基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

第4章

基因的表達(dá)電影中，科學(xué)家是怎么使已滅絕的恐龍復(fù)活的？《侏羅紀(jì)公園》中的恐龍利用已滅絕的生物的DNA分子，真的能夠使滅絕的生物復(fù)活嗎？基因指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)者基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程，叫基因的表達(dá)。問題：基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？性狀控制

第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成主要在細(xì)胞核在細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行通過RNA一、關(guān)于RNA基本組成單位五碳糖無機(jī)酸堿基

單雙鏈分子大小主要存在部位核糖核苷酸核糖磷酸

核酸項目通常是單鏈結(jié)構(gòu)A、G、C、U脫氧核糖脫氧核苷酸磷酸A、G、C、T通常是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)RNA比較小很大DNA細(xì)胞中的兩種核酸的比較細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核三種RNA示意圖信使RNA(mRNA)：單鏈，遺傳信息傳遞的媒介，蛋白質(zhì)合成的直接模版核糖體RNA(rRNA)：單鏈，與蛋白質(zhì)構(gòu)成核糖體。轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)：三葉草形，識別密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具?？偨Y(jié)：為什么RNA適合做DNA的信使呢？1、RNA是由基本單位-----核甘酸連接而成，跟DNA一樣能儲存遺傳信息。2、RNA一般為單鏈，比DNA短，能通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。3、RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對原則”。思考DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？二、轉(zhuǎn)錄以DNA的一條鏈為模板合成RNADNAAG

T

AC

AA

A

T

UUGGACUGCUGA游離的核糖核苷酸AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUU

DNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對：A——U；T——C；C——G；T—ARNA聚合酶AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUU組成

RNA的核糖核苷酸一個個連接起來AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUUGUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAUAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC形成mRNA鏈，DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上RNADNAAG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核

核孔DNAAG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄：

在細(xì)胞核內(nèi)，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對的原則合成mRNA的過程。堿基DNAATGC互補(bǔ)配對RNAUACG過程解旋釋放連接堿基互補(bǔ)配對場所模板

原料

能量

酶產(chǎn)物遺傳信息傳遞細(xì)胞核內(nèi)DNA的一條鏈四種核糖核苷酸mRNAATP轉(zhuǎn)錄小結(jié)條件RNA聚合酶等DNA→mRNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的比較復(fù)制轉(zhuǎn)錄場所解旋模板原料酶能量堿基配對產(chǎn)物信息傳遞細(xì)胞核細(xì)胞核完全解旋只解有遺傳效應(yīng)的片段DNA的兩條鏈只有DNA的一條鏈4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶ATPATP子代DNAmRNAG－C、C－G、T－A、A－UG－C、C－G、T－A、A－TDNA→DNADNA→mRNA轉(zhuǎn)錄得到的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。要得到蛋白質(zhì)還得經(jīng)過翻譯。游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程叫翻譯。那么，mRNA上的堿基序列如何能與氨基酸建立起對應(yīng)關(guān)系進(jìn)而合成蛋白質(zhì)呢？三、翻譯堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系4種堿基怎樣決定蛋白質(zhì)的20種氨基酸的？如果1個堿基編碼1個氨基酸，4種堿基能決定多少種氨基酸？如果2個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合出構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸？4×4種4種3個堿基，64種氨基酸

密碼子

密碼子

密碼子UCAUGAUUAmRNA

密碼子：mRNA上決定氨基酸的三個相鄰的堿基。

密碼子簡并性遺傳密碼的特性：1、一個密碼子決定一個特定的氨基酸，在64個遺傳密碼中，能決定氨基酸的遺傳密碼子只有61個，對應(yīng)20種蛋白質(zhì)，有3個終止密碼，沒有對應(yīng)的氨基酸。2、通用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。3、簡并性：一種氨基酸有兩種以上的密碼子的情況。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。游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸，是怎樣運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的呢？“搬運(yùn)工”——tRNAtRNA——“搬運(yùn)工”

游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸，是怎樣運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線----核糖體”上？ACU

天門冬酰氨一共有多少種tRNA?反密碼子與密碼子相互配對,轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸由配對的密碼子決定每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種特定的氨基酸!決定氨基酸的密碼子有61種,所以tRNA

有61種密碼子與反密碼子AAU亮氨酸ACU天冬氨酸一種tRNA只能攜帶一種氨基酸?一種氨基酸只能由一種tRNA攜帶?AUG異亮氨酸過程AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAAUAC12AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAAUACGUG12AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAC12GUGACCAUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAAGUGUAC12AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAAUACGUG12一個mRNA分子上結(jié)合多個核糖體，同時合成多條肽鏈場所模板

原料

能量

酶產(chǎn)物遺傳信息傳遞細(xì)胞質(zhì)內(nèi)mRNA20種氨基酸ATP翻譯小結(jié)條件多種酶mRNA→多肽肽鏈蛋白質(zhì)（生命活動的主要承擔(dān)者）加工41遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯的比較轉(zhuǎn)錄翻譯場所模板原料能量酶配對產(chǎn)物信息流動細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)4種核糖核苷酸20種氨基酸A—U、T—A、C—G、G—CA—U、U—A、G—C、C—GmRNA多肽（還需加工）DNA→mRNAmRNA→多肽DNA的一條鏈mRNAATPATP解旋酶、RNA聚合酶多種酶比較復(fù)制，轉(zhuǎn)錄和翻譯三個過程的差異：核糖體細(xì)胞核細(xì)胞