陈翔基因指导蛋白质的合成

1、 DNA蛋白质合成（细胞核细胞核）（细胞质细胞质）核孔核孔RNA ( (一一) )RNARNA的结构、分类和作用的结构、分类和作用l当细胞中当细胞中只有只有RNA时，它是遗传物质；当细胞时，它是遗传物质；当细胞中含中含有有DNA时时，RNA主要是负责主要是负责DNA遗传信息遗传信息的翻译和转录。的翻译和转录。DNARNA脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖1 1、RNARNA的化学组成、空间结构及种类：的化学组成、空间结构及种类：基本单位：基本单位：分子组成：分子组成：空间结构：空间结构：种类：种类：mRNAmRNA信使信使tRNAtRNA转运转运rRNArRNA核糖体核糖体蛋白质蛋白质rRNArRNA核

2、糖体核糖体tRNAtRNAmRNAmRNARNA种类MRNAMRNA为什么叫做信使为什么叫做信使RNARNA？它是谁的信使？它是谁的信使？vRNARNA是由基本单位是由基本单位核苷酸连接而成，跟核苷酸连接而成，跟DNADNA一样一样能储存遗传信息；能储存遗传信息；vRNARNA一般为单链，比一般为单链，比DNADNA短，能通过核孔，从细胞核短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中；转移到细胞质中；vRNARNA与与DNADNA的关系中，也遵循的关系中，也遵循“碱基互补配对原则碱基互补配对原则”； 因此以因此以mRNAmRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。中。为什

3、么为什么mRNAmRNA适于作适于作DNADNA的信使？的信使？ 因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使使RNARNA。它是。它是DNADNA的信使。的信使。（）转录的定义：（）转录的定义： （）转录的场所：（）转录的场所： （）转录的模板：（）转录的模板：（）转录的原料：（）转录的原料：（）转录的条件：（）转录的条件：（）转录时的碱基配对（）转录时的碱基配对:（ 7 7）转录的结果：）转录的结果：在细胞核中以在细胞核中以DNADNA的一条链为模的一条链为模板板, ,按碱基互补配对原则，合成按碱基互补配对原则，合成mRNAmRNA的过程的过程细胞核细胞核DN

4、A的一条链的一条链四种四种核糖核苷酸核糖核苷酸RNA聚合酶和聚合酶和ATP、模板、原料、模板、原料碱基碱基互补配对原则互补配对原则形成形成mRNATCATG T TT AAG T AC A A A T DNADNA的平面结构图的平面结构图AG T AC A A A T AGCUGACGGUUUDNADNA游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸以以DNADNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNARNAAG T AC A A A T AGCUGACGGUUU DNADNA与与RNARNA的碱基互补配对：的碱基互补配对：A C TA C TRNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T

5、AGCGACGGUUUUAG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T GCGACGGUUU UAAG T AC A A A T GCGACGUUGU UAAG T AC A A A T GCGACGUGU UAUAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAAG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA UAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A

6、 T GGCGGU UAU UA U C形成的形成的 mRNA mRNA 链，链，DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上RNARNADNADNA转录与复制的比较：转录与复制的比较：复复 制制 转转 录录场所场所解旋解旋模板模板酶酶能量能量配对配对原料原料产物产物细细 胞胞 核核完全解旋完全解旋只解有只解有遗传效应的片段遗传效应的片段亲代亲代DNA的两条链的两条链基因基因的一条链（模板链）的一条链（模板链）解旋解旋酶、聚合酶等酶、聚合酶等ATPAT GC AU GC 四种四种脱氧核苷酸脱氧核苷酸四四种核糖核苷酸种核糖核苷酸两个相同的两个相同的DNA一条一条m m

7、RNA单链单链AG T AC A A A T UCAUGuUUAmRNA 核孔核孔DNAmRNAmRNA在细胞核中合成在细胞核中合成AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核mRNAmRNA通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质 mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程翻译。 转录得到的转录得到的RNARNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，那么，RNARNA上的碱基序列如何能决定蛋白质中氨基上的碱基序列如何能决定蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNAmRNA如何将信息如何将信息

8、翻译成蛋白质？翻译成蛋白质？二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译 遗传学上把以遗传学上把以信使信使RNARNA为模板，合成具有为模板，合成具有一定氨基酸一定氨基酸顺序顺序的蛋白质的过程叫做的蛋白质的过程叫做翻译翻译。 l DNA DNA和和RNARNA都只含有都只含有_碱基，而组成碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有生物体蛋白质的氨基酸有_种。这种。这4 4种碱种碱基是怎样决定蛋白质的基是怎样决定蛋白质的2020种氨基酸的？种氨基酸的？碱基与氨基酸之间的对应关系？碱基与氨基酸之间的对应关系？4 4种种201 1、如果、如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1种氨基酸，则种氨基酸，则2 2、如果、如果

