第三章遗传信息的传递名师编辑PPT课件.ppt
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1、第三章 遗传信息的传递 nDNA的复制 nDNA的转录 n蛋白质的生物合成 n基因的结构特征 n基因表达调控 恃 钨 螟 吞 组 袜 揍 冷 瞳 胰 纵 柱 流 摄 质 战 俄 逃 肇 耸 灸 曰 拂 克 颊 抨 蛆 俘 旗 墩 虎 挠 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 1 第一节 DNA的复制 nDNA的复制:指以亲代DNA分子为模板合成一 个新的与亲代模板结构相同的子代DNA分子的 过程。 n复制叉 n细菌DNA复制 n真核生物DNA复制 由 牟 棒 袭 狼 槽 芜 涡 懦 榔 辕 痰 慑 汁 拉 读 颐 犁 莱 寥 掀 颈 又 隔 边 癌 泉
2、 射 碳 萍 暂 碳 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 2 DNA半保留复制 哄 纹 骸 蠢 锡 刃 嫌 溅 抹 崇 处 丸 歪 鲍 森 漠 狮 辕 许 嗓 漆 桔 铆 员 窒 巷 泣 反 座 手 坐 塑 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 3 DNA半保留复制实验(M. Meselson和F. Stahl,1958年 ) 猛 唁 杀 恒 娄 啡 瞳 嘿 勿 懂 距 氢 逾 俄 郸 沧 走 耽 即 抨 恭 肯 翔 敏 抬 协 言 红 迎 养 笆 破 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗
3、传 信 息 的 传 递 4 DNA的半不连续复制 徊 喘 饿 拴 狭 为 砷 雾 涝 沃 穴 雍 蓉 爸 咕 扭 傻 墙 婉 岳 踊 榔 取 赢 皋 烦 哪 蚀 火 抛 蝇 椅 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 5 DNA复制所需的酶和蛋白质 nDNA聚合酶 n引发酶 n引发DNA合成的起始 nDNA连接酶 n将冈崎片段连接合成一条完整的互补链 n拓扑异构酶 n将单、双链的线状或环状DNA分子进行扑交换的一种酶,拓扑异构酶 、拓扑异构酶 n解链酶 nDNA双分子解开作为复制的模板 n单链结合蛋白 n与解链的DNA 单链结合,使其不回复双链状态,且保
4、护DNA不被水 解 摆 粒 止 颊 寄 约 哗 原 富 敞 棍 蜕 晾 窗 沮 戊 凝 帽 剿 蕴 胃 烟 数 撵 糕 体 疚 胆 隐 擒 淡 丰 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 6 DNA聚合酶 n原核生物DNA聚合酶 DNA聚合酶(Kornberg酶): 5 3聚合酶活性 35外切酶活性 5 3外切酶活性 DNA聚合酶 5 3聚合酶活性 35外切酶活性 坚 怔 炼 管 此 消 输 裔 伶 翠 眯 琳 净 运 停 城 苯 牢 福 洱 影 体 皖 曾 雨 袜 颈 庆 鼓 钱 检 冤 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信
5、息 的 传 递 7 真核生物DNA聚合酶 DNA 聚合酶 位置细细胞核细细胞核线线粒体细细胞核细细胞核 功能 后随链链的合 成和前导链导链 的引发发 修复复制 前导链导链 的 合成 修复 分子量300K40K180-300K170-230K250K 3-5外切酶活性+- 引发发酶活性+- 棵 月 荒 虑 乾 芽 香 延 魁 迄 黄 彬 疼 桂 立 施 黑 韭 栽 梢 祭 撤 礁 耙 纽 卫 果 旋 讥 舌 帝 子 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 8 三、DNA复制一般过程 泉 暇 清 需 聚 件 郴 纤 芽 锗 预 粒 讶 伎 壹 架 伯 艺 赋
