遺傳物質(zhì)分子基礎(chǔ)(5)PPT

1、關(guān)于遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ) (5)第一張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第1節(jié) 遺傳物質(zhì)是DNA（或RNA） DNA作為遺傳物質(zhì)的間接證據(jù)1、每個(gè)物種中，不同組織的細(xì)胞，無論其大小和功能如何，細(xì)胞核中的DNA含量都是恒定的。而細(xì)胞中RNA和蛋白質(zhì)的含量在不同細(xì)胞中的變化很大。2、DNA是所有生物所共有的。3、DNA在代謝上是穩(wěn)定的。第二張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA作為遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)1細(xì)菌的轉(zhuǎn)化2噬菌體的侵染和繁殖3煙草花葉病毒的感染和繁殖 第三張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第四張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)DNA蛋白質(zhì)該實(shí)

2、驗(yàn)?zāi)芊裾f明DNA是遺傳物質(zhì)？第五張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月煙草花葉病毒的結(jié)構(gòu) 無細(xì)胞結(jié)構(gòu)由蛋白質(zhì)和RNA組成RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)RNA蛋白質(zhì)第六張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第2節(jié) 核酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)染色體DNA（27） 蛋白質(zhì)（66） RNA（6） 組蛋白（含量比較穩(wěn)定，與DNA大致相等） 非組蛋白 第七張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月堿基結(jié)構(gòu)第八張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月核苷和核苷酸第九張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月磷酸二脂鍵第十張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA分子結(jié)構(gòu)和表示方法第十一張，PPT共七十六

3、頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)右手螺旋反向平行（antiparallel）內(nèi)側(cè)是扁平的盤狀堿基兩條鏈的堿基以氫鍵（hydrogen bond）與互補(bǔ)堿基相連AT；C G上下堿基對(duì)相距0.34nm每個(gè)螺旋長(zhǎng)3.4nm，10bp，直徑2nm大溝（major groove）和小溝（minor groove） 第十二張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月氫 鍵第十三張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA結(jié)構(gòu)模型第十四張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA結(jié)構(gòu)示意圖第十五張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月堿基排列順序的多樣性DNA分子是由A-T和C-G兩種bp連

4、接起來的，每個(gè)DNA分子一般有成千上萬個(gè)bp在每一個(gè)位置上只有4種可能： A、 T、C、G 假設(shè)DNA分子長(zhǎng)1000bp，就可能有41000種不同的排列形式，41000種不同的分子結(jié)構(gòu)反映出來的就可能是41000種不同性質(zhì)的基因。 第十六張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月生物體的堿基順序是穩(wěn)定的對(duì)特定的生物體來說， DNA分子中的堿基順序通常是保持不變，這樣才能保持該遺傳特性的穩(wěn)定只有在特殊的條件下，改變其堿基順序或用堿基類似物代替某一堿基時(shí)，才出現(xiàn)可遺傳的變異（突變）第十七張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月核苷酸和脫氧核苷酸第十八張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月RN

5、A結(jié)構(gòu)第十九張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月tRNA結(jié)構(gòu)第二十張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月tRNA的三維結(jié)構(gòu)第二十一張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第3節(jié) DNA復(fù)制DNA replication第二十二張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA復(fù)制的一般特點(diǎn)原料：dNTP，互補(bǔ)配對(duì)原則半保留復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制需要引物新鏈的延伸方向只能是5 3第二十三張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月半保留復(fù)制 semiconservative replication第二十四張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月復(fù)制起始點(diǎn)復(fù)制起始點(diǎn) replication o

6、rigin，ori DNA分子的復(fù)制是在特定位置開始的，這個(gè)位點(diǎn)稱為復(fù)制起始點(diǎn)。原核生物DNA只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。真核生物DNA有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。第二十五張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月復(fù)制子 replicon一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)控制下復(fù)制的一段DNA原核生物DNA只有一個(gè)復(fù)制子真核生物每條染色體上有多個(gè)復(fù)制子第二十六張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月原核生物復(fù)制子第二十七張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物DNA多復(fù)制起始點(diǎn)電鏡圖第二十八張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月復(fù)制叉 replication fork半不連續(xù)復(fù)制先導(dǎo)鏈 隨后鏈 岡崎片斷引物 pri

