基因的表达(转录和翻译)

4.1基因指导蛋白质的合成第四章基因的表达基因蛋白质转录翻译信使RNA？（主要在细胞核）（细胞质中的核糖体）为什么RNA适合作DNA的信使呢？DNA•全称：脱氧核糖核酸•基本单位：脱氧(核糖)核苷酸含氮碱基P脱氧核糖腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸DNA分子中遗传信息储存在脱氧核苷酸排列顺序中。AGCT四种碱基•全称：核糖核酸•基本单位：核糖核苷酸含氮碱基P核糖腺嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸RNA中的核糖核苷酸顺序也可以储存遗传信息，适宜作DNA的信使。AGCU四种碱基RNADNARNA组成元素基本单位化学组成结构C、H、O、N、PC、H、O、N、P脱氧核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）一分子磷酸脱氧核糖A、T、C、G一分子磷酸核糖A、U、C、G规则的双螺旋结构一般为单链结构DNA与RNA的比较练习1、人体中含有()种核酸：;()种核苷酸;()种碱基。2、DNA和RNA在化学组成上有哪些区别（）A.磷酸B.碱基C.五碳糖D.碱基和五碳糖2DNA和RNA84种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸5AGCTUDDNA分子（双链）RNA（单链）A—A—G—A—A—A—G—T—TDNAmRNAA—A—G—A—A—A—G—U—UT—T—C—T—T—T—C—A—A模板链碱基互补配对原则：A-UT-AC-G（G-C）非模板链为什么RNA适合作DNA的信使？1、结构相似，都可以储存遗传信息；2、RNA多为单链结构，较短，可通过核孔。◆RNA的种类：1、信使RNA（mRNA）2、转运RNA（tRNA）3、核糖体RNA（rRNA）转录RNA的种类和功能种类英文缩写形状功能信使RNA转运RNA核糖体RNAmRNAtRNArRNA作为翻译的模板携带氨基酸与蛋白质、Mg2+组成核糖体三叶草形2.转录的过程1.转录的定义在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。转录可以分为几个步骤？转录一段DNA双链解开，碱基得以暴露游离核糖核苷酸与DNA一条链进行碱基互补配对解旋碱基互补配对连接(RNA聚合酶)释放转录TCATGATTAAGTACAAAT转录的过程：转录发生在细胞核中（一段DNA双链解旋）转录AGTACAAATG只有一条链（模板链）作为模板转录GRNA聚合酶AGTACAAAT原料：一个个游离的核糖核苷酸转录GUUAGTACAAATRNA聚合酶将核糖核苷酸连接起来（碱基互补配对原则）RNA聚合酶GUUAGTACAAATRNA聚合酶沿着DNA移动（单向）转录GUUAAGTACAAATRNA聚合酶沿着DNA移动（单向）转录GGUUAAGTACAAAT核糖核苷酸一个一个连接起来3,5-磷酸二酯键转录GGUUAUAGTACAAAT核糖核苷酸一个一个连接起来转录GGUUAUUAGTACAAAT核糖核苷酸一个一个连接起来转录GGUUAUUAAGTACAAAT核糖核苷酸一个一个连接起来转录GGUUAUUAUAGTACAAAT核糖核苷酸一个一个连接起来转录GGUUAUUAUCAGTACAAAT核糖核苷酸一个一个连接起来转录GGUUAUUAUCAGTACAAAT核糖核苷酸一个一个连接起来DNARNA转录（1）定义：（2）场所：（3）模板:（4）原料：（5）其他条件：（6）碱基配对：（7）产物：（8）意义：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。主要是细胞核DNA的一条链4种核糖核苷酸ATP、酶(解旋酶、RNA聚合酶等)A-U、T-A、C-G、G-CmRNA将DNA的遗传信息传递给RNA一、遗传信息的转录（线粒体、叶绿体）tRNA、rRNADNA复制转录场所解旋模板原料酶能量碱基配对产物细胞核细胞核DNA的两条链DNA的一条链每个位点都有解开有遗传效应的片段解开四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸解旋酶，DNA聚合酶解旋酶，RNA聚合酶ATPATPA—T,C—GA—U,T—A,C—G,G—CDNAmRNA1、DNA分子复制与遗传信息转录的相同之处（）A利用的模板都相同B利用的原料都相同C所利用的酶都相同D都遵循碱基互补配对原则2、DNA的复制、转录和蛋白质合成分别发生在（）A细胞核细胞质核糖体B细胞核细胞核核糖体C细胞质核糖体细胞核D细胞质细胞核核糖体DB3、在双链DNA中，已知其中一条链（A+G）/（T+C）=0.4，那么以它的互补链为模板，转录成的mRNA中（A+G）/（U+C）应是（）A2.5B1C0.4D1.25CAATCTATAGTTAGATATCDNAUUAGAUAUCmRNAAGTACAAATUCAUGAUUAmRNA细胞质细胞核核孔信使RNA（mRNA）通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。UCAUGAUUAmRNA二、遗传信息的翻译蛋白质碱基序列氨基酸序列翻译碱基与氨基酸之间的关系是怎样的呢？组成生物体蛋白质的氨基酸有20种，RNA含有4种碱基（AGCU），4种碱基如何决定20种氨基酸?1、如果1个碱基决定一个氨基酸4×1=4种2、如果2个碱基决定一个氨基酸3、如果3个碱基决定一个氨基酸4×4=16种4×4×4=64种4、如果4个碱基决定一个氨基酸256种至少要3个碱基决定1个氨基酸推测1961年，英国的克里克和同事用实验证明：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每三个这样的碱基称作一个密码子。