基因的分子生物學(xué)

關(guān)于基因的分子生物學(xué)第1頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三遺傳物質(zhì)及其結(jié)構(gòu)一、遺傳物質(zhì)是什么？孟德爾通過(guò)對(duì)豌豆的雜交和遺傳學(xué)研究，提出了遺傳因子的分離定律和自由組合定律摩爾根進(jìn)一步將遺傳學(xué)與細(xì)胞學(xué)的研究方法結(jié)合起來(lái)，以果蠅為研究對(duì)象，發(fā)展并確立了基因?qū)W說(shuō)但是，直到二十世紀(jì)四十年代，困擾科學(xué)工作者的兩大問(wèn)題還未解決：基因是由什么物質(zhì)構(gòu)成的？基因是如何工作的？第2頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

當(dāng)時(shí)人們猜測(cè)，構(gòu)成遺傳物質(zhì)的應(yīng)該是蛋白質(zhì)，理由：

構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，氨基酸的不同組合，就能形成多種不同的蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)作為酶，催化生物的代謝反應(yīng)，并由此控制多種遺傳性狀的表現(xiàn)后來(lái)，在對(duì)細(xì)菌、病毒這些及其簡(jiǎn)單的生命形式的研究過(guò)程中，科學(xué)工作者們才開始發(fā)現(xiàn)遺傳物質(zhì)的蛛絲馬跡。第3頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1、著名的肺炎球菌實(shí)驗(yàn)

1928年，英國(guó)的細(xì)菌學(xué)家Griffith首次發(fā)現(xiàn)了基因是一類特殊生物分子的證據(jù)他的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是兩種肺炎球菌：S型——

有莢膜，菌落表面光滑，高致病性R型——

無(wú)莢膜，菌落表面粗糙，無(wú)致病性第4頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第5頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明：

被加熱殺死的S型肺炎球菌無(wú)致病性

被加熱殺死的S型肺炎球菌中一定有某種特殊的生物分子或遺傳物質(zhì)，能夠使無(wú)害的R型肺炎球菌轉(zhuǎn)化成為高致病性的S型肺炎球菌

被轉(zhuǎn)化成S型肺炎球菌的后代仍保持為S型，可見該肺炎球菌的遺傳特性被改變第6頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

在美國(guó)紐約洛克菲洛研究所工作的Avery立刻敏感地抓住這一問(wèn)題，進(jìn)一步進(jìn)行研究

他將被加熱殺死的S型肺炎球菌的各個(gè)生物化學(xué)成分分離，包括多糖、蛋白質(zhì)、脂肪、核酸

再將各個(gè)組分分別加入活的R型肺炎球菌中，研究其致病性和性狀的變化

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只有核酸能使R型肺炎球菌轉(zhuǎn)化成為S型

進(jìn)一步的酶解實(shí)驗(yàn)也證明：蛋白質(zhì)水解與否與轉(zhuǎn)化無(wú)關(guān)，而核酸水解與否可以控制轉(zhuǎn)化的成敗

1944年，Avery等人正式得出結(jié)論——DNA是生命的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是生命的遺傳物質(zhì)第7頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、更有說(shuō)服力的噬菌體實(shí)驗(yàn)

1952年，Hershey&Chase利用噬菌體（細(xì)菌病毒，其結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，由DNA內(nèi)核和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成）為實(shí)驗(yàn)對(duì)象完成的實(shí)驗(yàn)分別用放射性同位素35S標(biāo)記病毒的蛋白質(zhì)外殼、32P標(biāo)記病毒的DNA內(nèi)核，分別感染未被標(biāo)記的細(xì)菌關(guān)鍵：

控制好感染時(shí)間，保證噬菌體恰好可以完成感染作用，然后在組織攪拌機(jī)中攪拌，切斷噬菌體外殼與細(xì)菌細(xì)胞間的聯(lián)系

第8頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三上清：游離的噬菌體沉淀：被感染過(guò)的細(xì)菌結(jié)論：進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)：第9頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

噬菌體在感染細(xì)菌時(shí)，僅僅是其中的DNA內(nèi)核進(jìn)入細(xì)菌，而蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌細(xì)胞外

