DNA的轉錄和翻譯（課堂PPT）

1、.1基因的表達基因的表達.2 DNA DNA分子是怎樣控制遺傳性狀的？分子是怎樣控制遺傳性狀的？v現(xiàn)代遺傳學認為：現(xiàn)代遺傳學認為：v生物的性狀是由生物的性狀是由 控制的控制的性狀是由性狀是由 物質體現(xiàn)的物質體現(xiàn)的基因基因蛋白質蛋白質DNA（基因）（基因）蛋白質（性狀）蛋白質（性狀）？一、基因指導蛋白質的合成一、基因指導蛋白質的合成細胞核細胞核細胞質核糖體上細胞質核糖體上.3基因對性狀的控制基因對性狀的控制基因基因控制控制酶酶代謝代謝性狀性狀控制控制控制控制蛋白質的結構蛋白質的結構基因基因控制控制性狀性狀控制控制例如例如 ：白化病是由于：白化病是由于基因基因不正常不正常，缺少，缺少酪氨酸酶酪氨酸

2、酶，這個人就這個人就不能合成黑色素不能合成黑色素。毛發(fā)白色，皮膚淡紅色，毛發(fā)白色，皮膚淡紅色，畏光。畏光。.4基本單位核糖核苷酸基本單位核糖核苷酸核糖核糖堿堿 基基磷酸磷酸A（腺嘌呤）（腺嘌呤）G（鳥嘌呤）（鳥嘌呤）C（胞嘧啶）（胞嘧啶）U(尿嘧啶尿嘧啶)RNARNA的結構的結構1、RNARNA的化學結構的化學結構腺嘌呤A鳥嘌呤G胞嘧啶C尿嘧啶U堿堿 基基核糖核苷酸核糖核酸核糖核酸.5A 腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸G 鳥嘌呤核糖核苷酸鳥嘌呤核糖核苷酸C 胞嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸U 尿嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸2、核苷酸的種類、核苷酸的種類.63、RNA的結構的結構 RNA成單

3、鏈結構，也沒有堿基互補配對情況。在細胞內對遺傳信息的傳遞和蛋白質的合成起重要作用。AUGC.7v信使信使RNARNA（mRNA)mRNA)v功能：將功能：將DNADNA的遺傳信息轉錄下來，傳遞至細胞質中的遺傳信息轉錄下來，傳遞至細胞質中的核糖體上，控制蛋白質的合成。的核糖體上，控制蛋白質的合成。v轉運轉運RNARNA（tRNA)tRNA)v種類：多種種類：多種v核糖體核糖體RNA(rRNA)RNA(rRNA)；v與核糖體的合成有關。與核糖體的合成有關。4、RNA的種類的種類.8RNA和和DNA的區(qū)別的區(qū)別項目項目 RNA DNA名稱名稱組成組成基本單位基本單位結構結構存在部位存在部位功能功能核

4、糖核酸核糖核酸脫氧脫氧核糖核酸核糖核酸核糖核糖核苷酸核苷酸脫氧脫氧（核糖）（核糖）核苷酸核苷酸一般為單鏈一般為單鏈一般為雙鏈一般為雙鏈主要存在于細胞質中主要存在于細胞質中主要存在于細胞核中主要存在于細胞核中 C、H、O、N、P 核糖、磷酸、核糖、磷酸、含氮堿基：含氮堿基：A、G、C、U C、H、O、N、P 脫氧脫氧核糖、磷酸、核糖、磷酸、 含氮堿基：含氮堿基：A、G、C、T傳遞傳遞遺傳信息遺傳信息攜帶攜帶遺傳信息遺傳信息.9二、遺傳信息的轉錄二、遺傳信息的轉錄1、轉錄轉錄：在在細胞核細胞核內，以內，以DNA的一條鏈為模板，按照堿的一條鏈為模板，按照堿基互補配對的原則合成基互補配對的原則合成RN

5、A的過程。的過程。.10TCATG T TT AAG T AC A A A T 轉錄發(fā)生在細胞核。這是一段展開的轉錄發(fā)生在細胞核。這是一段展開的DNA.11AG T AC A A A T 1、解旋并以一條鏈做為模板、解旋并以一條鏈做為模板.TCATG T TT A.12AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU2、在酶的作用下，以、在酶的作用下，以4種核糖核苷酸為原料，堿基互補配對種核糖核苷酸為原料，堿基互補配對RNA 聚合酶聚合酶.13AG T AC A A A T AGCGACGGUUU U在酶的作用下，以在酶的作用下，以4種核糖核苷酸為原料，堿基互補配對種核糖核苷酸為原料，