9、2 2个碱基决定个碱基决定1 1种氨基酸，则种氨基酸，则A A、G G、C C、U U分别决定分别决定1 1种，共种，共4 4种种共有共有1616种组合，可以决定种组合，可以决定1616种氨基酸种氨基酸mRNAmRNA是怎样把遗传信息传递给蛋白质的呢？是怎样把遗传信息传递给蛋白质的呢？第1个碱基第2个碱基A AG GC CU UA AG GC CU U请推测：请推测：mRNAmRNA的碱基与组成蛋白质的氨基酸之间的对应关系的碱基与组成蛋白质的氨基酸之间的对应关系1 1、如果、如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1种氨基酸，则种氨基酸，则2 2、如果、如果2 2个碱基决定个碱基决定1 1种氨基酸，

10、则种氨基酸，则共有共有1616种组合，可以决定种组合，可以决定1616种氨基酸种氨基酸16 = 44 = 42A A、G G、C C、U U分别决定分别决定1 1种，共种，共4 4种种4 = 14 = 413 3、如果、如果3 3个碱基决定个碱基决定1 1种氨基酸，则种氨基酸，则64 = 43共有共有6464种组合。种组合。mRNAmRNA的碱基与组成蛋白质的氨基酸之间的对应关系的碱基与组成蛋白质的氨基酸之间的对应关系1 1、如果、如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1种氨基酸，则种氨基酸，则2 2、如果、如果2 2个碱基决定个碱基决定1 1种氨基酸，则种氨基酸，则3 3、如果、如果3 3个碱基

11、决定个碱基决定1 1种氨基酸，则种氨基酸，则依据教材依据教材65页密码子表，探讨以下问题：页密码子表，探讨以下问题：1 1、起始密码、终止密码各有几种？、起始密码、终止密码各有几种？ 它们分别决定哪种氨基酸？它们分别决定哪种氨基酸？ 决定氨基酸的密码子有多少种？决定氨基酸的密码子有多少种？ 2、一个密码子最多能编码几种氨基酸？一个密码子最多能编码几种氨基酸？ 编码亮氨酸的密码子有多少种？编码亮氨酸的密码子有多少种？ 由此我们可以得出什么样的结论？由此我们可以得出什么样的结论？3 3、地球上几乎所有生物都共用一套密码子（密码子的、地球上几乎所有生物都共用一套密码子（密码子的 通用性通用性），根据

12、这一特性，你能想到什么？，根据这一特性，你能想到什么？1 1种种一种氨基酸可以由多种密码子编码（一种氨基酸可以由多种密码子编码（简并性简并性）3 3种种2 2种种6161种种3 3种终止密码不决定氨基酸种终止密码不决定氨基酸生物有共同的起源转基因生物有共同的起源转基因6 6种种AUGAUG甲硫氨酸甲硫氨酸 GUGGUG缬氨酸缬氨酸概念：概念：特点：特点：mRNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3个相邻碱基个相邻碱基一种一种氨基酸可以有氨基酸可以有多个多个密码子密码子UCAUG U UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子遗传密码子的特性：遗传密码子的特性：1.一个密码子只决

13、定一种特定的一个密码子只决定一种特定的2.一种一种可能有几个密码子，可能有几个密码子，在一定在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。遗传信息的改变。3.有三个终止密码子不决定有三个终止密码子不决定，所以，所以在在64个遗传密码子中，能决定个遗传密码子中，能决定的的遗传密码子只有遗传密码子只有61个。个。4.通用性：通用性：地球上几乎所有的生物共用一地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。套密码子表。 1、概念：、概念：2、场所：、场所：3、模板：、模板：4、原料：、原料：5、产物：、产物：7、配对原则：、配对原则：6、运载工具：、运载工具：游离在

14、游离在细胞质细胞质中的各种中的各种氨基酸氨基酸，以，以 mRNA为模为模板，合成具有一定氨基酸顺序的板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质蛋白质的过程的过程核糖体（细胞质）核糖体（细胞质）mRNA20种游离的氨基酸种游离的氨基酸蛋白质（或多肽链）蛋白质（或多肽链）tRNAA-U，U-A，C-G，G-C其他条件：其他条件：各种酶（各种酶（与蛋白质合成有关的酶与蛋白质合成有关的酶）和）和ATPUCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天门冬氨酸核糖体核糖体细胞质细胞质1 1、起始阶段：、起始阶段：mRNAmRNA、tRNAtRNA与核糖体相结合。与核糖体相结合。UCAUG A UUAA A U亮氨

15、酸AC U天门冬氨酸细胞质细胞质2 2、延伸阶段：携带着特定的氨基酸的、延伸阶段：携带着特定的氨基酸的tRNAtRNA按照碱基配补原则，识别并进入第二阶段。按照碱基配补原则，识别并进入第二阶段。UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天门冬氨酸AUG异亮氨酸细胞质细胞质UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天门冬氨酸AUG异亮氨酸肽键肽键细胞质细胞质UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天门冬氨酸AUG异亮氨酸细胞质细胞质UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天门冬氨酸AUG异亮氨酸肽键肽键细胞质细胞质UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天门冬氨酸AUG

