基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成(完成)

1、,從恐龍化石中提取出恐龍 DNA ， 真的可以使恐龍復(fù)活嗎？,電影侏羅紀(jì)公園中 恐龍復(fù)活的場(chǎng)景,4.1 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,基因是有_的_片段； DNA 主要存在 于_中，而蛋白質(zhì)的合成是在 中進(jìn)行的。,細(xì)胞核中的DNA如何指導(dǎo)細(xì)胞 質(zhì)中的蛋白質(zhì)的合成？,遺傳效應(yīng),DNA,細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì)（核糖體）,4,科學(xué)家推測(cè)，在DNA和蛋白質(zhì)之間 還有一種中間物質(zhì)充當(dāng)信使,RNA,5,問題一： 為什么RNA適合做DNA的信使呢？,6,1）基本組成單位 核糖核苷酸,A腺嘌呤 U尿嘧啶 G鳥嘌呤 C胞嘧啶,7,2）RNA的種類 mRNA（messengerRNA） 信使RNA tRNA（transferRN

2、A） 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA rRNA 核糖體RNA,8,3)DNA,RNA 的主要區(qū)別,脫氧核糖核苷酸,核糖核苷酸,脫氧核糖,核糖,A T C G,A U C G,通常為規(guī)則的雙螺旋,多為單鏈結(jié)構(gòu),細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì),9,4) RNA適于作DNA信使的原因 RNA也是由四種核苷酸連接而成，也能儲(chǔ)存遺傳信息。 RNA一般為單鏈，比DNA短，因此能通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。 RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。,10,問題二： DNA的遺傳信息是怎么傳給mRNA的呢？,11,一、轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄的定義： 轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所： 轉(zhuǎn)錄的模板： 轉(zhuǎn)錄的原料： 轉(zhuǎn)錄的條件： 轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：,在細(xì)胞核中，以DNA的一

3、條鏈為模板合成RNA的過程。 細(xì)胞核（主要） DNA分子的一條鏈 四種游離的核糖核苷酸 能量（ATP）、酶（RNA聚合酶、解旋酶） RNA,12,13,轉(zhuǎn)錄,含有3個(gè)基因的DNA片段的模式圖,當(dāng)細(xì)胞開始合成某種蛋白質(zhì)的時(shí)候，編碼這個(gè)蛋白質(zhì)的一段DNA的雙鏈將解開螺旋,14,細(xì)胞核中,DNA分子上一個(gè)基因片段的平面結(jié)構(gòu)圖,第1步 DNA雙鏈解開，DNA的堿基得以暴露 （破壞氫鍵）,15,細(xì)胞核中,游離的核糖核苷酸 (原料）,第2步 游離的核糖核苷酸隨機(jī)地與DNA鏈上的堿基碰撞，當(dāng)核糖核苷酸與DNA的堿基互補(bǔ)時(shí)，兩者以氫鍵結(jié)合,DNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)： CG；GC ；TA；AU,16,細(xì)胞核

4、中,第2步 游離的核糖核苷酸隨機(jī)地與DNA鏈上的堿基碰撞，當(dāng)核糖核苷酸與DNA的堿基互補(bǔ)時(shí)，兩者以氫鍵結(jié)合,17,細(xì)胞核中,第3步 新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成 的mRNA分子上,游離的核糖核苷酸 (原料）,18,細(xì)胞核中,游離的核糖核苷酸 (原料）,第4步 RNA聚合酶脫落下來， 合成的mRNA分子也從DNA鏈上釋放。 而后DNA雙鏈恢復(fù)螺旋狀態(tài)。,結(jié)果：DNA上的遺傳信息傳遞到mRNA上,19,mRNA,編碼鏈,核孔,20,復(fù) 制 與 轉(zhuǎn) 錄 的 比 較,細(xì)胞核（主要）,細(xì)胞核（主要）,完全解旋,只解旋有遺傳效應(yīng)的片段,DNA的兩條鏈,只有DNA的一條鏈,四種脫氧核苷酸,四種核糖核苷酸

5、,DNA解旋酶、DNA聚合酶,DNA解旋酶、RNA聚合酶,ATP,ATP,A-T C-G T-A G-C,A-U G-C T-A C-G,兩個(gè)相同的雙鏈DNA,mRNA、tRNA、rRNA,轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列有哪些異同？與該DNA的另一條鏈的堿基序列有哪些異同？ 例：.ACGGATCTT.(模板DNA單鏈) .TGCCTAGAA. mRNA:.UGCCUAGAA.,思考與討論,22,1、組成核酸的五碳糖、堿基和核苷酸的種類依次是（ ） A、4種、5種、4種 B、2種、4種、4種 C、2種、4種、8種 D、2種、5種、8種 2、已知一段mRNA含有30個(gè)堿

6、基，其中A和G有12個(gè)，轉(zhuǎn)錄該 段mRNA的DNA分子中應(yīng)有C和T的個(gè)數(shù)是（ ） A、12B、24C、18D、30 3、已知某信使RNA有70個(gè)堿基，其中嘌呤堿基占40%，則轉(zhuǎn)錄此信使RNA的一段DNA分子應(yīng)有嘧啶堿基（ ） A、28個(gè)B、42個(gè)C、56個(gè)D、70個(gè) 4、一個(gè)DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個(gè)mRNA（ ） A、一種一個(gè) B、一種多個(gè) C、多種多個(gè) D、不確定,23,轉(zhuǎn)錄得到的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，mRNA上的遺傳信息如何傳遞到蛋白質(zhì)上呢？,24,這個(gè)過程就好比將一種文字信息翻譯成另一種文字信息，所以將以mRNA為模板，使用游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，合成具有

