CG， AU5、轉(zhuǎn)錄的意義：、轉(zhuǎn)錄的意義： 使使DNA上的遺傳信息傳遞上的遺傳信息傳遞mRNA 上，以便送到細(xì)胞質(zhì)中；上，以便送到細(xì)胞質(zhì)中； 轉(zhuǎn)錄的模板：轉(zhuǎn)錄的模板：基因兩條鏈中的一條基因兩條鏈中的一條鏈，一般稱為模板鏈、轉(zhuǎn)錄鏈，或者是鏈，一般稱為模板鏈、轉(zhuǎn)錄鏈，或者是有意義鏈。有意義鏈。 轉(zhuǎn)錄形成的信使轉(zhuǎn)錄形成的信使RNA（簡稱為（簡稱為mRNA）會(huì)被送到細(xì)胞質(zhì)中，指導(dǎo)蛋白質(zhì)）會(huì)被送到細(xì)胞質(zhì)中，指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。的合成。 現(xiàn)在合現(xiàn)在合成了信使成了信使RNA，又怎，又怎樣控制蛋白樣控制蛋白質(zhì)的合成呢質(zhì)的合成呢

8、?翻譯翻譯: 翻譯就是以信使翻譯就是以信使RNA為模板為模板, 合成合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。翻譯翻譯: 翻譯就是以信使翻譯就是以信使RNA為模板為模板, 合成合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。翻譯的場所：翻譯的場所：翻譯翻譯: 翻譯就是以信使翻譯就是以信使RNA為模板為模板, 合成合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。翻譯的場所：翻譯的場所：細(xì)胞質(zhì)中的核糖體細(xì)胞質(zhì)中的核糖體翻譯翻譯:UUUUUU信使信使RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)UUUUUU信使信使RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)由

9、由20種氨基酸構(gòu)成種氨基酸構(gòu)成UUUUUU信使信使RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA由四種核苷酸組成由四種核苷酸組成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)由由20種氨基酸構(gòu)成種氨基酸構(gòu)成UUUUUU信使信使RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA由由四種四種核苷酸組成核苷酸組成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)由由構(gòu)成構(gòu)成解決辦法解決辦法UUUUUU信使信使RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA由四種核苷酸組成由四種核苷酸組成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)由由20種氨基酸構(gòu)成種氨基酸構(gòu)成3個(gè)堿基個(gè)堿基1個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸解決辦法解決辦法UUUUUU信使信使RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA由四種核苷酸組成由四種核苷酸組成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)由由20種氨基酸構(gòu)成種氨基酸構(gòu)成3個(gè)堿基個(gè)堿基1個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸解決辦

10、法解決辦法UUUUUU信使信使RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA由四種核苷酸組成由四種核苷酸組成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)由由20種氨基酸構(gòu)成種氨基酸構(gòu)成3個(gè)堿基個(gè)堿基1個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸解決辦法解決辦法UUUUUU信使信使RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA由四種核苷酸組成由四種核苷酸組成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)由由20種氨基酸構(gòu)成種氨基酸構(gòu)成3個(gè)堿基個(gè)堿基1個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸解決辦法解決辦法UUUUUU信使信使RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA由四種核苷酸組成由四種核苷酸組成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)由由20種氨基酸構(gòu)成種氨基酸構(gòu)成3個(gè)堿基個(gè)堿基1個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸解決辦法解決辦法UUUUUU密碼子密碼子信使信使RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA由四種核苷酸組成由四種

11、核苷酸組成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)由由20種氨基酸構(gòu)成種氨基酸構(gòu)成3個(gè)堿基個(gè)堿基1個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸解決辦法解決辦法UUUUUU密碼子密碼子信使信使RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA由四種核苷酸組成由四種核苷酸組成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)由由20種氨基酸構(gòu)成種氨基酸構(gòu)成信使信使RNA上決定一個(gè)氨基上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰堿基酸的三個(gè)相鄰堿基密碼子總數(shù)是密碼子總數(shù)是 種，種，但決定氨基酸的密碼子是但決定氨基酸的密碼子是 種。種。所有生物的密碼子是所有生物的密碼子是 的。的。61616464一種密碼子決定一種氨基酸，一種密碼子決定一種氨基酸，但一種氨基酸可以由但一種氨基酸可以由 不同的不同的密碼子決定。密碼子決定。 1 1種或多