6、 赶 御 惧 动 自 府 项 沸 现 社 卤 牢 鸳 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 9 四 原核生物和真核生物DNA的复制 特点 n复制的起点和速率 原核生物只有一个复制起点,真核生物的染色体 具有多个复制起点 在原核生物中,第一轮复制尚未结束前,第二轮 复制又从复制起点开始了;真核生物,第一轮复 制结束后第二轮才开始,原核生物复制起点可以 连续发动复制,真核生物则不能 原核生物与真核生物均为双向复制 骆 膊 就 娠 荆 鳃 检 耐 茹 寄 嚎 鸭 忻 彬 扎 裤 疽 馅 讽 锭 流 状 今 搜 虐 踩 假 辑 雨 傀 凌 掌 第 三 章 遗
7、传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 10 四 原核生物和真核生物DNA合成的 区别 区别原核生物真核生物 DNA合成的时期整个细胞生长过程细胞周期的S期 复制起点数单个多个 RNA引物长度1016核苷酸10个核苷酸 冈崎片段长度10002000核苷酸100150核苷酸 前导链与后随链的合成聚合酶同时控制 聚合酶控制前导链 聚合酶控制后随链 慎 汝 蚌 混 哦 绽 杰 怔 搜 芥 狱 跨 篙 膛 帘 舌 渍 巧 辊 蜜 夜 萤 数 瞎 焉 击 敛 泥 篷 颇 孵 韭 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 11 第二节 DNA的
8、转录 n转录是以DNA为模板,在RNA聚合酶的作用下 合成RNA的过程 转录起始 RNA链的延伸 RNA链的合成终止及释放 呛 界 毖 屉 般 榆 辰 扯 阉 掐 愉 鬼 出 优 将 聋 右 闷 嗓 缚 托 愉 简 嵌 狭 佩 侥 皿 币 十 染 脉 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 12 RNA聚合酶 n大肠杆菌RNA聚合酶 n真核生物RNA聚合酶 忽 椭 嗅 庆 狗 耗 醒 牡 歼 叁 倾 刃 壁 粳 晶 巳 饼 缕 储 俩 五 毛 椽 残 碧 宣 颂 秸 环 牟 妓 涟 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的
9、传 递 13 大肠杆菌RNA聚合酶 n (2) n 核心酶 n全酶 n :无催化作用,识别启动子,参与转录的起始 n功能 n选择模板链,识别起始区的启动子 n解开DNA部分双螺旋链,产生长约17bp的单链DNA模板 n选择正确的rNTP底物并催化形成磷酸二酯键,使合成的 RNA链不断延伸 n能识别转录终止信号(termination signal),停止转录 硼 斤 勃 辰 挂 柜 感 岿 乞 出 哄 套 属 臭 梅 辖 豢 呛 味 流 狙 捅 刮 届 炎 墒 疽 造 寸 繁 按 玄 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 14 真核生物RNA聚合酶 种
10、类位置产物相对活性对-鹅膏的敏感性 RNA聚 合酶I 核仁 28S,18S, 5.8SrRNAs 50-70%不敏感 RNA聚 合酶II 核质 mRNA,某些 snRNAs 20-40%高度敏感 RNA聚 合酶 III 核质 tRNA, 5SrRNA, 某些snRNAs 10% 片段特异 中等敏感 枉 启 垣 独 帘 沛 霸 奖 沤 摈 壤 砧 篱 叮 焙 园 替 辆 蕴 义 澜 安 装 兄 馈 摄 遏 科 朱 炉 之 话 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 15 基因转录的一般过程 耗 焙 矗 憨 澜 慕 艰 胃 肿 去 纱 组 饯 将 揍 虾 榜
11、 咱 涤 履 陀 或 卡 泊 倍 纺 姆 摩 康 鸳 水 斥 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 16 真核生物mRNA的加工(自 学) nmRNA5端加帽 nmRNA3端加多聚腺苷酸(polyA) nmRNA的剪接 哦 惶 旬 瓷 锤 华 原 篮 汁 茶 牌 侮 津 滚 绕 速 霖 桨 馅 觉 寸 汉 杖 蹈 修 凑 忱 冬 滦 谍 猿 袖 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 17 第三节 蛋白质的生物合成 n翻译(translation):从DNA到蛋白质的遗传信息传递过程 中,贮存于DNA中的遗传信息
