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1、主宰生命奧秘的分子,第一節 核酸的發現,第二節 核酸的構造與複製,第三節 基因與蛋白質的合成,第四節 基因的表現,第五節 遺傳工程,第六節 突變,核 酸 的 發 現,證明核酸為遺傳物質性狀轉變（格里夫茲）證實DNA造成性狀轉變（艾佛力）證實噬菌體的遺傳物質是DNA，不是蛋白質（賀雪、蔡斯）,性狀轉變（格里夫茲）,證實DNA造成性狀轉變（艾佛力）,肺炎雙球菌性狀轉變的實驗,證實噬菌體的遺傳物質是DNA，不是蛋白質（賀雪、蔡斯）,核酸的構造與複製,DNA及RNA的基本組成與構造,DNA的複製,RNA的種類,RNA的修飾,2023/3/22,7,DNA與RNA的比較,DNA及RNA的基本組成與構造,
2、基本單元DNA：去氧核糖核 酸 dAMP、dTMP、dCMP、dGMPRNA：核糖核 酸 AMP、UMP、CMP、GMP,構成DNA的四種核酸,DNA及RNA的核酸差異,DNA雙螺旋模式圖,DNA 分子之模型,雙股DNA的結構,2023/3/22,12,DNA的構造與組成,2023/3/22,13,DNA的構造與組成,DNA的複製,方式：半保留新股合成方向：5 3酵素：DNA聚合、DNA連接 岡崎片段：複製時不連續的DNA片段,2023/3/22,15,DNA的複製,資料來源：Campbell,N.A.1996.Biology.The Benjamin/Cumming Publishing C
3、ompany,Inc.,p.299,DNA複製模式圖,2023/3/22,17,2023/3/22,18,DNA如何複製,2023/3/22,19,真核細胞如何複製DNA,證明DNA複製為半保留型,RNA的種類傳訊RNA（mRNA）轉送RNA（tRNA）核糖體RNA（rRNA）分子生物學中心教條 轉錄 轉譯DNA RNA 蛋白質,RNA的種類,轉錄作用,2023/3/22,23,轉錄作用,2023/3/22,24,轉錄後修飾：mRNA的修飾構造修飾 前端：5帽（G-P-P-P）後端：3多腺嘌呤尾mRNA剪接：將內插子切除,RNA的修飾,2023/3/22,26,修飾作用如何進行？,真核生物轉錄
4、出來的RNA需經修飾方能產生作用(1)5加G(2)3加A(3)切去中斷子（內含子）,mRNA構造修飾,mRNA修飾：加上 5 端帽及多腺嘌呤尾。在 5 端被加了 5 端帽，而在 3 端被加了多腺嘌呤尾，5 端帽及RNA的前導段，並不轉譯成胺基酸，其功能在提供核糖體附於此的訊息。多腺嘌呤尾可能是rnRNA分子離開細胞核所必需，它並非直接接於終止密碼子，而是接在mRNA上不發生轉譯的密碼子之後。,mRNA剪接：將內插子切除,2023/3/22,29,mRNA處理階段的調節,BACK,基因與蛋白質的合成,基因和DNA,密碼子和胺基酸,蛋白質的合成,蛋白質修飾與角色,原核與真核生物之轉錄與轉譯,基因和
5、DNA,基因成分：一小段DNA 一小段RNA（某些病毒）基因功能：間接控制蛋白質之合成,2023/3/22,32,基因與DNA的關係如何？,2023/3/22,33,基因與DNA的關係如何？,2023/3/22,34,基因與DNA的關係如何？,人類基因組計畫（HGP）：(1)1990年開始，美國和英國主導，有18個國家參加，包括臺灣(2)預訂於西元2003年完成(3)西元2000年6月，完成人體基因組圖草圖(4)我國參與HGP，以榮陽團隊（榮民總醫院、陽明大學）的成果最顯赫。其完成第四對染色體上q22q24片段的一千萬個鹼基定序，該片段共有218個基因,密碼子和胺基酸,遺傳密碼：DNA上三個含
