遺傳物質(zhì)分子基礎(chǔ)(3)PPT

1、關(guān)于遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ) (3)第一張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) DNA作為主要遺傳物質(zhì)的證據(jù)第二張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、間接證據(jù)(P34)染色體的化學(xué)組成:DNADNA含量的穩(wěn)定性:性細(xì)胞中DNA含量是體細(xì)胞中的一半紫外線誘變的有效波長與DNA分子的吸收光譜一致:260nm第三張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)菌的轉(zhuǎn)化試驗：1928，F(xiàn).Griffith, 肺炎雙球菌噬菌體的侵染與繁殖：1952，赫爾歇基因工程二、直接證據(jù)(P35)三、無DNA生物中，RNA是遺傳物質(zhì)及其證據(jù) 煙草花葉病毒第四張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月體外轉(zhuǎn)化

2、實驗要點：A 將S細(xì)胞提取液純化的DNA加到R細(xì)胞培養(yǎng)物中就能產(chǎn)生R-S的轉(zhuǎn)化。B 這種轉(zhuǎn)化因子對水解DNA的酶敏感。C R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型后，按同樣方法抽提DNA仍有轉(zhuǎn)化能力。D 轉(zhuǎn)化的細(xì)菌與S型細(xì)菌相比，莢膜生化特性完全一樣。 體外轉(zhuǎn)化實驗DNA是遺傳物質(zhì)的證明第五張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1952年Hersey和Chase的同位素標(biāo)記侵染實驗。噬菌體的侵染標(biāo)記實驗DNA是遺傳物質(zhì)的證明第六張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 核酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)(P35) 第七張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月核苷酸五碳糖：脫氧核糖、核糖磷酸環(huán)狀的含氮堿基腺嘌呤 (A)、鳥

3、嘌呤(G)胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)和尿嘧啶(U)1、核酸：以核苷酸為單元構(gòu)成的多聚體一、兩種核酸及其分布 兩個核苷酸之間由3和5位的磷酸二脂鍵相連第八張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月五碳糖第九張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月環(huán)狀的含氮堿基嘌呤嘧啶第十張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第十一張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第十二張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月兩種核酸的主要區(qū)別： DNA：脫氧核糖，A、C、G、T 雙鏈，分子鏈較長RNA：核糖，A、C、G、U 單鏈，分子鏈較短第十三張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2、分布：高等植物：D

4、NA存在于染色體，葉綠體、線粒體中；RNA在核（核仁、染色體）、細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)菌：DNA和RNA。噬菌體：多數(shù)只有DNA。植物病毒：多數(shù)只有RNA。動物病毒：有些含RNA、有些含DNA。 第十四張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、DNA的分子結(jié)構(gòu) 1953，Watson和Crick根據(jù)： 堿基互補配對的規(guī)律(查爾格佛法則) 對DNA分子的X射線衍射成果提出了著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。(一)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)第十五張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA分子模型最主要特點(P37)：(1) 右手螺旋；(2)反向平行：53，35 ；(3) A T，C G；(4)每個螺旋3.4nm

5、，含10bp， 直徑約為2nm；(5)分子表面大溝和小溝交替出現(xiàn)。第十六張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月、DNA構(gòu)型BDNA：DNA在生理狀態(tài)下的構(gòu)型，右旋，每個螺圈含10bp； ADNA：在高鹽下存在形式，右旋，每個螺圈含11bp； ZDNA:左旋，每個螺圈含12bp； 其他構(gòu)型: C、D、E等右手螺旋形式存在。第十七張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、RNA分子結(jié)構(gòu)： 與DNA的區(qū)別U代替T；核糖代替脫氧核糖；一般以單鏈存在。第十八張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) DNA的復(fù)制(P40)第十九張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、DNA復(fù)制的一般