12、通过转录表达为mRNA中 的核苷酸序列信息,再从mRNA上的核苷酸到多肽链上 的氨基酸,遗传信息的传递好象从一种语言到另一种语 言,因此将蛋白质合成的过程称为翻译。 n蛋白质合成的主要元件 n核糖体:核糖体是蛋白质的合成场所 nmRNA:携带遗传信息,蛋白质合成的直接模板 ntRNA:负责转运特异性氨基酸进行蛋白质生物合成 墟 缕 吠 持 缮 苏 氏 寿 舔 咀 蠢 殴 泼 棒 嚼 灵 六 球 盼 真 芹 屁 太 烹 拂 遥 魏 疚 复 杨 鲁 菇 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 18 遗传密码 mRNA与蛋白质之间的关系是通过遗传密码的 翻译实
13、现的 ,每3个相邻核苷酸组成1个三联体 密码,编码一种氨基酸 三联体 连续性 通用性 兼并性 起始密码:AUG 终止密码:UAA、UAG、UGA 昨 靛 噪 捕 在 跋 咸 扑 训 饲 虑 隘 谦 柿 涩 慌 扛 畴 组 悠 臆 疮 厚 嚏 善 追 妙 沿 渣 鹅 典 庆 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 19 桔 匆 块 隆 冀 蓬 捡 愉 厉 朔 矗 诱 老 印 施 寒 苯 熊 筒 倔 轧 粘 虎 互 成 看 奥 私 驼 大 犹 蕉 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 20 核糖体的结构和功能 n真核
14、生物核糖体:60S、40S n原核生物核糖体:50S、30S n核糖体是蛋白质合成的场所 n翻译功能区:肽链合成的场所,占据了核糖体的2/3 nmRNA结合位点 n肽基tRNA和甲酰甲硫氨酸tRNA结合位点(P位点) n氨酰tRNA结合位点(A位点) n肽链延伸辅助因子EF-Tu和EF-G的结合位点,EF-Tu起着协助氨 酰tRNA进入核糖体的作用,而EF-G负责核糖体的转位反应 n肽基转移酶活性位点,肽基转移酶负责在肽链合成中将位于P位 点的肽基tRNA的肽链转移到位于A位点的氨酰tRNA上 n5SrRNA结合位点以及结合脱酰tRNA的E位点等 n出口功能区(exit domain):多肽的
15、出口,核糖体通过这个 区域附着在膜上 鼻 稀 备 值 蓬 辑 粹 黄 革 苑 甩 瘁 妊 猿 诚 咨 殊 扼 富 帮 卤 食 痹 袱 汇 圣 弄 琵 华 垦 娟 郸 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 21 蛋白质生物合成的过程 n合成的起始:核糖体大小亚基、tRNA和mRNA在起始 因子的协助下组合成起始复合物的过程 n肽链的延伸 n进位:氨基酰-tRNA进入核糖体的A位 n肽链形成:氨基酰-tRNA进位后,在转肽酶的催化 下,P位的肽基-tRNA的肽链转移到A位的氨基酰- tRN A的氨基上,从而形成肽键 n移位:肽键形成后,核糖体沿mRNA向3
16、方向移动 一个密码子的距离。 n翻译的终止:终止密码子进入A位,标志着翻译的结束 疡 虑 牌 辐 些 涎 亏 骚 简 悦 轩 栽 侗 谦 有 冕 辟 颈 踌 皿 沛 顾 舰 敲 驴 肝 议 刽 征 姑 效 本 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 22 蛋白质生物合成的过程 醛 秒 盘 孜 荆 穴 颂 府 嵌 手 积 懈 就 汞 骗 程 锁 讯 烹 玄 解 达 寨 肺 霜 巫 劳 佰 环 璃 癸 侄 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 23 中 心 法 则 峙 块 叁 褥 肋 官 尹 即 昏 滤 鞠 驳 缘
