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1、4.1 基因指导蛋白质的合成,第四章 基因的表达,基因,蛋白质,转录,翻译,信使RNA,（主要在细胞核）,（细胞质中的核糖体）,为什么RNA适合作DNA的信使呢？,DNA,全称：脱氧核糖核酸基本单位：脱氧(核糖)核苷酸,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,DNA分子中遗传信息储存在脱氧核苷酸排列顺序中。,全称：核糖核酸基本单位：核糖核苷酸,腺嘌呤核糖核苷酸,鸟嘌呤核糖核苷酸,胞嘧啶核糖核苷酸,尿嘧啶核糖核苷酸,RNA中的核糖核苷酸顺序也可以储存遗传信息，适宜作DNA的信使。,RNA,C、H、O、N、P,C、H、O、N、P,脱氧核苷酸（4种）,核糖核苷酸（4
2、种）,一分子磷酸脱氧核糖A、T、C、G,一分子磷酸核糖A、U、C、G,规则的双螺旋结构,一般为单链结构,DNA与RNA的比较,练习,1、人体中含有( )种核酸： ; ( )种核苷酸 ; ( )种碱基 。2、DNA和RNA在化学组成上有哪些区别（ ） A.磷酸 B.碱基 C.五碳糖 D.碱基和五碳糖,2,DNA和RNA,8,4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸,5,A G C T U,D,DNA分子（双链）,RNA（单链）,A A G A A A G T T,DNA,mRNA,A A G A A A G U U,T T C T T T C A A,模板链,碱基互补配对原则：A-U T-A C-G（G-
3、C）,非模板链,为什么RNA适合作DNA的信使？,1、结构相似，都可以储存遗传信息；2、RNA多为单链结构，较短，可通过核孔。, RNA的种类：1、信使RNA（mRNA）2、转运RNA（tRNA）3、核糖体RNA（rRNA）,转录,RNA的种类和功能,信使RNA,转运RNA,核糖体RNA,mRNA,tRNA,rRNA,作为翻译的模板,携带氨基酸,与蛋白质、Mg2+组成核糖体,三叶草形,2. 转录的过程,1. 转录的定义,在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。,转录可以分为几个步骤？,转录,一段DNA双链解开，碱基得以暴露,游离核糖核苷酸与DNA一条链进行碱基互补配对,新结合的核糖
4、核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上,合成的mRNA分子从DNA链上释放， DNA双链恢复,解旋,碱基互补配对,连接(RNA聚合酶),释放,转录,转录的过程：转录发生在细胞核中 （一段DNA双链解旋）,转录,只有一条链（模板链）作为模板,转录,原料：一个个游离的核糖核苷酸,转录,RNA聚合酶将核糖核苷酸连接起来（碱基互补配对原则）,RNA 聚合酶,RNA聚合酶沿着DNA移动,（单向）,转录,RNA聚合酶沿着DNA移动,（单向）,转录,核糖核苷酸一个一个连接起来,3,5-磷酸二酯键,转录,核糖核苷酸一个一个连接起来,转录,核糖核苷酸一个一个连接起来,转录,核糖核苷酸一个一个连接起来,转录,核糖核
5、苷酸一个一个连接起来,转录,核糖核苷酸一个一个连接起来,转录,核糖核苷酸一个一个连接起来,DNA,RNA,转录,（1）定义：（2）场所：（3）模板: （4）原料：（5）其他条件：（6）碱基配对：（7）产物：（8）意义：,在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。,主要是细胞核,DNA的一条链,4种核糖核苷酸,ATP、酶(解旋酶、RNA聚合酶等),A-U、T-A、C-G、G-C,mRNA,将DNA的遗传信息传递给RNA,一、遗传信息的转录,（线粒体、叶绿体）,tRNA、rRNA,细胞核,细胞核,DNA的两条链,DNA的一条链,每个位点都有解开,有遗传效应的片段解开,四种脱氧核苷酸,四种
6、核糖核苷酸,解旋酶，DNA聚合酶,解旋酶， RNA聚合酶,ATP,ATP,AT, CG,AU,TA,CG,GC,DNA,mRNA,1、DNA分子复制与遗传信息转录的相同之处（ ）A 利用的模板都相同 B 利用的原料都相同C 所利用的酶都相同 D 都遵循碱基互补配对原则2、DNA的复制、转录和蛋白质合成分别发生在（ ） A 细胞核 细胞质 核糖体 B 细胞核 细胞核 核糖体 C 细胞质 核糖体 细胞核 D 细胞质 细胞核 核糖体,D,B,3、在双链DNA中，已知其中一条链（A+G）/（T+C）=0.4，那么以它的互补链为模板，转录成的mRNA中（A+G）/（U+C）应是（ ）A 2.5 B 1
7、C 0.4 D 1.25,C,A A T C T A T A G,T T A G A T A T C,DNA,U U A G A U A U C,mRNA,细胞质,细胞核,核孔,信使RNA（mRNA）通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。,二、遗传信息的翻译,蛋白质,碱基序列,氨基酸序列,碱基与氨基酸之间的关系是怎样的呢？,组成生物体蛋白质的氨基酸有20种，RNA含有4种碱基（AGCU），4种碱基如何决定20种氨基酸?,1、如果1个碱基决定一个氨基酸,4 1=4种,2、如果2个碱基决定一个氨基酸,3、如果3个碱基决定一个氨基酸,4 4=16种,4 4 4 =64种,4、如果4个碱基决定一个氨基酸