6、特點（P40）：、半保留復(fù)制：一端沿氫鍵逐漸斷開；以單鏈為模板，堿基互補；氫鍵結(jié)合，聚合酶等連接；形成新的互補鏈；形成了兩個新DNA分子。 第二十張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月、復(fù)制起點和復(fù)制方向：1.原核生物絕大多數(shù)細(xì)菌和病毒：只有一個復(fù)制起點，控制整個染色體的復(fù)制。復(fù)制子：在同一個復(fù)制起點控制下的一段DNA序列。第二十一張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月噬菌體P2：其DNA的復(fù)制是沿一個方向進行的。第二十二張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.真核生物每條染色體的DNA復(fù)制都是多起點，多個復(fù)制起點共同控制整個染色體的復(fù)制；每條染色體有多個復(fù)制子；且為雙向復(fù)制；

7、圖317 真核生物染色體多起點DNA復(fù)制電鏡照片 第二十三張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）DNA復(fù)制的忠實性（P42）堿基配對的專一性DNA聚合酶I的兩種方式： 1、通過專一性識別使即將加入的堿基與模板上的堿基嚴(yán)格互補來控制合成前的錯誤 2、當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在錯配時，切除新加入的錯配堿基（校對控制）第二十四張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、原核生物DNA合成(P42)：、有關(guān)DNA合成的酶： DNA聚合酶、解旋酶、引物酶、連接酶、拓?fù)洚悩?gòu)酶第二十五張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月共性：1、只有5 3聚合酶的功能，DNA鏈只能由5向3延伸；2、DNA的合成必須有引物

8、才能進行；3、具有外切酶的活性、合成過程中的錯誤校正功能?；铙w細(xì)胞內(nèi)真正控制DNA合成的酶第二十六張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月、DNA復(fù)制過程 1起始 *專一識別復(fù)制起始序列的蛋白結(jié)合在復(fù)制起點上，促使其臨近的DNA發(fā)生扭曲，從而讓DNA解旋酶和其他有關(guān)的因子進入； 第二十七張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA解旋酶在ATP供能下，每分鐘旋轉(zhuǎn)3000次解開雙螺旋；單鏈DNA結(jié)合蛋白馬上結(jié)合在分開的單鏈上，以避免產(chǎn)生單鏈內(nèi)配對；RNA聚合酶（引物酶）合成一小段RNA引物(約有12個堿基對) DNA聚合酶才開始起作用合成DNA片段。 DNA解旋第二十八張，PPT共七十一頁

9、，創(chuàng)作于2022年6月2.DNA復(fù)制的延伸前導(dǎo)鏈連續(xù)復(fù)制，后隨鏈的連續(xù)復(fù)制岡崎片段（Okazaki fragment) 圖213 DNA合成模型 第二十九張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月* 在前導(dǎo)鏈上，DNA引物酶只在起始點合成一次引物RNA，DNA聚合酶III開始DNA的合成；* 在后隨鏈上，每個岡崎片段的合成都需要先合成一段引物RNA，然后DNA聚合酶III才能進行DNA的合成。 第三十張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3.DNA復(fù)制的終止 一般復(fù)制子上具有終止區(qū)域，可結(jié)合終止蛋白DNA聚合酶I利用其有5 3端核酸外切酶的功能，將RNA引物切除，合成DNA，置換切除RNA

10、引物鏈區(qū)域DNA連接酶將合成的DNA連接起來，形成完整的新鏈第三十一張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、真核生物DNA復(fù)制的特點 第三十二張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物與原核生物DNA合成的區(qū)別區(qū)別原核生物真核生物DNA合成的時期整個細(xì)胞生長過程細(xì)胞周期的S期復(fù)制起點數(shù)單個多個RNA引物長度10-60核苷酸10-12核苷酸岡崎片段長度1000-2000核苷酸100-150核苷酸前導(dǎo)鏈與后隨鏈的合成聚合酶III同時控制聚合酶控制前導(dǎo)鏈，聚合酶控制后隨鏈第三十三張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十四張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月四、RNA的復(fù)制