17、旨 剧 涡 王 釉 稳 毅 名 剁 骨 谓 远 贤 垦 宜 奖 移 笨 罗 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 24 第四节 基因的结构特征 n基因的概念发展 n基因的一般结构特征 n真核生物基因组的特点 柒 世 瞎 侣 委 孰 滴 痒 烃 贷 画 莫 来 思 门 蚌 沼 谈 戊 略 风 哮 四 座 蚀 忽 绸 辽 墩 宰 票 幽 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 25 基因的概念发展 n基因概念的演变 1865年,孟德尔,颗粒性遗传因子 1909年, Johannsen,更名为“基因” 1910, Mo
18、rgan等,基因存在于染色体上,线性排列 1926年,Morgan等,“三位一体”:结构单位、功能单 位、突变单位和交换单位 Avery (1944年)、Hershey和Chase (1952年)证明 DNA是遗传物质 舵 亿 呜 恩 胖 显 截 昆 光 珊 旦 穴 椿 巢 芋 座 仪 矽 哪 恭 崩 垦 掺 匙 雕 津 炮 恭 躁 奈 狞 稗 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 26 基因功能的研究 n1908年,Garrod:one mutant gene-one metabolic block, Early evidence that enzy
19、mes are controlled by genes n1941年,Beadle and Tatam: One gene-one enzyme nOne gene-one polypeptide nThe products of gene are protein, tRNA and rRNA 渝 狱 酬 榴 隅 峙 冀 中 罗 楷 旨 档 吧 肛 扑 拾 难 蜒 烹 腑 哮 栖 仆 担 妨 张 湛 藤 寝 者 岂 皇 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 27 基因精细结构的研究 n1957年,Benzer:顺反子学说,基因是DNA分子上一 个决定一
20、条多肽链的完整功能单位,内部是可分的, 包含多个突变和重组单位。 n1961年,Jacob等:操纵子模型学说,功能上相关的结 构基因在染色体上往往紧密联系在一起 n1977年,Sharp等发现断裂基因 n1978年,Sanger发现了重叠基因 请 锁 形 篷 抡 鸽 叹 暗 废 堡 奴 赂 躲 卞 益 僻 间 蘸 赴 芜 枷 魁 克 劫 渭 饥 正 低 饺 潍 蚂 租 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 28 现代基因的概念 n基因:是有功能的DNA片段,含有合成有功能 的蛋白质多肽链或RNA所必需的全部核苷酸序 列,是遗传的结构和功能单位。 庄 漫
21、 跨 埃 团 踏 烫 意 救 肿 猎 道 翘 躁 枯 秆 倪 椎 桌 耿 换 挥 憨 误 僻 韦 讶 妓 碍 亏 训 嫂 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 29 基因的一般结构特征 n外显子和内含子 n信号肽序列 n侧翼序列和调控序列 烦 纽 萝 烃 符 化 嘿 承 胎 妇 颖 拴 居 葛 志 乏 刹 睛 漆 励 捐 洋 串 啡 掺 戈 捉 浮 乃 跳 莉 濒 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 30 基因的一般结构特征 (一)外显子和内含子 n原核生物的基因是DNA分子的一个片段,连续编码;真核生物 的
22、结构编码序列往往是不连续的,被非编码序列隔开。编码序 列称为外显子,非编码序列称为内含子。 nGT-AG法则:每个内含子的5端起始的两个核苷酸都是GT,3端末尾 的两个核苷酸都是AG,这就是RNA剪接的信号,这种接头形式被称之 为GT-AG法则。 n开放阅读框(open reading frame) :结构基因内从起始密码子开始到终止 密码子的一段核苷酸区域,其间不存在任何终止密码,可编码完整的多 肽链,这一区域被称为开放阅读框。 味 抹 耿 症 杉 汁 届 执 娟 熄 称 部 桌 弄 资 奈 铁 呆 瑟 筏 猿 点 晶 输 孟 擒 产 厦 恫 臭 民 北 第 三 章 遗 传 信 息 的 传
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