從基因到蛋白質(zhì) (2)

1、第四章基因的表達第四章基因的表達轉(zhuǎn)基因小鼠為什么會發(fā)光？導(dǎo)入了綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因小鼠綠色熒光的海蜇 從恐龍化石中提取出恐龍從恐龍化石中提取出恐龍 DNA DNA ，真的可以使恐龍復(fù)活嗎？真的可以使恐龍復(fù)活嗎？電影電影侏羅紀公園侏羅紀公園中中恐龍復(fù)活的場景恐龍復(fù)活的場景基因基因控制生物控制生物性狀性狀蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)體現(xiàn)者體現(xiàn)者基因的表達基因的表達問題：問題：基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？第一節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 基因蛋白質(zhì)？基因在哪里？基因在哪里？蛋白質(zhì)在哪合成？蛋白質(zhì)在哪合成？基因蛋白質(zhì)信使信使基因蛋白質(zhì)RNARNARNA為什么適于做為什么適于做DNADN

2、A的信使？的信使？三種三種RNA示意圖示意圖信使信使RNARNA： 遺傳信息傳遞的媒介遺傳信息傳遞的媒介核糖體核糖體RNARNA：與蛋白質(zhì)構(gòu)成核糖體與蛋白質(zhì)構(gòu)成核糖體轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運RNARNA： 轉(zhuǎn)運氨基酸的工具轉(zhuǎn)運氨基酸的工具比較項目比較項目DNADNARNARNA基本單位基本單位五碳糖五碳糖含氮堿基含氮堿基空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)主要存在部位主要存在部位DNA,RNA DNA,RNA 的主要區(qū)別的主要區(qū)別脫氧核苷酸脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖A G C A G C T TA G C A G C U U規(guī)則的規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)多為多為單鏈單鏈，較短，較短細胞核細胞核細胞質(zhì)

3、細胞質(zhì) 由核苷酸連接而成，能儲存遺傳信息。由核苷酸連接而成，能儲存遺傳信息。 遵循遵循“堿基互補配對原則堿基互補配對原則 一般是單鏈，比一般是單鏈，比DNA短，能通過核孔，短，能通過核孔， 從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)。從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)。 mRNA適于做適于做DNA的信使的原因：的信使的原因：一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄DNADNA的遺傳信息是怎么傳給的遺傳信息是怎么傳給mRNAmRNA的？的？1 1、概念：在、概念：在細胞核細胞核中，以中，以DNADNA的一條鏈的一條鏈為模為模板合成板合成RNARNA的過程稱為的過程稱為轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄。2.2.場所：場所：主要在細胞核主要在細胞核解旋酶解旋酶R

4、NA第一步：解旋第一步：解旋第二步：配對第二步：配對第三步：連接第三步：連接第四步：釋放第四步：釋放3 3、轉(zhuǎn)錄過程、轉(zhuǎn)錄過程3.3.過程：過程：解旋：雙鏈解開，暴露堿基解旋：雙鏈解開，暴露堿基配對配對模板：模板：_DNADNA的一條鏈的一條鏈原則：原則：_堿基互補配對（堿基互補配對（A-U,T-A,G-C,C-GA-U,T-A,G-C,C-G）原料：原料：_游離游離4 4種核糖核苷酸種核糖核苷酸聚合聚合酶：酶：_R RNANA聚合酶聚合酶結(jié)果：結(jié)果：形成一個形成一個RNARNA釋放：釋放： 合成的合成的RNARNA從從DNADNA鏈上釋放，鏈上釋放，DNADNA雙鏈恢復(fù)雙鏈恢復(fù)5.5.條件條

5、件模板：模板：酶：酶：原料：原料：能量：能量：DNADNA的一條鏈的一條鏈游離的四種核糖核苷酸游離的四種核糖核苷酸ATPATPRNARNA聚合酶聚合酶6. 6.意義：意義：遺傳信息傳遞方向遺傳信息傳遞方向DNADNAmRNAmRNA4.4.結(jié)果：結(jié)果：產(chǎn)生產(chǎn)生mRNAmRNA、tRNAtRNA、rRNArRNAA AT TT TC CA AG GA AT TG GT TA AA AG GT TC CT TA AC CDNADNAa a鏈鏈b b鏈鏈A AU UU UC CA AG GA AU UG G假設(shè)以假設(shè)以b b鏈為模板，則轉(zhuǎn)錄出的鏈為模板，則轉(zhuǎn)錄出的RNARNA堿基排列為堿基排列為P

6、P6565思考與討論思考與討論項目DNA復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 模板原料酶場所時期產(chǎn)物堿基配對方式DNADNA的兩條鏈的兩條鏈 DNADNA的一條鏈的一條鏈 4 4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸 4 4種核糖核苷酸種核糖核苷酸 解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶等等RNARNA聚合酶聚合酶等等主要是細胞核主要是細胞核 主要是細胞核主要是細胞核 A AT TT TA AC CG CG CG GA AU U T TA AC CG GG GC CDNADNARNARNA有絲間期、有絲間期、減減前間期前間期個體生長發(fā)育個體生長發(fā)育的整個過程的整個過程DNADNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別 DNA蛋白質(zhì)mRN