從細(xì)菌中釋放的新噬菌體顆粒中，能檢測(cè)出32P標(biāo)記，而檢測(cè)不出35S標(biāo)記

可見噬菌體在繁殖的過(guò)程中，DNA得到了復(fù)制，并且控制新的蛋白質(zhì)外殼的合成從1944年到1952年，整整8年的時(shí)間，全世界的科學(xué)家才接受了Avery的結(jié)論——生命的遺傳物質(zhì)是DNA第10頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1962年，Wilkins、Watson和Crick共獲諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)Watson和Crick因?yàn)樵?953年提出DNA的反向平行雙螺旋模型而與Wilkins共獲Noble生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，后者通過(guò)X射線衍射證實(shí)了Watson-Crick模型第11頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三RosalindE.Franklin1920-1958RosalindE.Franklin對(duì)DNA晶體結(jié)構(gòu)的研究為Wilkins的獲獎(jiǎng)奠定了基礎(chǔ)第12頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第13頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、DNA的結(jié)構(gòu)

1953年2月28日，Watson&Crick確立了DNA雙螺旋模型（doublehelixmodel）DNA雙螺旋鏈的特征：兩條通過(guò)堿基配對(duì)連接的多核苷酸長(zhǎng)鏈，稱為“互補(bǔ)鏈”（complementarychain），互補(bǔ)鏈以反向平行

的方式圍繞同一中心軸相互纏繞，組成雙螺旋，兩條鏈均為右手螺旋，每一螺距為3.4nm，而相鄰堿基對(duì)（basepair,bp）之間的距離為0.34nm，因此每一螺旋中有10個(gè)bp第14頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、堿基的互補(bǔ)配對(duì)是固定的準(zhǔn)確的，A與T之間形成兩條氫鍵，而G與C之間形成三條氫鍵，可見G與C的連接比A與T之間的連接更穩(wěn)定3、DNA分子是有方向性的，由于脫氧核糖核磷酸通過(guò)5`,3`-磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸長(zhǎng)鏈，長(zhǎng)鏈的

一端為3`端，有游離的3`-OH一端為5`端，有游離的5`-磷酸在DNA雙螺旋分子中，一條長(zhǎng)鏈的方向?yàn)?`3`

一條長(zhǎng)鏈的方向?yàn)?`5`兩條鏈反向平行第15頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4、雙螺旋的表面形成兩條溝，其中

大溝（widegroove）寬2.2nm，是蛋白質(zhì)的結(jié)合位點(diǎn)；

小溝（narrowgroove）寬1.2nm5、DNA分子中，4種核苷酸的排列順序不受任何限制，能構(gòu)成極其繁多的組合形式如一段長(zhǎng)100bp的DNA片段，其核苷酸的排列方式有4100種

DNA分子蘊(yùn)藏著無(wú)窮多的遺傳信息第16頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三DNA的復(fù)制一、DNA復(fù)制依賴于堿基互補(bǔ)配對(duì)原則

DNA是遺傳物質(zhì)，它攜帶由特定順序的核苷酸組成的遺傳信息，控制著生物體特定的性狀，并在細(xì)胞增殖的過(guò)程中將遺傳信息傳遞給下一代

DNA分子能夠準(zhǔn)確地自我復(fù)制（selfreplication）——保證一套完整的遺傳信息的代代相傳特殊結(jié)構(gòu)：DNA的雙鏈結(jié)構(gòu)第17頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、DNA的半保留復(fù)制

將大腸桿菌放置在一15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)若干代所有大腸桿菌的DNA都被15N標(biāo)記轉(zhuǎn)入以14NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中生長(zhǎng)第一代分裂完成的菌體第二代分裂完成的菌體將DNA分離出來(lái)，進(jìn)行密度梯度離心1、DNA合成的同位素示蹤實(shí)驗(yàn)

1958年，Meselson&Stath設(shè)計(jì)了DNA合成的同位素示蹤實(shí)驗(yàn)，具體作法：第18頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三結(jié)果：親本的DNA離心后形成一條帶，分布在離心管的下部，可見是僅含15N的雙鏈第一代的DNA離心后形成一條帶，正好分布在離心管的中部，可見是同時(shí)含15N和14N的雙鏈第二代的DNA離心后形成兩條帶，一條位于離心管的中部，一條位于離心管的上部，可見其DNA有兩種，一種為同時(shí)含15N和14N的雙鏈，另一種為只含14N的雙鏈第19頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第20頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三結(jié)論：新合成的DNA分子的兩條DNA鏈，一條來(lái)自親代DNA（parentalchain），一條是新合成的子鏈