6、堿基互補配對，.14AG T AC A A A T GCGACGGUUU UA3、RNA聚合酶移動，將核糖核苷酸連接起來形成聚合酶移動，將核糖核苷酸連接起來形成RNA單鏈單鏈.15AG T AC A A A T GCGACGUUGU UARNA核苷酸一個一個連接起來。核苷酸一個一個連接起來。.16AG T AC A A A T GCGACGUGU UAURNA核苷酸一個一個連接起來。核苷酸一個一個連接起來。.17AG T AC A A A T GCGACGGU UAU URNA核苷酸一個一個連接起來。核苷酸一個一個連接起來。.18AG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAR

7、NA核苷酸一個一個連接起來。核苷酸一個一個連接起來。.19AG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA URNA核苷酸一個一個連接起來。核苷酸一個一個連接起來。.20AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CRNA核苷酸一個一個連接起來。核苷酸一個一個連接起來。.21AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CRNA核苷酸一個一個連接起來。核苷酸一個一個連接起來。.22AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA細胞質基質細胞質基質4、完成的信使、完成的信使RNA（mRNA） 通過核孔從細胞核中出來，到細胞通過核孔

8、從細胞核中出來，到細胞質中。質中。細胞核的核液細胞核的核液核孔核孔.23AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA信使信使RNA（mRNA） 通過核孔從細胞核中出來，到細胞質中。通過核孔從細胞核中出來，到細胞質中。細胞質基質細胞質基質細胞核的核液細胞核的核液.24轉錄小結轉錄小結場所場所:模板模板:原料原料:條件條件:產物產物:特點特點:原則原則:細胞核細胞核DNA上基因的上基因的一條一條鏈鏈(有義鏈有義鏈)四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和需要酶和ATP單鏈單鏈mRNA邊解旋邊轉錄邊解旋邊轉錄堿基互補配對原則堿基互補配對原則（A-U,T-A; G-C,

9、C-G）.25v轉錄和轉錄和DNA復制都是以復制都是以DNA為模板并按堿基互補配對原為模板并按堿基互補配對原則進行的，堿基互補配對原則能夠保證遺傳信息準確無則進行的，堿基互補配對原則能夠保證遺傳信息準確無誤地傳遞下去，從而保證了遺傳地穩(wěn)定性。誤地傳遞下去，從而保證了遺傳地穩(wěn)定性。1、轉錄與、轉錄與DNA復制有什么共同之處？這對保證遺傳信息復制有什么共同之處？這對保證遺傳信息的準確轉錄有什么意義？的準確轉錄有什么意義？2、轉錄成的、轉錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的單鏈的堿基序列有那些異同？與該堿基序列有那些異同？與該DNA的另一條鏈的堿基序列有的另一條鏈

10、的堿基序列有那些異同？那些異同？v轉錄的轉錄的RNA堿基序列堿基序列和模板堿基序列堿基序列和模板DNA單鏈的建基單鏈的建基序列互補配對，與序列互補配對，與DNA的另一條鏈的堿基序列相同的另一條鏈的堿基序列相同（但（但DNA單鏈上的單鏈上的T換成換成U）。）。思考和討論思考和討論.26三、遺傳信息的翻譯三、遺傳信息的翻譯 1、 定義：定義： 在細胞質的核糖體上在細胞質的核糖體上,以游離在細胞以游離在細胞質中的各種氨基酸原料，以質中的各種氨基酸原料，以mRNA為模板為模板合成具合成具有有一定氨基酸一定氨基酸順序順序的蛋白質的過程。的蛋白質的過程。 .27一個堿基決定一個氨基酸只能決定一個堿基決定一

11、個氨基酸只能決定4種：種：414，不行，不行二個堿基決定一個氨基酸只能決定二個堿基決定一個氨基酸只能決定16種：種：4216，不行，不行三個堿基決定一個氨基酸只能決定三個堿基決定一個氨基酸只能決定64種：種：4364，足足有余足足有余* * RNA RNA上的四種堿基上的四種堿基AGCUAGCU，如何決定，如何決定2020種氨基酸？種氨基酸？ .28 密碼子密碼子UCAUG A UUAmRNA 密碼子密碼子 密碼子密碼子 2、遺傳密碼：遺傳密碼： 遺傳學上把遺傳學上把mRNA中把決定一個氨基酸的中把決定一個氨基酸的相鄰的三個堿基相鄰的三個堿基成為成為密碼子密碼子。把。把mRNA上的堿基排列順序