7、mer第二十九張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月原核生物DNA復(fù)制DNA復(fù)制所需要的酶引物酶 primeraseDNA聚合酶 DNA polymeraseDNA連接酶 DNA ligase解旋酶 helicase拓?fù)洚悩?gòu)酶第三十張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA復(fù)制過程起始延伸終止第三十一張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十二張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物DNA的復(fù)制特點(diǎn)細(xì)胞周期的特定時(shí)期復(fù)制多起點(diǎn)復(fù)制岡崎片斷較原核生物短核小體全保留復(fù)制染色體端粒的復(fù)制第三十三張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞周期的特定時(shí)期復(fù)制原核生物在整個(gè)細(xì)

8、胞生長(zhǎng)過程中都可以進(jìn)行DNA復(fù)制真核生物DNA在S期復(fù)制第三十四張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA的復(fù)制有些病毒不含DNA，以RNA為遺傳物質(zhì)RNA在RNA聚合酶作用下先合成“”鏈“”鏈從“”鏈模板上釋放出來“”鏈作為模板再合成“”鏈第三十五張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月端粒DNA的復(fù)制真核生物DNA是線性的線性DNA末端不能復(fù)制每復(fù)制一次DNA序列就要縮短一節(jié)！第三十六張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月端粒酶 telomerase端粒酶是一種核糖核蛋白，含有一個(gè)RNA分子這個(gè)RNA分子就是合成端粒序列的模板在體細(xì)胞中，端粒酶是沒有活性的，胚胎細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中

9、有端粒酶活性第三十七張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第4節(jié) RNA轉(zhuǎn)錄與加工轉(zhuǎn)錄 transcription：以DNA為模板，在RNA聚合酶的催化下，以ATP、CTP、GTP和UTP為原料，合成RNA的過程。轉(zhuǎn)錄是基因表達(dá)的中心環(huán)節(jié)第三十八張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA分類mRNA，messenger RNAtRNA，transfer RNArRNA，ribosomal RNA第三十九張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月tRNA結(jié)構(gòu)第四十張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月rRNA的類型原核生物有3種rRNA：5S、16S、23S真核生物有4種rRNA：

10、5S、5.8S、18S、28S第四十一張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA合成的一般特點(diǎn)不需要引物原料為rNTP，不是dNTP只有一條DNA鏈用作模板第四十二張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月有關(guān)概念模板鏈 template strand非模板鏈 nontemplate strand編碼鏈 coding strand(有意義鏈）非編碼鏈 nocoding strand第四十三張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA聚合酶在E.coli中全酶holoenzyme 2亞基的功能是識(shí)別轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)核心酶 core enzyme 2RNA鏈的延伸由核心酶催化原核生物RNA的合

11、成第四十四張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月啟動(dòng)子 promotorDNA分子上RNA聚合酶最先結(jié)合部位Promotor在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的上游第四十五張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月原核生物啟動(dòng)子由2個(gè)元件3個(gè)要素組成1、10序列（Pribnow box） 轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游10位置，consensus sequence是TATAPuATG2、35序列（Sextama box） RNA聚合酶所覆蓋的區(qū)域，共有序列是TTGACA，位于35位置。 是RNA聚合酶對(duì)轉(zhuǎn)錄模板的初始識(shí)別位點(diǎn)，決定啟動(dòng)子的強(qiáng)度。3、10區(qū)和35區(qū)間的距離 兩個(gè)元件之間的距離卻至關(guān)重要;相距17bp時(shí)，轉(zhuǎn)錄效率最

12、高。第四十六張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月終止子 terminator提供轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)的DNA序列內(nèi)在終止子，不依賴因子依賴因子的終止子第四十七張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月終止子的結(jié)構(gòu)特征發(fā)夾結(jié)構(gòu)polyU序列真正起終止作用的不是DNA序列，而是轉(zhuǎn)錄生成的RNA結(jié)構(gòu)第四十八張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月轉(zhuǎn)錄泡第四十九張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA的合成起始延伸終止和釋放第五十張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行在原核生物中，轉(zhuǎn)錄、翻譯以及mRNA的降解通常是同時(shí)進(jìn)行的。因?yàn)樵谠松镏胁淮嬖诤四ぐ募?xì)胞核。RNA