7、A轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄mRNAmRNA合成以后，通過核孔進入細胞質(zhì)中二、遺傳信息的翻譯二、遺傳信息的翻譯1、概念：、概念：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，就游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，就mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。的過程。AGUGA UCUAmRNA思考：思考： 組成蛋白質(zhì)的氨基酸：組成蛋白質(zhì)的氨基酸： mRNAmRNA的堿基種類：的堿基種類：4 4種堿基如何決定蛋白質(zhì)的種堿基如何決定蛋白質(zhì)的2020種氨基酸呢？種氨基酸呢？2020種種4 4種種如果如果1 1個堿基決定個堿基決定1 1個氨基酸就只能決定個氨基酸就只能決定_種，即種，即 如果如果3 3

8、個堿基決定個堿基決定1 1個氨基酸就只能決定個氨基酸就只能決定_種，即種，即如果如果2 2個堿基決定個堿基決定1 1個氨基酸就只能決定個氨基酸就只能決定_種，即種，即4 416166464 AGUG A UCUAmRNAUCAUG A UUAmRNAmRNA密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子：遺傳學(xué)上把密碼子：遺傳學(xué)上把信使信使RNA（mRNA）上）上決定決定一個一個氨基酸氨基酸的的3個個相鄰相鄰的堿基叫做一個密碼子。的堿基叫做一個密碼子。P65思考與討論思考與討論1.A U G G A A G C A U G U C C G A G C A A G C C G. 甲甲硫硫氨氨酸酸谷谷

9、氨氨酸酸丙丙氨氨酸酸半半胱胱氨氨酸酸脯脯氨氨酸酸絲絲氨氨酸酸賴賴氨氨酸酸脯脯氨氨酸酸幾乎所有的生物共用一套密碼子表。幾乎所有的生物共用一套密碼子表。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種或多種種或多種通用性通用性簡并性簡并性密碼子總數(shù)是密碼子總數(shù)是 種種6464決定氨基酸的密碼子是決定氨基酸的密碼子是 種。種。6161問題：問題：氨基酸是怎樣運送到核糖體上的呢？氨基酸是怎樣運送到核糖體上的呢？tRNA“搬運工搬運工”每種每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運只能識別并轉(zhuǎn)運一種特定的氨基酸一種特定的氨基酸!一共

10、有多少種tRNA?決定氨基酸的密碼子有決定氨基酸的密碼子有61種種,所以所以tRNA 有有61種種亮氨酸亮氨酸UC U谷氨酸谷氨酸 核糖體核糖體AG T AC AA A T UCAUGUUUAUCU谷氨酸谷氨酸AAGUG A AAGmRNAU A C甲硫氨酸甲硫氨酸AAGUG A AAGmRNA脫水縮合脫水縮合UCU谷氨酸谷氨酸U A C甲硫氨酸甲硫氨酸UC U谷氨酸谷氨酸AG T AC AA A T UCAUGUUUA翻譯：翻譯：場所場所: :條件條件: :產(chǎn)物產(chǎn)物: :原則原則: :細胞質(zhì)中的核糖體上細胞質(zhì)中的核糖體上1 1、模板：、模板：mRNAmRNA2 2、原料：、原料：2020種游

11、離的氨基酸種游離的氨基酸3 3、其他：多種酶和、其他：多種酶和ATPATP多肽或蛋白質(zhì)多肽或蛋白質(zhì)堿基互補配對堿基互補配對翻翻 譯譯在細胞質(zhì)中，翻譯是一個快速的過程。在在細胞質(zhì)中，翻譯是一個快速的過程。在37時，細菌細時，細菌細胞內(nèi)合成肽鏈的速度約為每秒連接胞內(nèi)合成肽鏈的速度約為每秒連接15個氨基酸個氨基酸一個一個mRNA上可相繼結(jié)合多個上可相繼結(jié)合多個核糖體，同時合成多條核糖體，同時合成多條相同相同的的多肽鏈；多肽鏈；翻譯方向：判斷依據(jù)為多肽鏈翻譯方向：判斷依據(jù)為多肽鏈的長短，長鏈先合成；即圖中的長短，長鏈先合成；即圖中核糖體移動的方向是從左向右；核糖體移動的方向是從左向右；意義：少量的意義

12、：少量的mRNA分子就分子就可以合成出大量的蛋白質(zhì)，可以合成出大量的蛋白質(zhì)，大大提高了翻譯的效率。大大提高了翻譯的效率。轉(zhuǎn)錄、翻譯與轉(zhuǎn)錄、翻譯與DNADNA復(fù)制的比較復(fù)制的比較場所場所模板模板原料原料產(chǎn)物產(chǎn)物遺傳信息遺傳信息傳遞方向傳遞方向DNADNA復(fù)制：復(fù)制：DNA DNADNA DNA轉(zhuǎn)錄：轉(zhuǎn)錄：DNA RNADNA RNA翻譯：翻譯：RNA ProRNA Pro游離的脫游離的脫氧核苷酸氧核苷酸游離的核游離的核糖核苷酸糖核苷酸游離的游離的 氨基酸氨基酸DNADNARNARNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNADNADNADNADNAmRNADNAmRNA親代親代DNADNA的的 每一條鏈每一條鏈DNADNA的一條鏈的一條鏈（模板鏈）（模板鏈）mRNAmRNA小結(jié)小結(jié)RNARNA基因基因蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯細胞核細胞核細胞質(zhì)細胞質(zhì)主要細主要細胞核胞核主要細主要細胞核胞核核糖體核糖體mRNAPromRNAProA AC CU UG GG GA AU UC C U UmRNAmRNA蘇氨酸蘇氨酸甘氨酸甘氨酸絲氨酸絲氨酸 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNADNAA AC CT TG GG GA AT TC C T TT TG GA AC CC CT TA AG GA A肽鍵肽鍵 肽鍵肽鍵課堂鞏固課堂鞏固蛋白