12、種種或多種相同相同P65思考與討論思考與討論2.3遺傳密碼的特性：遺傳密碼的特性：1、專一性專一性 : 一個(gè)密碼子只和一個(gè)密碼子只和_種氨基種氨基 酸相對應(yīng)酸相對應(yīng)2、通用性：通用性：地球上幾乎所有的生物共用地球上幾乎所有的生物共用 一套密碼子表。一套密碼子表。3、簡并性：簡并性：一種氨基酸有兩種以上的密碼子的一種氨基酸有兩種以上的密碼子的 情況情況 。在一定程度上能防止由于堿基在一定程度上能防止由于堿基 的改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。的改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。1 1運(yùn)載工具：運(yùn)載工具：轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn) RNA（tRNA)U UU UUUU UU UUUU UU UUUU UU UUUU UU U

13、UU反反密密碼碼子子U UU UUU可對應(yīng)可對應(yīng)61種種密碼子密碼子反反密密碼碼子子AC U天冬氨酸天冬氨酸運(yùn)載工具：運(yùn)載工具：轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn) RNA（tRNA) 反密碼子反密碼子AC U天冬氨酸天冬氨酸運(yùn)載工具：運(yùn)載工具：轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn) RNA（tRNA)注意：一種注意：一種tRNA只只能攜帶一種氨基酸能攜帶一種氨基酸 反密碼子反密碼子AC U天冬氨酸天冬氨酸運(yùn)載工具：運(yùn)載工具：轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn) RNA（tRNA)tRNAtRNA小知識：小知識： tRNAtRNA三葉草三葉草狀結(jié)構(gòu)狀結(jié)構(gòu), , 總共有總共有6161種種tRNA, tRNA, 能攜帶氨基酸的只有能攜帶氨基酸的只有2020種種； 一種氨基酸一種氨基

14、酸可能由可能由一種或多種一種或多種tRNAtRNA攜帶攜帶, , 但但一種一種tRNAtRNA最多只能攜最多只能攜帶帶一種特定的氨基酸。一種特定的氨基酸。請觀看翻譯過程請觀看翻譯過程翻譯翻譯.avi動(dòng)畫2.ppt請用自己的語言描述請用自己的語言描述翻譯的過程翻譯的過程!細(xì)胞質(zhì)中的某個(gè)細(xì)胞質(zhì)中的某個(gè)mRNA片段片段ACGUG A UUAmRNAU UA 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì) 核糖體核糖體ACGUG A UUAmRNAU UA 1. mRNA與核糖體結(jié)合與核糖體結(jié)合CU A甲硫甲硫氨酸氨酸核糖體核糖體ACGUG A UUAmRNAU UA 1. mRNA與核糖體結(jié)合與核糖體結(jié)合2. tRNA上的反密碼子與

15、上的反密碼子與 mRNA上的密碼上的密碼 子互補(bǔ)配對子互補(bǔ)配對 CU A甲硫甲硫氨酸氨酸ACGUG A UUAmRNAU UA 1. mRNA與核糖體結(jié)合與核糖體結(jié)合2. tRNA上的反密碼子與上的反密碼子與 mRNA上的密碼上的密碼 子互補(bǔ)配對子互補(bǔ)配對 C U A 天冬天冬氨酸氨酸CU A甲硫甲硫氨酸氨酸ACGUG A UUAmRNAU UA C U A 天冬天冬氨酸氨酸CU A甲硫甲硫氨酸氨酸3. tRNA將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到相應(yīng)位置將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到相應(yīng)位置ACGUG A UUAmRNAU UA C U A 天冬天冬氨酸氨酸CU A甲硫甲硫氨酸氨酸4. 兩個(gè)氨基酸分子縮合兩個(gè)氨基酸分子縮合縮合縮