7、一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)過程稱為翻譯。,25,DNA和RNA都只含有4種堿基，而組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸有20種。 這4種堿基是怎樣決定蛋白質(zhì)的20種氨基酸的？,26,問題三： 堿基與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如何？,27,（1）如果1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，4種堿基能決定多少種氨基酸？ 4種堿基只能決定4種氨基酸，41=4 （2）如果2個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？ 4種堿基最多只能編碼16種，42=16 （3）如果3個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？ 4種堿基能編碼64種，43=64,不行,不行,足夠,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證： 1961年英國的克里克和同事用實(shí)驗(yàn)證明：一個(gè)氨基酸是由mR

8、NA上的3個(gè)相鄰的堿基決定，即密碼子。,信使RNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基,密碼子:,密碼子,密碼子,mRNA,密碼子,二、翻譯,1. 密碼子表查法 例:CCU ACA,脯氨酸,蘇氨酸,2.觀察密碼子表，你發(fā)現(xiàn)了哪些特點(diǎn)？,30,C、所有生物共用一套密碼子,1、密碼子：,A、密碼子有 種，可以編碼氨基酸的有 種,B、一種氨基酸可以對(duì)應(yīng)多種密碼子, 一種密碼子只對(duì)應(yīng)一種氨基酸。,64,61,（簡并性）,（通用性）,31,問題四： 游離于細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸是怎樣到達(dá)核糖體呢?,32,氨基酸的搬運(yùn)工tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA）,一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種特定的氨基酸，但一種氨基酸可以由幾種tRNA運(yùn)輸

9、 細(xì)胞中共有61種tRNA,tRNA的平面結(jié)構(gòu),33,2.一種密碼子只決定 氨基酸，1種氨基酸由 種密碼子決定。,3.一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn) 氨基酸，一種氨基酸可由 tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)，tRNA有 種。,1.密碼子共 種，終止密碼子 種 決定氨基酸的密碼子有 種。,64,3,61,1種,1或多,1種,1或多種,61,基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程,35,核糖體,蛋白質(zhì)合成過程,遺傳信息的翻譯,36,37,38,肽鍵,39,亮氨酸,40,亮氨酸,肽鍵,41,亮氨酸,天門冬 氨酸,42,亮氨酸,天門冬 氨酸,異亮氨酸,43,如何提高翻譯效率？,多個(gè)核糖體,44,肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離，經(jīng)

10、過加工被運(yùn)送到各自的“崗位”，開始承擔(dān)細(xì)胞生命活動(dòng)的各項(xiàng)職責(zé),45,模板：,原料：,能量：,運(yùn)載工具：,條件：,（二）翻譯,酶,mRNA,20種氨基酸,ATP,轉(zhuǎn)運(yùn)RNA ( tRNA ),產(chǎn)物：,肽鏈,場(chǎng)所：,細(xì)胞質(zhì)的核糖體,轉(zhuǎn)錄、翻譯與DNA復(fù)制的比較,游離的脫 氧核苷酸,游離的核 糖核苷酸,游離的氨 基酸,DNA,mRNA,蛋白質(zhì),DNADNA,DNAmRNA,親代DNA的 每一條鏈,DNA的一條鏈（模板鏈）,mRNA,細(xì)胞核,細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì) 核糖體,mRNA蛋白質(zhì),轉(zhuǎn)錄,翻譯,細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì)（核糖體）,DNA(基因),蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目與mRNA、DNA中堿基數(shù)目的關(guān)系,1、如果某蛋白

11、質(zhì)中有n個(gè)氨基酸，則指導(dǎo)該蛋白質(zhì)合成的mRNA的堿基數(shù)目為 ，控制該蛋白質(zhì)合成的DNA（基因）中的堿基數(shù)目為 。,3n,6n,比例是_,136,48,轉(zhuǎn)錄時(shí)，組成基因的兩條鏈中只有一條鏈能轉(zhuǎn)錄，另一條鏈則不能轉(zhuǎn)錄。因此，轉(zhuǎn)錄形成的RNA分子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的l2。 翻譯過程中，信使RNA中每3個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)目是mRNA堿基數(shù)目的1/3。 總之，在轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中，基因中的堿基數(shù)(指雙鏈)、RNA分子中的堿基數(shù)、蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)之比為6 ：3：1。,ACUGGAUC U,mRNA,tRNA,UGA CCU AGA,蘇氨酸甘氨酸絲氨酸,

12、轉(zhuǎn)錄,翻譯,蛋白質(zhì),密碼子,ACU GGA UCU,DNA,ACTGGATCT TGACCTAGA,肽鍵 肽鍵,6,3,1,1、一條多肽鏈上有氨基酸300個(gè)，則作為合成該多肽鏈模板的信使RNA分子和轉(zhuǎn)錄信使RNA的DNA分子至少要有堿基多少個(gè)？ A.300；600 B.900；1800 C.900；900 D.600；900,2、某種蛋白質(zhì)中含200個(gè)氨基酸，在控制此蛋白質(zhì)合成的DNA中，最少應(yīng)有（ ）個(gè)脫氧核苷酸 A1200 B600 C400 D200,3、在人體中，由A、T、C三種堿基參與構(gòu)成的核苷酸共 A2種 B4種 C5種 D6種 4、某基因有192個(gè)脫氧核苷酸其控制合成的多肽應(yīng)脫 掉的水分子為 A.191 B.95 C.32 D.31 5、某種蛋白質(zhì)中含200個(gè)氨基酸，在控制此蛋白質(zhì)合