半保留復(fù)制（semiconservativerelpication）——細(xì)胞中的DNA復(fù)制是以親代的一條DNA鏈為模板（template），按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，合成另一條具有互補(bǔ)堿基的新鏈，復(fù)制完成的DNA子鏈與親代的DNA完全相同第21頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、DNA復(fù)制的基本過(guò)程發(fā)生時(shí)間：

細(xì)胞周期的S期參與復(fù)制的蛋白因子：

解旋酶（helicase）——在DNA復(fù)制起始位點(diǎn)，局部解螺旋，并拆開為兩條單鏈

單鏈附著蛋白（SSB）——與解旋的單鏈結(jié)合，使母鏈能穩(wěn)定存在一段時(shí)間引物酶——負(fù)責(zé)合成引物引物（primer）——為10個(gè)左右的核苷酸的RNA短鏈，為DNA的合成提供游離的3`OH端

DNA聚合酶（DNApolymerase）——負(fù)責(zé)使游離的核苷酸準(zhǔn)確地與母鏈DNA上互補(bǔ)的堿基結(jié)合，并與早先形成的核苷酸新鏈連接，使新鏈延長(zhǎng)第22頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三特點(diǎn)：

DNA聚合酶只能將游離的核苷酸加在新鏈的3`OH端，因此DNA的復(fù)制總是由5`向3`方向進(jìn)行

親代DNA雙鏈打開后，一條為3`5`方向，以這條鏈為模板，正好使核苷酸按5`3`的方向連續(xù)合成新鏈

另一條模板鏈為5`3`方向，無(wú)法連續(xù)合成新鏈，只能分段進(jìn)行，每合成的一段小片段稱為“岡崎片段”（Okazakifragment）岡崎片段上的RNA引物被RNA水解酶水解，DNA小片段取代之，再通過(guò)DNA連接酶（DNAligase）使各個(gè)岡崎片段連接起來(lái)第23頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三具體過(guò)程：在解旋酶的作用下，首先雙螺旋的DNA可以同時(shí)在許多DNA復(fù)制的起始位點(diǎn)

局部解螺旋并拆開為兩條單鏈，如此在一條雙鏈上可形成許多“復(fù)制泡”，解鏈的叉口處稱為復(fù)制叉（replicationfork）第24頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第25頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第26頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三速度：快，大腸桿菌30min完成4.64Mb的復(fù)制，人類幾小時(shí)完成3000Mb的復(fù)制準(zhǔn)確率：高，平均為1/107結(jié)論：

DNA的半保留復(fù)制保證了所有的體細(xì)胞都攜帶相同的遺傳信息，并可以將遺傳信息穩(wěn)定地傳遞給下一代第27頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

遺傳信息流是從DNA到RNA到蛋白質(zhì)一、蛋白質(zhì)是表型特征的分子基礎(chǔ)生物體的表型是通過(guò)一系列的蛋白質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，Beadle&Taturm根據(jù)生化代謝途徑中酶和基因的關(guān)系，提出了“一個(gè)基因一個(gè)酶”（onegene-oneenzyme）的假說(shuō)——分子遺傳學(xué)的奠基石隨后的研究將該假說(shuō)更正為：一個(gè)基因一條多肽鏈（onegene-onepolypeptidechain）第28頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、RNA的結(jié)構(gòu)與功能

RNA也是核苷酸的多聚體，它與DNA的主要差別：（1）RNA大多是單鏈分子；（2）含核糖而不是脫氧核糖；（3）4種核苷酸中，不含胸腺嘧啶（T），而是由尿嘧啶（U）代替了胸腺嘧啶（T）細(xì)胞中主要有3種RNA，即信使RNA（messagerRNA,mRNA），核糖體RNA（ribosomeRNA,rRNA）和轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tranferRNA,tRNA）第29頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1、mRNA

是遺傳信息的攜帶者，在細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄DNA上的遺傳信息，再進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，成為蛋白質(zhì)合成的模板（template）2、tRNA

局部為雙鏈，在3′、5′端相反一端的環(huán)上具有由3個(gè)核苷酸組成的反密碼子。tRNA的反密碼子在蛋白質(zhì)合成時(shí)與mRNA上互補(bǔ)的密碼子相結(jié)合

tRNA起識(shí)別密碼子和攜帶相應(yīng)氨基酸的作用第30頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