8、,256种,推测,1961年，英国的克里克和同事用实验证明：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每三个这样的碱基称作一个密码子。,A U G G C C U A G,mRNA,1967年，科学家将20种氨基酸的密码全部破译，将其编制成密码子表。,实验证据,大行,小行,列,密码子总共有多少个？ 能编码氨基酸的密码子有多少个？,思考：,2. 终止密码子有几个？编码氨基酸吗？,4. 一种氨基酸是不是只由一种密码子编码？,3. 起始密码子有几个？编码氨基酸吗？,密码子总共有64个，但能编码氨基酸的密 码子只有61个。,2. 三个终止密码子（UAA、UAG、UGA） 不编码氨基酸,3. 两个起始密码
9、子（AUG、GUG） 编码氨基酸,4. 一种氨基酸可以由多个密码子编码。,密码子的简并性,5. 地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子,增强密码子的容错性； 保证翻译的速度,“搬运工”tRNA的结构,携带氨基酸部分,tRNA的特性：一种tRNA只能识别转运一种氨基酸。,一种氨基酸是否只由一种tRNA来转运呢？,(与密码子互补配对),转运 RNA（tRNA）,氨基酸,氨基酸与转运RNA结合，这个过程要消耗能量。,反密码子,细胞质,核糖体,mRNA与核糖体结合,翻译的过程,tRNA上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对,1,2,两个氨基酸分子脱水缩合,1,2,肽键,核糖体沿着 mRNA移动，另
10、一个 tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对,1,2,一个个氨基酸分子脱水缩合成多肽链,1,2,tRNA离开，再去转运新的氨基酸,1,2,以mRNA为模板形成有一定氨基酸顺序的多肽链；mRNA 和多肽链被释放到细胞质中,基因的表达过程,（1）定义：（2）场所：（3）模板: （4）原料：（5）条件：（6）密码子：（7）产物：（8）意义：,游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程。,细胞质（核糖体）,mRNA,氨基酸,模板、原料、ATP（能量）、酶,mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基,多肽链,使DNA的遗传信息最终得以表达,二、遗传信息的翻译,
11、细胞核,细胞核,细胞质,DNA的 两条链,DNA的 一条链,mRNA,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,氨基酸,能量、酶,能量、酶,能量、酶,A-T T-AG-C C-G,A-U T-AG-C C-G,密码子与 反密码子,2个子代DNA,1个mRNA,多肽链,（先合成肽链，然后在内质网、高尔基体加工成蛋白质）,A-U U-AG-C C-G,区分：遗传信息、密码子、反密码子（定位）,遗传信息：密码子：反密码子：,一般指DNA分子中的脱氧核苷酸序列（碱基序列）,mRNA分子上相邻的三个碱基决定1个氨基酸，这样的三个碱基叫做1个密码子。,tRNA分子一端的三个碱基，可以和mRNA上的密码子互补配对，这三个碱基
12、叫做反密码子。,翻译是一个快速的过程：一个mRNA可以结合多个核糖体；同时合成多条肽链少量mRNA就可以迅速合成大量蛋白质,肽链合成后，脱离核糖体与mRNA的复合物，然后被加工成具有特定结构和功能的蛋白质。（核糖体-内质网-高尔基体）,二、遗传信息的翻译,基因,蛋白质(体现性状),(细胞核),(细胞质),信使RNA,转录,翻译,基因表达的过程包括：,转录 翻译,总结：,遗传信息（DNA碱基序列）,密码子（mRNA的碱基序列）,特定的氨基酸序列,决定,决定,A A G A A A G T T,DNA,mRNA,A A G A A A G U U,T T C T T T C A A,模板,DNA（基因）碱基数、mRNA碱基数以及氨基酸数之间的关系：,赖氨酸,赖氨酸,缬氨酸,DNA（基因）碱基数：mRNA碱基数：氨基酸数= 6：3：1,计算,1、一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成该多肽链模板的mRNA和基因中分别有碱基个和 个,2、一段mRNA有60个碱基，其中A有15个，G有25个，那么转录mRNA的DNA片段共有T和C多少个？,3000,6000,3、一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有21个肽键的多肽，则合成这段多肽需要的tRNA个数以及此mRNA分子至少含有的碱基个数依次为（ ） A63 21 B66 22 C22 66 D21 66,60,C,