13、的轉(zhuǎn)錄和多肽鏈的合成都是從53，只要mRNA的5端合成后，即可開始翻譯。在原核生物中mRNA的壽命一般只有幾分鐘。往往在3端mRNA的轉(zhuǎn)錄還沒有最后結(jié)束，5端mRNA在完成多肽鏈的合成后，已經(jīng)開始降解。 第五十一張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物RNA合成的特點(diǎn)1： 真核生物RNA的轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄完成后需要運(yùn)送到核外，因此壽命較長(zhǎng)真核生物RNA的合成與加工第五十二張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物RNA合成的特點(diǎn)2：真核生物一個(gè)mRNA分子一般只含有一個(gè)基因 單順反子mRNA原核生物中稱為多順反子mRNA 第五十三張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6

14、月真核生物RNA合成的特點(diǎn)3：真核生物有幾種RNA聚合酶 RNA聚合酶 除5S rRNA以外的所有rRNARNA聚合酶 mRNA前體（核不均一RNA，hnRNA)RNA聚合酶 5SRNA、tRNA、小核RNA 第五十四張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物RNA合成的特點(diǎn)4：真核生物RNA聚合酶不能獨(dú)立轉(zhuǎn)錄RNA特定的基因需要特定的轉(zhuǎn)錄因子第五十五張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物RNA合成的特點(diǎn)5：真核生物啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜不同的聚合酶使用的啟動(dòng)子不同不同的啟動(dòng)子含有的保守序列不同RNA聚合酶 的啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)最復(fù)雜第五十六張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生

15、物啟動(dòng)子元件第五十七張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物RNA合成后的加工rRNA轉(zhuǎn)錄后的甲基化第五十八張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月mRNA轉(zhuǎn)錄后的加工加帽當(dāng)mRNA合成到30b時(shí)在5端加7甲基鳥嘌呤核苷55加尾轉(zhuǎn)錄完成后，在特定位置切去一節(jié)，加polyARNA末端腺苷酸轉(zhuǎn)移酶帽子和尾巴對(duì)mRNA的穩(wěn)定性以及運(yùn)輸具有重要作用剪接 splicing第五十九張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月成熟mRNA與模板DNA的比較第六十張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第5節(jié) 遺傳密碼和蛋白質(zhì)的翻譯第六十一張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月遺傳密碼字典第六

16、十二張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月遺傳密碼的主要特征三聯(lián)體密碼密碼子間無間隔，遺傳密碼的譯讀是連續(xù)的。密碼子間存在簡(jiǎn)并現(xiàn)象（degeneracy） 最后一個(gè)堿基具有靈活性包含起始密碼子和終止密碼子 遺傳密碼子的通用性：除極少數(shù)情況外遺傳密碼從病毒到人類都是通用的第六十三張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的生物合成稱為翻譯 translationmRNA攜帶從DNA上轉(zhuǎn)錄的遺傳密碼附著在核糖體上，由tRNA來運(yùn)送氨基酸，按照mRNA上的密碼順序，連接成多肽鏈，并進(jìn)一步加工成有生物活性的蛋白質(zhì)分子。合成蛋白質(zhì)的原料是20種氨基酸核糖體是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所氨基酸的

17、順序由mRNA上的密碼子決定第六十四張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月原核生物和真核生物核糖體比較第六十五張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月tRNA的二維結(jié)構(gòu)第六十六張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月tRNA的三維結(jié)構(gòu)第六十七張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月核糖體甲硫氨酸AUGGAUAUCmRNACUA反密碼子 1、起始階段mRNA與核糖體結(jié)合，tRNA運(yùn)來第一個(gè)氨基酸：甲硫氨酸第六十八張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月ACGUGAUUA兩個(gè)氨基酸分子脫水縮合AUG異亮氨酸UAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸第六十九張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月UCAUGUUUA甲硫氨酸ACA天冬氨酸AUG異亮氨酸2、延伸階段核糖體移動(dòng)1個(gè)密碼子（3個(gè)堿基）, tRNA 按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則識(shí)別并運(yùn)來相應(yīng)氨基酸，形成多肽第七十張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月UCAUGUUUA甲硫氨酸天冬氨酸AUG異亮氨酸t(yī)RNA離開，再去轉(zhuǎn)運(yùn)下一個(gè)氨基酸，肽鏈延伸第七十一張，PPT共七十六頁，創(chuàng)作于2022年6月AG T AC AA A T UCAUGUUUAUCAUGUUUA甲硫氨酸天冬氨酸異亮氨酸