12、，叫做上的堿基排列順序，叫做“遺傳密遺傳密碼碼”。.29 a、一種氨基酸可以、一種氨基酸可以和多個密碼子相對應和多個密碼子相對應 b、一個密碼子只和、一個密碼子只和一種氨基酸相對應一種氨基酸相對應 c、三個終止密碼：、三個終止密碼：UAA、UAG、UGAd、氨基酸的種類；、氨基酸的種類；20種種密碼子的種類：密碼子的種類：64種種.30對應的氨基酸序列為：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸對應的氨基酸序列為：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸絲氨酸賴氨酸脯氨酸半胱氨酸脯氨酸絲氨酸賴氨酸脯氨酸1、已知一段、已知一段mRNA的堿基序列是的堿基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,你能寫出對應的氨基酸

13、序列？反推可以嗎你能寫出對應的氨基酸序列？反推可以嗎?2、地球上幾乎所有的生物體都共用上述密碼子表。根據這一、地球上幾乎所有的生物體都共用上述密碼子表。根據這一事實說明什么？事實說明什么？ 說明地球上所有的生物都有著或遠或近的親緣關說明地球上所有的生物都有著或遠或近的親緣關系，或者生物都具有共同的遺傳語言，或者生命在系，或者生物都具有共同的遺傳語言，或者生命在本質上是統(tǒng)一的。本質上是統(tǒng)一的。思考和討論：思考和討論：.31AC U 天冬天冬氨酸氨酸反密碼子反密碼子AUG異亮異亮氨酸氨酸反密碼子反密碼子轉運轉運RNA(tRNA)RNA(tRNA)：分子結構呈三葉草形，其分子結構呈三葉草形，其“葉葉

14、柄柄”端能與一個特定的氨基酸結合，端能與一個特定的氨基酸結合，“葉片葉片”端有三端有三個特殊的堿基稱為個特殊的堿基稱為“反密碼子反密碼子”，能與，能與mRNAmRNA上的上的“密碼子密碼子”相識別。反密碼子的種類：相識別。反密碼子的種類：6161種。種。.32UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨酸核糖體核糖體5、mRNA 與核糖體結合。與核糖體結合。細胞質細胞質.33UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨酸轉運轉運RNA上的反密碼子與信使上的反密碼子與信使RNA上的密碼子相結合。上的密碼子相結合。.34UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨酸AUG異

15、亮氨酸轉運轉運RNA上的反密碼子與信使上的反密碼子與信使RNA上的密碼子相結合。上的密碼子相結合。.35UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天門冬氨酸AUG異亮氨酸兩個相鄰的氨基酸縮合反應，形成肽鍵。兩個相鄰的氨基酸縮合反應，形成肽鍵。肽鍵肽鍵.36UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨酸AUG異亮氨酸核糖體核糖體 沿著沿著 mRNA移動移動。又一個轉運。又一個轉運RNA（ tRNA）連接到密碼）連接到密碼子上子上。 第一個第一個 tRNA 釋放到細胞質中釋放到細胞質中。.37UCAUG A UUA亮氨酸AC U天冬氨酸AUG異亮氨酸后一氨基酸通過縮合反應與前一個氨基酸

16、連接起來。后一氨基酸通過縮合反應與前一個氨基酸連接起來。肽鍵肽鍵.38UCAUG A UUA亮氨酸AC U天冬氨酸AUG異亮氨酸一條肽鏈形成一條肽鏈形成. .39UCAUG A UUAAUG亮氨酸天冬氨酸異亮氨酸mRNA 和肽鏈被釋放到細胞質中。和肽鏈被釋放到細胞質中。.40翻譯小結翻譯小結場所場所:模板模板:原料原料:條件條件:產物產物:原則原則:細胞質的核糖體上細胞質的核糖體上以信使以信使RNA為模板為模板二十種氨基酸二十種氨基酸需要酶和需要酶和ATP多個多肽或蛋白質多個多肽或蛋白質密碼子與反密碼子配對密碼子與反密碼子配對,既堿基互補配對原則（既堿基互補配對原則（A=U，G=C）.41v蛋

17、白質是生物性狀的體現(xiàn)者，基因通過控制蛋白質的蛋白質是生物性狀的體現(xiàn)者，基因通過控制蛋白質的合成從而控制了生物的性狀。合成從而控制了生物的性狀。1、基因控制蛋白質合成的最終結果是什么？、基因控制蛋白質合成的最終結果是什么？2、生物表現(xiàn)出多樣性的根本原因和直接原因是什么？、生物表現(xiàn)出多樣性的根本原因和直接原因是什么？v直接原因：蛋白質的種類及其多樣，體現(xiàn)了不同的性狀。直接原因：蛋白質的種類及其多樣，體現(xiàn)了不同的性狀。v根本原因：根本原因：DNA分子上的脫氧核苷酸的排列順序不同。分子上的脫氧核苷酸的排列順序不同。思考和討論思考和討論.423真核細胞中復制、轉錄、翻譯的比較真核細胞中復制、轉錄、翻譯的