莖－環(huán)結(jié)構(gòu)stem-loop第31頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、rRNA單鏈RNA，和核糖體大、小亞基蛋白共同組成核糖體，核糖

體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所核糖體的大小亞基在行使翻譯功能（肽鏈合成）時(shí)，聚合成

整體，為蛋白質(zhì)的合成提供場(chǎng)所核糖體上具有附著mRNA模板鏈的位置兩個(gè)tRNA附著的位置，分別稱為A位和P位第32頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、轉(zhuǎn)錄（transcription）由DNA控制的蛋白質(zhì)合成涉及兩個(gè)基本過(guò)程：第一步，轉(zhuǎn)錄（transcription）——

將DNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄到mRNA中，發(fā)生在細(xì)胞核

中；第二步，翻譯（translation）——

將mRNA的信息翻譯成蛋白質(zhì)的氨基酸序列，在細(xì)胞質(zhì)

中進(jìn)行原核生物中遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯簡(jiǎn)單一些，真核生物中的遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯要復(fù)雜得多第33頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三轉(zhuǎn)錄與翻譯耦聯(lián)第34頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三基本定義：轉(zhuǎn)錄（transcription）——以單鏈DNA分子為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，合成一條單鏈RNA分子，DNA分子上攜帶的遺傳信息被轉(zhuǎn)移到RNA分子中的過(guò)程基本結(jié)構(gòu)：?jiǎn)?dòng)子（promoter）——由一段特殊的核苷酸序列構(gòu)成，是DNA鏈上的轉(zhuǎn)錄起始信號(hào)，是RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合并打開DNA雙鏈的位點(diǎn)終止子（terminator）——終止RNA新鏈合成的一段核苷酸序列，即RNA聚合酶脫離的位點(diǎn)第35頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三基本過(guò)程：

RNA聚合酶結(jié)合到DNA分子在啟動(dòng)子附近，并局部打開雙鏈，其中只有一條鏈成為RNA分子合成的模板鏈

RNA聚合酶沿著模板鏈的3`向5`端移動(dòng)，按5`3`的方向合成新的RNA鏈RNA聚合酶遇上終止子，RNA聚合酶脫離，新合成的RNA鏈離開模板鏈游離于細(xì)胞核中，DNA雙鏈恢復(fù)雙螺旋

在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中，第一個(gè)RNA聚合酶在解離下來(lái)之前，第二個(gè)RNA聚合酶能結(jié)合上去，進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)錄第36頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第37頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的不同點(diǎn)：1、轉(zhuǎn)錄有轉(zhuǎn)錄單位，并非整段DNA鏈全部轉(zhuǎn)錄2、轉(zhuǎn)錄不需要引物，合成的是RNA3、轉(zhuǎn)錄是不對(duì)稱的，即僅以一條DNA鏈為模板，合成一條RNA鏈4、新合成的RNA鏈的5`端游離出來(lái)，僅有正在合成的約10個(gè)核苷酸與DNA形成雙鏈形式第38頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三四、遺傳密碼（geneticcode）1、遺傳密碼的破譯當(dāng)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)后，另一個(gè)重大的問(wèn)題被提出：“遺傳信息如何儲(chǔ)存在只有簡(jiǎn)單堿基差別的4種核苷酸中？”在美國(guó)健康研究所工作的Nirenberg&Matthei在進(jìn)行蛋白質(zhì)細(xì)胞外合成的實(shí)驗(yàn)：他們開始是將ATP、游離的氨基酸添加到從細(xì)胞中分離來(lái)的核糖體、核酸和酶的混合物中從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，他們提出一個(gè)問(wèn)題：“哪一種RNA能夠促進(jìn)多肽的合成？”第39頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三Matthei他們建立和優(yōu)化一種對(duì)RNA高度敏感并可及時(shí)檢測(cè)出多肽合成的試管實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)5天通宵達(dá)旦星期六早晨，熬紅了眼的Matthei得到了答案：polyU合成的肽鏈全部是苯丙氨酸（Phe）Matthei成為世界上破譯第一個(gè)遺傳密碼的人第40頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1966年，Nirenberg和Khorana等人完成全部遺傳密碼字典，在全部64個(gè)密碼子中：

61個(gè)負(fù)責(zé)20種氨基酸翻譯；3個(gè)無(wú)義密碼子

1968年諾貝爾獎(jiǎng)第41頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、遺傳密碼的特點(diǎn)

mRNA上的密碼子是奇數(shù)的三聯(lián)體，又稱“三聯(lián)體密碼”（tripletcode）遺傳密碼具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn)：