11、依賴RNA的RNA聚合酶+鏈：原有起模板作用RNA分子鏈-鏈：新復(fù)制的RNA分子第三十五張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) RNA的轉(zhuǎn)錄及加工（P45）第三十六張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月轉(zhuǎn)錄(transcription):是指DNA為模板，在依賴于DNA的RNA聚合酶的催化下，以4種核糖核苷酸為原料，合成RNA的過程。RNA是將DNA上遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)并進行表達的中心環(huán)節(jié)。第三十七張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、RNA分子的種類（P45） 信使RNA (mRNA)轉(zhuǎn)移RNA (tRNA)核糖體RNA (rRNA)在大腸桿菌中： rRNA量占細(xì)胞總

12、RNA量的75-85 tRNA占15 mRNA占3-5 第三十八張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月mRNA（P46） 功能：傳遞遺傳信息類型：前體mRNA(pre-mRNA）（不均一核 RNA) 成熟mRNA 第三十九張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月、tRNA（P46）（最小的RNA，由70到 90個核苷酸組成）功能：轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)合成的原材料；結(jié)構(gòu)： 三葉草構(gòu)型（P46） 5末端具有G（大部分）或C； 3末端都以ACC結(jié)尾； 一個富有鳥嘌呤的環(huán)； 一個反密碼子環(huán)； 一個胸腺嘧啶環(huán)； 第四十張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月、rRNA（P47） 功能：組成核糖體的主要成分

13、組成原核生物rRNA（3種）: 5S: 120個核苷酸； 16S: 1540個核苷酸； 23S: 2900個核苷酸。真核生物rRNA（4種）: 5S: 120個核苷酸； 5.8S: 160個核苷酸； 18S: 1900個核苷酸； 28S: 4700個核苷酸。 S為沉降系數(shù)：是某種顆粒在超速離心時沉降速度的數(shù)值，此數(shù)值與顆粒的大小直接成比例第四十一張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月其它RNA小核RNA(small nuclear RNA，snRNA) 端粒酶RNA(telomerase RNA )反義RNA(antisense RNA) 第四十二張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月

14、二、RNA合成的一般特點（P47）： 區(qū)別RNA 合成DNA合成所用的原料核苷三磷酸脫氧核苷三磷酸模板數(shù)目一條DNA鏈（模板鏈）二條DNA鏈引物不需要引物的引導(dǎo)RNA鏈的合成與DNA鏈的合成同樣，也是從5向3端，由RNA聚合酶催化。第四十三張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十四張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、原核生物RNA的合成（P47）： RNA鏈的起始：啟動子RNA鏈的延伸：RNA聚合酶RNA鏈的終止及新鏈的釋放：終止子由啟動子到終止子的序列稱為轉(zhuǎn)錄單位 上游，下游RNA的轉(zhuǎn)錄過程第四十五張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月啟動子的四個保守序列區(qū)域轉(zhuǎn)錄起始點

15、-10區(qū)：TATAAT（Pribnow 框）-35區(qū)：TTGACA（Sextama 框）二者之間的序列：堿基的數(shù)目- 、啟動子：-35序列第四十六張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月亞基（2個）與四聚體核心酶形成有關(guān)；亞基存在核苷三磷酸的結(jié)合位點；含有與DNA模板結(jié)合的位點；因子只與RNA轉(zhuǎn)錄的起始有關(guān)。 、RNA聚合酶（P47）：第四十七張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(三)、終止子 依賴因子的終止子； 內(nèi)在終止子。第四十八張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月特征（1）富含GC的反向重復(fù)序列，形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)； （2）發(fā)夾結(jié)構(gòu)末端緊跟著連續(xù)的U串。第四十九張，PPT共七十一

16、頁，創(chuàng)作于2022年6月(四) RNA鏈的合成RNA鏈的延伸 第五十張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月四、真核生物RNA的轉(zhuǎn)錄及加工（P49）： 第五十一張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月、原核生物與真核生物RNA轉(zhuǎn)錄的區(qū)別 1. 真核生物RNA的轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核內(nèi)，翻譯在細(xì)胞質(zhì)中進行；原核生物則在核區(qū)同時進行轉(zhuǎn)錄翻譯；2. 真核生物一個mRNA只編碼一個基因； 原核生物一個mRNA編碼多個基因； 3. 真核生物有RNA聚合酶、等三種不同的酶； 原核生物則只有一種RNA聚合酶；聚合酶轉(zhuǎn)錄核糖體大亞基的RNA，聚合酶催化合成mRNA 的前體即不均一核RNA，聚合酶轉(zhuǎn)錄那些小的、穩(wěn)定