18、比較DNA復制復制轉錄轉錄翻譯翻譯時間時間場所場所模板模板原料原料酶酶能量能量原則原則特點特點產物產物遺傳信息遺傳信息遺傳密碼遺傳密碼生物性狀生物性狀細胞分裂間期細胞分裂間期細胞核細胞核DNA的兩條鏈均為模板的兩條鏈均為模板四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸DNA聚合酶等聚合酶等ATPA-T、G-C半保留復制半保留復制邊解旋邊復制邊解旋邊復制2個子代個子代DNA分子分子生長發(fā)育過程生長發(fā)育過程細胞核細胞核基因的一條鏈為模板基因的一條鏈為模板四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸RNA聚合酶等聚合酶等ATPA-U、T-AG-C ，C-G邊解旋邊轉錄邊解旋邊轉錄1個信使個信使RNA生長發(fā)育過程生長發(fā)育過程細胞質細

19、胞質mRNA為模板為模板二十種氨基酸二十種氨基酸特定的酶等特定的酶等ATPmRNA與與tRNA配對配對 A-U, G-C多個特定氨基酸順序的多個特定氨基酸順序的蛋白質蛋白質.43vDNA的堿基數：的堿基數：mRNA的堿基數：蛋白質中氨基酸數的堿基數：蛋白質中氨基酸數6n:3n:n。4、DNA的堿基數、的堿基數、mRNA的堿基數、蛋白質中氨基酸數的堿基數、蛋白質中氨基酸數三者之家有何數量關系？三者之家有何數量關系？v說明：因為基因中存在又終止密碼子等片段，實際上基說明：因為基因中存在又終止密碼子等片段，實際上基因（因（DNA）上所含有的堿基數要大于）上所含有的堿基數要大于6n,或氨基酸數目或氨基

20、酸數目小于小于n。因此一般題目中帶有。因此一般題目中帶有“至少至少”或或“最多最多”字樣。字樣。nDNA3n3n3n轉錄轉錄翻譯翻譯.44小結：小結：基因指導蛋白質的合成基因指導蛋白質的合成1、RNA和和DNA的區(qū)別的區(qū)別一、遺傳信息的轉錄一、遺傳信息的轉錄2、為什么、為什么RNA適于作為適于作為DNA的信使？的信使？二、遺傳信息的翻譯二、遺傳信息的翻譯3、RNA的種類的種類4、遺傳信息的轉錄過程。、遺傳信息的轉錄過程。2、遺傳密碼、遺傳密碼1、翻譯的定義、翻譯的定義3、反密碼子、反密碼子4、翻譯的過程、翻譯的過程DNA上的基因上的基因mRNA的的蛋白質的氨基酸序列蛋白質的氨基酸序列 遺傳信息

21、遺傳信息遺傳密碼遺傳密碼生物性狀生物性狀轉錄轉錄翻譯翻譯.451、組成人的核酸的堿基和核苷酸各共有（、組成人的核酸的堿基和核苷酸各共有（ ）A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、42、組成噬菌體的核酸的堿基和核苷酸各共有（、組成噬菌體的核酸的堿基和核苷酸各共有（ ）A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、4練習：練習：.463、已知一段、已知一段mRNA上有上有12個個A和和G，該，該mRNA上共有上共有30個堿基，那么轉錄成個堿基，那么轉錄成mRNA的這一段的這一段DNA分子中應有分子中應有C和和T（ ）A、12 B、18 C、24 D、304、一個雙鏈、一個雙鏈DNA分子中堿基分子中堿基A占占30%，其轉錄，其轉錄成的成的mRNA上的上的U為為35%，則，則mRNA上的堿基上的堿基A為（為（ ）A、30% B、35% C、40% D、25%.475、某一多肽鏈共有、某一多肽鏈共有100個氨基酸，則控制個氨基酸，則控制合成該肽鏈的基因中的堿基數至少有合成該肽鏈的基因中的堿基數至少有A、600 B、300 C、297 D、594 基因堿基：基因堿基：mRNA堿基：氨基酸數目堿基：氨基酸數目（雙鏈）（雙鏈） （單鏈）（單鏈） 1個密碼子個密碼子 1個氨基酸個氨基酸 6 3 1.486、根據蛋白