A、密碼是連續(xù)的——2個(gè)密碼子之間沒有任何核苷酸予以隔開

B、密碼的簡(jiǎn)并性（degeneracy）——4種核苷酸組成的密碼子有64種，氨基酸只有20種，多數(shù)氨基酸都具有多個(gè)密碼子

C、偏愛密碼子（prefercodon）——在簡(jiǎn)并密碼子中，不同的生物往往偏向使用其中一種

第42頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

D、密碼子的專一性——氨基酸似乎主要由前兩個(gè)核苷酸決定，第三個(gè)核苷酸的改變不會(huì)引起氨基酸的改變

原因：主要是由于tRNA的反密碼子的第一個(gè)核苷酸上的堿基為“甲基次黃嘌呤”（I），它與A、U、C都能結(jié)合，形成氫鍵

E、起始密碼子（initiatecodon）——AUG，編碼fMet（氮甲酰甲硫氨酸）

F、終止密碼子（stopcodon）——共有三個(gè)：UAG、UAA和UGA，他們不編碼任何氨基酸，終止多肽鏈的合成

G、密碼子的通用性——密碼子對(duì)絕大多數(shù)生物體都是通用的第43頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三五、翻譯（translation）細(xì)胞中蛋白質(zhì)的合成是一個(gè)嚴(yán)格按照mRNA上密碼子的信息指導(dǎo)氨基酸單體合成為多肽鏈的過(guò)程，這一過(guò)程稱為mRNA的翻譯（translation）

mRNA的翻譯需要有mRNA、tRNA、核糖體、多種氨基酸和多種酶等的共同參與，其過(guò)程遠(yuǎn)比轉(zhuǎn)錄復(fù)雜，共分為五個(gè)階段第44頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1、第一階段——氨基酸的激活必需成分：二十種氨基酸、二十種以上的tRNA、相應(yīng)的氨基酰－tRNA合成酶、ATP、Mg2+具體反應(yīng)：在氨基酰－tRNA合成酶的催化下，利用ATP供能，催化特定的氨基酸與特定的tRNA結(jié)合，形成氨基酰－tRNA，由兩個(gè)催化反應(yīng)構(gòu)成：反應(yīng)I：AA+ATP+EnAA-AMP-En+PPi反應(yīng)II：AA-AMP-En+tRNAAA-tRNA+AMP+En第45頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、第二階段——多肽鏈合成的起始必需成分：

mRNA、N-甲酰甲硫氨酰－tRNA（fMet-tRNA）、起始密碼子AUG、30s核糖體小亞基、50s核糖體大亞基、起始因子（initiationfactor,IF）、GTP、Mg2+具體過(guò)程：30S核糖體小亞基與mRNA通過(guò)SD序列結(jié)合在一起IF與fMet-tRNA形成復(fù)合物GTP起始復(fù)合物第46頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三起始復(fù)合物50S核糖體大亞基70S核糖體、mRNA、fMet-tRNA結(jié)合在一起IF、GDP、Pi脫離第47頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、第三階段——多肽鏈的延伸必需成分：完整的核糖體與mRNA的復(fù)合物、各種氨基酰－tRNA、多肽轉(zhuǎn)移酶、延伸因子（elongationfactor,EF）、GTP特殊結(jié)構(gòu)：核糖體上有兩個(gè)與氨基酰－tRNA結(jié)合的位點(diǎn)，一個(gè)為P位點(diǎn)（peptide）、另一個(gè)為A位點(diǎn)（aminoacyl），每個(gè)位點(diǎn)上有一個(gè)三聯(lián)體密碼子，起始時(shí)fMet-tRNA結(jié)合在P位點(diǎn)上具體過(guò)程：從第一個(gè)肽鍵形成到最后一個(gè)肽鍵形成的全部過(guò)程第48頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三fMet-tRNAPAAA1-tRNAEFGTPfMet-tRNAPAAA1-tRNAtRNAPAfMet-AA1-tRNA多肽轉(zhuǎn)移酶AA2-tRNAEFGTPtRNAfMet-AA1-tRNAPAAA2-tRNA核糖體前移第49頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4、第四階段——多肽鏈合成的終止必需成分：終止密碼子（UAG、UAA、UGA）、釋放因子（releasingfactor,RF）、水解酶、GTP具體過(guò)程：

