基因的表达上课用ppt课件

第1节 基因指导蛋白质的合成,资料3,人类基因组计划测定的是24条染色体（22条染色体+X+Y）上的DNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。,并不是随便一段DNA就称为基因。基因 是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因,-ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG- -TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC-,非基因片段,基因,DNA,1条染色体上,二.基因、DNA和染色体三者之间的关系,基因控制生物性状,基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。,问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？,1.DNA主要存在哪里？ 2.蛋白质在哪里合成？,遗传信息是如何传递给蛋白质的？,细胞核（DNA）,细胞质（蛋白质）,信使,？,mRNA,一、RNA种类和功能,根据RNA功能,RNA有三种： 信使RNA，也叫mRNA； 转运RNA，也叫tRNA； 核糖体RNA，也叫rRNA。,1 RNA的结构,（1）RNA的组成单位：,核糖核苷酸,腺嘌呤核糖核苷酸,胞嘧啶核糖核苷酸,尿嘧啶核糖核苷酸,鸟嘌呤核糖核苷酸,核糖,核糖,核糖,核糖,RNA和DNA的比较,脱氧核苷酸,脱氧核糖,A、T、G、C,双链,核糖核苷酸,核糖,A、U、G、C,单链,很大,比较小,一、转录,RNA是在细胞核中，以DNA的一条链 为模板合成的，这一过程称为转录。,为什么RNA适于作DNA的信使？,RNA与DNA结构相似。 RNA是单链、比DNA短，能够通过核孔。,DNA的平面结构图,DNA,游离的核糖核苷酸,1、DNA解旋，碱基暴露,2、游离的核糖核苷酸与DNA随机碰撞，氢键结合,3、连接成mRNA。,RNA 聚合酶,形成 mRNA 链， DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,mRNA,DNA,细胞质,细胞核,DNA,4、mRNA释放，DNA双链恢复,思考：转录与DNA复制的异同点,相同点： 都需要模板、酶、能量等； 都遵循碱基互补配对原则 意义：碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性。,不同点：,主要在细胞核,只解有遗传效应的片段,只有DNA的一条链,四种核糖核苷酸,解旋酶、RNA聚合酶,ATP,A-U G-C T-A C-G,mRNA、tRNA、rRNA,主要在细胞核,完全解旋,DNA的两条链,四种脱氧核苷酸,解旋酶、DNA聚合酶,ATP,A-T C-G T-A G-C,子代DNA,A,D,3： mRNA上有25的腺嘌呤，35的尿嘧啶，则转录该mRNA的DNA片段上腺嘌呤占碱基总数的（ ） A 50 B 25 C 30 D 35,C,DNA单链,D,六.基因指导蛋白质的合成,2.翻译,2、翻译,场所：,条件：,过程：,细胞质的核糖体中,模板、原料、酶、ATP,产物、原则,二遗传信息的翻译,1、概念：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顺序的蛋白质的过程,2、场所：核糖体,3、模板： mRNA,4、原料：20种游离的氨基酸 5.缩合酶、ATP,6、产物：蛋白质（或多肽链）,8、配对原则：A-U，U-A，C-G，G-C,7、运载工具： tRNA,9、特点：翻译结束后， mRNA分解成单个核苷酸 可结合多个核糖体，同时进行多条肽链合成。,8、密码子与反密码子,（1）密码子,概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基,特点,简并性：一种氨基酸可以有多个密码子 （增强密码子的容错性，加快翻译速度）,通用性：说明所有生物可能有共同的起源或在,若一个基因在复制过程中发生碱基对的替换，这种变化是否一定能反映到蛋白质结构上？,思考：,生命本质上是统一的,不一定。因为密码子有简并性。,密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻 的碱基。,密码子,种类 64种,起始密码子：2种，AUG、GUG，也编码氨基酸,普通密码子：59种，只编码氨基酸,终止密码子：3种，UAA、UGA、UAG，,不编码氨基酸，只是终止信号,（2）反密码子,概念：与mRNA分子中密码子互补配对的tRNA上的3个碱基,特点：反密码子的三个碱基与相应的DNA模板链上对应的碱基,相同，只是DNA链上碱基T的位置在tRNA上为U,种类：61种，反密码子与61种决定氨基酸的密码子对应,遗传信息、密码子（遗传密码）、反密 码子的区别。,遗传信息、密码子（遗传密码）、反密 码子的区别。,遗传信息：DNA（基因）中碱基的排列顺序,密码子：指mRNA中决定一个氨基酸的3个 相邻的碱基。,反密码子：指tRNA能识别mRNA上相应密码子的碱基的排列顺序。,主要区别：1、存在的位置不同:DNA(基因)、 mRNA、 tRNA。2、作用不同： 遗传信息：控制生物的性状；密码子：决定 氨基酸的种类；反密码：识别密码子。,六、基因表达中相关数量计算,1、转录时，组成基因的两条链只有一条链能转录，另 一条链则不能转录。因此，转录形成的RNA分子中碱 基数目是基因中碱基数目的1/2。,2、翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸， 所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信 使RNA碱基数目的1/3。,蛋白质中氨基酸数目=脱水数（肽键数）+肽链数=tRNA数 =mRNA上密码子数=1/3mRNA碱基数=1/6DNA（基因）碱基数。,1、某一多肽链共有100个氨基酸，则控制合成该肽链的基因中的碱基数至少有 A、600 B、300 C、297 D、594,基因碱基：信使RNA碱基：氨基酸数目 （双链） （单链） 1个密码子 1个氨基酸 6 3 ： 1,3、计算中“最多”和“最少”的分析,（1）翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸， 因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质 中氨基酸数目的3倍还要多一些。,（2）基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨 基酸数目的6倍还要多一些。,（3）在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字。,如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n 个 碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有1/3n个氨基酸。,设控制某含a 条肽链的蛋白质合成的基因含X个碱基对，氨基酸的平均分子量为Y，则该蛋白质的分子量约为 。,（X/3）×Y18×（X/3a）,基因控制性状有两条途径：,（1）有的基因是通过控制酶的合成来控制 代谢过程进而控制性状的。 如白化病的根本原因是什么？,（2）有的基因是通过控制蛋白质的分子结构来直接控制性状的。 如镰刀型细胞贫血症的根本原因是什么？,蛋白质是生命活动的主要承担者,一切生命活动都离不开蛋白质.,中心法则及其发展,遗传信息流向的途径有: 是中心法则的主要体现； 是对中心法则的完善和补充,2、某含有四种碱基的DNA片段中,有 腺嘌呤a个,占全部碱基比例为b,则: A、b0.5 B、胞嘧啶为a(1/2b -1) C、 b0.5 D、胞嘧啶为b(1/2a -1),3、已知一段信使RNA上有12个A和c，该信使RNA上共有30个碱基，那么转录成信使RNA的这一段DNA分子中应有G和T A、12 B、18 C、24 D、30,4、一个双链DNA分子中碱基A占30%，其转录成的信使RNA上的U为35%，则信使RNA上的碱基A为（ ） A、30% B、35% C、40% D、25%,