16、合ACGUG A UUAmRNAU UA C U A 天冬天冬氨酸氨酸CU A甲硫甲硫氨酸氨酸4. 兩個(gè)氨基酸分子縮合兩個(gè)氨基酸分子縮合ACGUG A UUAmRNAU UA C U A 天冬天冬氨酸氨酸CU A甲硫甲硫氨酸氨酸ACGUG A UUAmRNAU UA 核糖體沿著核糖體沿著mRNA移動(dòng)，移動(dòng)， 讀取下一讀取下一個(gè)密碼子。個(gè)密碼子。 C U A 天冬天冬氨酸氨酸CU A甲硫甲硫氨酸氨酸ACGUG A UUAmRNAU UA 核糖體沿著核糖體沿著mRNA移動(dòng)，移動(dòng)， 讀取下一讀取下一個(gè)密碼子。個(gè)密碼子。AUG異亮氨酸異亮氨酸 C U A 天冬天冬氨酸氨酸CU A甲硫甲硫氨酸氨酸ACG

17、UG A UUAmRNAU UA 核糖體沿著核糖體沿著mRNA移動(dòng)，移動(dòng)， 讀取下一讀取下一個(gè)密碼子。個(gè)密碼子。AUG異亮氨酸異亮氨酸 C U A 天冬天冬氨酸氨酸甲硫甲硫氨酸氨酸ACGUG A UUAmRNAU UA 核糖體沿著核糖體沿著mRNA移動(dòng)，移動(dòng)， 讀取下一讀取下一個(gè)密碼子。個(gè)密碼子。AUG異亮氨酸異亮氨酸A A U 亮氨酸亮氨酸小結(jié)：小結(jié)：小結(jié)：小結(jié)：翻譯的場所：翻譯的場所：細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)小結(jié)：小結(jié)：翻譯的場所：翻譯的場所：細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)小結(jié)：小結(jié)：翻譯的場所：翻譯的場所：翻譯的條件：翻譯的條件：細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)小結(jié)：小結(jié)：翻譯的場所：翻譯的場所：翻譯的條件：翻譯的條件：信使信使RNA作

18、為模板作為模板細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)小結(jié)：小結(jié)：翻譯的場所：翻譯的場所：翻譯的條件：翻譯的條件：信使信使RNA作為模板作為模板轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移RNA作為運(yùn)載工具作為運(yùn)載工具細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)小結(jié)：小結(jié)：翻譯的場所：翻譯的場所：翻譯的條件：翻譯的條件：信使信使RNA作為模板作為模板氨基酸作為原料氨基酸作為原料轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移RNA作為運(yùn)載工具作為運(yùn)載工具細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)小結(jié)：小結(jié)：翻譯的場所：翻譯的場所：翻譯的條件：翻譯的條件：信使信使RNA作為模板作為模板氨基酸作為原料氨基酸作為原料多種酶參與多種酶參與轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移RNA作為運(yùn)載工具作為運(yùn)載工具細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)小結(jié)：小結(jié)：翻譯的場所：翻譯的場所：翻譯的條件：翻譯的條件：信使信使RNA作為

19、模板作為模板氨基酸作為原料氨基酸作為原料多種酶參與多種酶參與ATP提供能量提供能量轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移RNA作為運(yùn)載工具作為運(yùn)載工具細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)小結(jié)：小結(jié)：翻譯的場所：翻譯的場所：翻譯的條件：翻譯的條件：在核糖體中進(jìn)行在核糖體中進(jìn)行信使信使RNA作為模板作為模板氨基酸作為原料氨基酸作為原料多種酶參與多種酶參與ATP提供能量提供能量轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移RNA作為運(yùn)載工具作為運(yùn)載工具翻譯的過程同樣遵循翻譯的過程同樣遵循堿基互補(bǔ)配對原則堿基互補(bǔ)配對原則：小結(jié)：小結(jié)：翻譯的過程同樣遵循翻譯的過程同樣遵循堿基互補(bǔ)配對原則堿基互補(bǔ)配對原則：AU，UA，GC，CG 小結(jié)：小結(jié)：翻譯的過程同樣遵循翻譯的過程同樣遵循堿基互補(bǔ)配對原則堿基互補(bǔ)配對原則：AU，UA，G