P位點(diǎn)上有一串多肽鏈A位點(diǎn)到達(dá)終止密碼子RFRF結(jié)合到A位點(diǎn)

將P位點(diǎn)上的轉(zhuǎn)肽酶變構(gòu)成水解酶水解P位點(diǎn)上的tRNA與多肽之間的酯鍵，多肽鏈釋放出來(lái)第50頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5、翻譯后加工從核糖體上解離下來(lái)的多肽鏈多數(shù)不具正常的生理功能，必需要經(jīng)過(guò)多種方式的修飾，改變其結(jié)構(gòu)，才能表現(xiàn)出生理活性，主要的翻譯后加工過(guò)程包括：

去掉N端的fMet

剪切去除一些肽段形成二硫鍵

氨基酸側(cè)鏈的修飾——磷酸化、甲基化、羥基化等

糖基化修飾

亞基聚合

第51頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三特點(diǎn)：準(zhǔn)確——在翻譯的過(guò)程中，每個(gè)氨基酸是嚴(yán)格按照mRNA模板的密碼序列逐個(gè)合成到肽鏈上，可見mRNA上的遺傳信息被準(zhǔn)確地翻譯成特定的氨基酸序列速度：快——一個(gè)核糖體上一個(gè)肽鏈的合成平均不到1分鐘，而且一段mRNA可以相繼與多個(gè)核糖體結(jié)合，同時(shí)進(jìn)行多條同一種肽鏈的合成第52頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第53頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三六、中心法則（centraldogma）補(bǔ)充：1、發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶——

即能以RNA為模板合成DNA2、DNA翻譯——

在實(shí)驗(yàn)室中，能使DNA翻譯成蛋白質(zhì)3、朊粒致病性及其遺傳行為——

對(duì)中心法則的挑戰(zhàn)，但最終的研究結(jié)果表明，該病毒來(lái)源于細(xì)胞核中的PrP基因

轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制DNARNA蛋白質(zhì)第54頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三修改后的中心法則：

轉(zhuǎn)錄復(fù)制DNARNA復(fù)制反轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)第55頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三遺傳物質(zhì)的改變一、染色體畸變與人類疾病染色體畸變（chromosomeaberration）——染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目發(fā)生改變，進(jìn)而造成可遺傳的病變1、染色體結(jié)構(gòu)的變異A、缺失（deletion）染色體丟失一個(gè)片段，使位于該片段上的基因丟失實(shí)例：貓叫綜合癥，第5號(hào)染色體上短臂缺失

Tumer綜合癥，缺少一條X染色體第56頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三B、重復(fù)（duplication）

染色體的某一片段在該染色體上重復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象C、倒位（inversion）

染色體上同時(shí)出現(xiàn)兩處斷裂，中間的染色體片段倒轉(zhuǎn)180度后重新連接，使這一部分的基因排列順序發(fā)生顛倒

倒位發(fā)生在染色體的一個(gè)臂內(nèi)，不包含著絲粒的，稱為“臂內(nèi)倒位”（paracentricinversion）;

倒位發(fā)生在兩條臂之間，包括著絲粒的，稱為“臂間倒位”（pericentricinversion）

第57頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三D、易位（translocation）染色體的斷裂片段接到非同源染色體上的現(xiàn)象，造成染色體間的基因重排最常見的易位為相互易位（reciprocaltranslocation），即非同源染色體間相互交換染色體片段聯(lián)會(huì)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)特征性的十字形結(jié)構(gòu)第58頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、染色體數(shù)目變異A、整倍體（euploid）體細(xì)胞中的染色體數(shù)目的變異是以二倍體產(chǎn)生的正常配子中的染色體為單位進(jìn)行增減如三倍體的無(wú)籽西瓜、香蕉B、非整倍體（aneuploid）體細(xì)胞中染色體的變異是以配子中個(gè)別染色體增減為基礎(chǔ)產(chǎn)生的多倍體如人類的性染色體為XXY型，少數(shù)人表型正常，但多數(shù)會(huì)患上Klinefelter綜合癥；小兒唐氏綜合癥，為21號(hào)染色體多了一條，即21三體；XXX型、XYY型等第59頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、基因突變（mutation）廣義的基因突變包括染色體畸變和基因的點(diǎn)突變

基因突變發(fā)生在生殖細(xì)胞內(nèi)，則突變能遺傳給后代；

因