AUGGCCUAGmRNA1967年，科学家将20种氨基酸的密码全部破译，将其编制成密码子表。密码子密码子密码子实验证据大行小行列1.密码子总共有多少个？能编码氨基酸的密码子有多少个？思考：2.终止密码子有几个？编码氨基酸吗？4.一种氨基酸是不是只由一种密码子编码？3.起始密码子有几个？编码氨基酸吗？1.密码子总共有64个，但能编码氨基酸的密码子只有61个。2.三个终止密码子（UAA、UAG、UGA）不编码氨基酸3.两个起始密码子（AUG、GUG）编码氨基酸4.一种氨基酸可以由多个密码子编码。密码子的简并性5.地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子①增强密码子的容错性；②保证翻译的速度“搬运工”——tRNA的结构携带氨基酸部分反密码子tRNA的特性：一种tRNA只能识别转运一种氨基酸。一种氨基酸是否只由一种tRNA来转运呢？ACU(与密码子互补配对)UACACUAUG转运RNA（tRNA）氨基酸甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸UACACUAUG氨基酸与转运RNA结合，这个过程要消耗能量。反密码子甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸ACGUGAUUAmRNA细胞质核糖体甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸ACGUGAUUA核糖体mRNA与核糖体结合翻译的过程甲硫氨酸天冬氨酸ACGUGAUUAUACACU甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对12UACACUACGUGAUUA两个氨基酸分子脱水缩合12甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸肽键ACGUGAUUAACUAUG核糖体沿着mRNA移动，另一个tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对12甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸ACGUGAUUAACUAUG一个个氨基酸分子脱水缩合成多肽链12甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸ACGUGAUUAAUGtRNA离开，再去转运新的氨基酸12甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸ACGUGAUUA以mRNA为模板形成有一定氨基酸顺序的多肽链；mRNA和多肽链被释放到细胞质中甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸基因的表达过程（1）定义：（2）场所：（3）模板:（4）原料：（5）条件：（6）密码子：（7）产物：（8）意义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程。细胞质（核糖体）mRNA氨基酸模板、原料、ATP（能量）、酶mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基多肽链使DNA的遗传信息最终得以表达二、遗传信息的翻译DNA复制转录翻译场所模板原料条件碱基互补配对原则产物细胞核细胞核细胞质DNA的两条链DNA的一条链mRNA脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸能量、酶能量、酶能量、酶A-TT-AG-CC-GA-UT-AG-CC-G密码子与反密码子2个子代DNA1个mRNA多肽链（先合成肽链，然后在内质网、高尔基体加工成蛋白质）A-UU-AG-CC-G区分：遗传信息、密码子、反密码子（定位）•遗传信息：•密码子：•反密码子：一般指DNA分子中的脱氧核苷酸序列（碱基序列）mRNA分子上相邻的三个碱基决定1个氨基酸，这样的三个碱基叫做1个密码子。tRNA分子一端的三个碱基，可以和mRNA上的密码子互补配对，这三个碱基叫做反密码子。翻译是一个快速的过程：一个mRNA可以结合多个核糖体；同时合成多条肽链少量mRNA就可以迅速合成大量蛋白质肽链合成后，脱离核糖体与mRNA的复合物，然后被加工成具有特定结构和功能的蛋白质。（核糖体-内质网-高尔基体）二、遗传信息的翻译基因蛋白质(体现性状)(细胞核)(细胞质)信使RNA①转录②翻译基因表达的过程包括：①转录②翻译总结：遗传信息（DNA碱基序列）密码子（mRNA的碱基序列）特定的氨基酸序列决定决定A—A—G—A—A—A—G—T—TDNAmRNAA—A—G—A—A—A—G—U—UT—T—C—T—T—T—C—A—A模板DNA（基因）碱基数、mRNA碱基数以及氨基酸数之间的关系：赖氨酸赖氨酸缬氨酸DNA（基因）碱基数：mRNA碱基数：氨基酸数==6：3：1计算1、一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成该多肽链模板的mRNA和基因中分别有碱基个和个2、一段mRNA有60个碱基，其中A有15个，G有25个，那么转录mRNA的DNA片段共有T和C多少个？300060003、一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有21个肽键的多肽，则合成这段多肽需要的tRNA个数以及此mRNA分子至少含有的碱基个数依次为（）A．6321B．6622C．2266D．216660C