17、的RNA，如5SRNA、tRNA等。第五十二張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 真核生物中轉(zhuǎn)錄的起始更復(fù)雜，RNA的合成需要 轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)助進行轉(zhuǎn)錄； 原核生物則較為簡單；5. 真核生物的mRNA 轉(zhuǎn)錄后進行加工，然后運送到細(xì)胞質(zhì)中進行翻譯； 原核生物無需進行加工，邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。第五十三張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月、真核生物RNA轉(zhuǎn)錄后的加工真核生物mRNA的加工 第五十四張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物mRNA在轉(zhuǎn)錄后的加工： 1、5端加上帽子(7甲基鳥嘌呤核苷) 在蛋白質(zhì)翻譯時識別起始位置及防止被RNA酶降解 2、3端加上尾巴(聚腺苷酸,poly

18、A) 對增加mRNA的穩(wěn)定性及從細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)的運輸具有重要作用 3、切除非編碼序列(內(nèi)含子)，將編碼序列(外顯子)連接起來，才能進行蛋白質(zhì)的翻譯 4、mRNA只有通過修飾加工，才被運輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)進行蛋白質(zhì)的翻譯。 第五十五張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第六節(jié) 遺傳密碼與蛋白質(zhì)的翻譯第五十六張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月組成DNA分子的堿基有4種：A、T、G、C組成DNA分子的堿基對有4種：AT、TA、GC、CG兩個堿基對的組合方式有42=16種n個堿基對的組合方式有4n種第五十七張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(一)、20種氨基酸的遺傳密碼字典（P52） 一、

19、遺傳密碼： GUG Val第五十八張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1遺傳密碼為三聯(lián)體,即三個堿基決定一個氨基酸;2遺傳密碼間不能重復(fù)利用; 3遺傳密碼間無逗號; 4遺傳密碼間存在簡并現(xiàn)象：一個氨基酸由一個以上的三聯(lián)體密碼所決定; 5遺傳密碼包含起始密碼子和終止密碼子; 6遺傳密碼的通用性. (二)、遺傳密碼的基本特征:第五十九張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1968年美國科學(xué)家霍利、科拉納、尼倫伯格因解釋遺傳密碼而共同獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。1961-1967年完成第六十張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、蛋白質(zhì)的合成： 翻譯：mRNA攜帶著轉(zhuǎn)錄的遺傳密碼附著在

20、核糖體上,把由tRNA運來的各種氨基酸,按照mRNA的密碼順序,相互聯(lián)結(jié)起來成為多肽鏈,并進一步折疊成為立體的蛋白質(zhì)分子的過程。第六十一張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月原核生物與真核生物核糖體的區(qū)別 區(qū)別原核生物（70 S）真核生物（80 S）大亞基50S60S小亞基30S40SrRNA大亞基：5S、23S小亞基：16S大亞基：5S、5.8S、28S小亞基：18S多肽大亞基：31 小亞基：21大亞基：49 小亞基：33 核糖體（P53）： 核糖體上存在多個蛋白質(zhì)合成所需要的活性位點:如結(jié)合起始tRNA的P位和結(jié)合其他tRNA的A位等.第六十二張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 哺乳動物原核生物80S核糖體 第六十三張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 活化氨基酸并催化氨基酸與tRNA結(jié)合形成氨基酰tRNA，才能運送到核糖體上參與多肽鏈的形成。(二) 氨酰tRNA合成酶（P54）： 氨酰tRNA合成酶有三個結(jié)合位點：氨基酸結(jié)合位點、ATP結(jié)合