6、氮鹼基一組，決定一種胺基酸密碼子：mRNA上三個含氮鹼基一組，決定一種胺基酸補密碼：tRNA上三個含氮鹼基一組，與密碼子反向配對，以攜帶 正確胺基酸,密碼子詳細資料,2023/3/22,37,密碼子與胺基酸,蛋白質的合成,tRNA的構造mRNA的轉譯過程聚核糖體,傳送RNA（tRNA）的構造,補密碼與密碼子配對情形,2023/3/22,40,核糖體,轉譯過程,2023/3/22,42,聚核糖體,許多核糖體常同時附在一條mRNA上進行轉譯，這一些核糖體與mRNA分子合稱為聚核糖體。,蛋白質修飾與角色,轉譯後修飾：蛋白質修飾多鏈自動摺疊成有功能蛋白質蛋白質加上醣類、脂質、磷酸基某些酵素會被切割成兩
7、段或多段,2023/3/22,45,蛋白質的合成與修飾,原核與真核生物轉錄及轉譯的比較,原核生物,真核生物,原核與真核生物mRNA的比較,基 因 的 表 現,細胞分化細胞基因表現不同,原核生物基因表現,真核生物基因表現,原核生物基因表現,基因操縱組構造基因：可轉錄轉譯出蛋白質的基因啟動子：RNA聚合附著之一小段DNA操作子：構造基因轉錄之開關，可控制 RNA聚合移動至構造基因調節基因：可轉錄轉譯出抑制蛋白，抑 制蛋白可與操作子結合,大腸桿菌的乳糖操縱組,A,B,大腸桿菌的色胺酸操縱組,A,B,動物固醇類激素起始因子活化：影響轉譯不活化的mRNA,真核生物基因表現,遺 傳 工 程,應 用 範 圍
8、,基因重組操作過程,基因放大技術(PCR),基 因 轉 殖,應 用 範 圍,農業：品種改良（抗蟲、高產量）醫學：基因診斷、基因治療,基因重組操作過程,目標基因及載體選取重組DNA重組DNA送入細菌內，表現性狀篩選轉形細胞,重組DNA圖示,2023/3/22,57,質體,2023/3/22,58,人工基因重組如何操作？,製備載體和外源DNA：(1)載體：常用細菌質體、噬菌體DNA(2)以相同限制酶切割載體和外源DNA,2023/3/22,59,基因放大技術(PCR),材料：DNA鑄模、DNA聚合、一對引子、四種核苷酸步驟：加熱分離兩股冷卻使引子與目標基因結合DNA聚合酶由引子處開始複製重複以上循
9、環20-30次,PCR圖示,2023/3/22,62,2023/3/22,63,DNA指紋親子鑑定,基 因 轉 殖,做法：使用基因工程或分子生物技術，將遺傳物質殖入活細胞或生物體，產生基因改造現象應用：基因轉殖動物：畜牧、漁業養殖基因轉殖植物：Ti質體,2023/3/22,65,生長激素的基因,基因轉殖 促進動物生長,基因轉殖動物：具有轉殖基因的山羊,植物遺傳工程：使用Ti質體作為載體,2023/3/22,68,農桿菌質體重組DNA侵入植物細胞DNA,BACK,2023/3/22,69,基因轉殖植物的形成,BACK,突變,突變的定義,基因突變的形成,突變的原因,廣義突變：染色體構造、數目改變狹義突變：基因改變,基因突變的形成,單基因突變：半乳糖血症點突變：鐮形血球性貧血症,單基因突變：半乳糖血症,單基因突變半乳糖血症：基因突變以致於無法合成有功能的酵素（3），故造成中間產物半乳糖及半乳糖磷酸的累積。,點突變：鐮形血球性貧血症,正常人,鐮形血球性貧血症患者,自發性突變：DNA複製DNA修補基因重組誘導突變：物理因子：紫外線、X射線化學因子：亞硝酸、五嗅嘧啶,DNA修補作用,2023/3/22,77,資料參考:南一教學光碟龍騰教學光碟台大生化所莊榮輝教授網站,