16、异亮氨酸细胞质细胞质UCAUG A UUAA A UAC UAUG亮氨酸天门冬氨酸异亮氨酸细胞质细胞质3 3、终止阶段：多肽链合成并被释放、终止阶段：多肽链合成并被释放。在在37时，细菌时，细菌细胞内合成肽链细胞内合成肽链的速度约为的速度约为每秒每秒连接连接15个氨基酸个氨基酸。图示图示一个一个mRNA分子可以相继结分子可以相继结合合多个核糖体多个核糖体，同时进行多条肽同时进行多条肽链的合成，因此链的合成，因此少量的少量的mRNA分分子就可迅速合成子就可迅速合成大量的蛋白质。大量的蛋白质。细胞质中的细胞质中的翻译翻译是个是个快速快速的过程。的过程。核糖体核糖体起始密码起始密码密码子密码子密码子

17、密码子密码子密码子密码子密码子终止密码终止密码对翻译过程的理解对翻译过程的理解： U A CUAGAAUACAGUCACCGGAUmRNA甲硫氨酸甲硫氨酸 U A U C U G U A C密密 码码 子子反密码子反密码子碱基互补配对碱基互补配对起始密码起始密码8、过程、过程概念：概念：种类：种类：与与mRNA分子中密码子互补配对的分子中密码子互补配对的tRNA上的上的3个碱基个碱基61种，反密码子与种，反密码子与61种决定氨基酸的密码子对应种决定氨基酸的密码子对应A A U亮氨酸亮氨酸t tRNARNA位置位置UCAUG U UUAmRNAAA U 亮氨酸亮氨酸AC A缬氨酸缬氨酸AUG 异

18、亮氨酸异亮氨酸从基因的表达过程可以看出：从基因的表达过程可以看出：DNADNA（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使了信使RNARNA中中 ，进而决定进而决定 的排列顺序，最的排列顺序，最终决定了终决定了 的结构和功能特的结构和功能特异常。异常。氨基酸氨基酸遗传信息传递的过程遗传信息传递的过程脱氧核苷酸的脱氧核苷酸的排列顺序排列顺序转录转录细胞核细胞核核糖核苷酸的核糖核苷酸的排列顺序排列顺序翻译翻译细胞质细胞质特定的氨基酸特定的氨基酸排列顺序排列顺序DNAmRNA蛋白质蛋白质阶段阶段项目项目转录（有解旋转录（有解旋）翻译（无解旋）翻译（无解旋）定义定义场所场

19、所模板模板遗传信息传遗传信息传递的方向递的方向原料原料产物产物实质实质在细胞核中，以在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成mRNA的过程。的过程。以信使以信使RNA为模板，合为模板，合成具有一定氨基酸顺序成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程的蛋白质的过程细胞核细胞核细胞质的核糖体细胞质的核糖体DNA的一条链的一条链信使信使RNADNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质含含A、U、C、G的的4种核糖核苷酸种核糖核苷酸合成蛋白质的合成蛋白质的20种氨基酸种氨基酸信使信使RNA有一定氨基酸排列顺序的多有一定氨基酸排列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质肽，进一步加工为蛋白质是遗传信息的转录是遗传

20、信息的转录是遗传信息的表达是遗传信息的表达DNA两条链两条链ATPDNADNARNARNA蛋白质蛋白质1 13 36 66n6n3n3nn n碱基数碱基数碱基数碱基数氨基酸数氨基酸数DNADNA中的碱基数、中的碱基数、RNARNA中的碱基数和蛋白质中的碱基数和蛋白质中氨基酸数三者之间的数量关系中氨基酸数三者之间的数量关系基因中的碱基、基因中的碱基、RNARNA中的碱基和蛋白质中氨基中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量比为：酸的数量比为：6 6：3 3：1 1说明：因为基因中存在有终止密码子等片段，实际上基因说明：因为基因中存在有终止密码子等片段，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要）上所含有的碱基

21、数要大于大于6n,或氨基酸数目或氨基酸数目小小于于n。因此一般题目中带有。因此一般题目中带有“至少至少”或或“最多最多”字样。字样。2、下列过程中，不出现碱基互补配对的是、下列过程中，不出现碱基互补配对的是 ( ) A . DNA 分子的复制分子的复制 B 以以 DNA为模板合成为模板合成mRNA C 以以 mRNA 为模板合成蛋白质为模板合成蛋白质 D . RNA 通过核孔转移到细胞质中通过核孔转移到细胞质中 D3、在蛋白质合的合成过程中，决定蛋白质种类的是：、在蛋白质合的合成过程中，决定蛋白质种类的是： （ ） A、核苷酸、核苷酸 B、信使、信使RNA C、核糖体、核糖体 D、转运、转运RNA4、下列哪一项不可能是遗传密码（、下列哪一项不可能是遗传密码（ ）A. ATC B. UUC C. CAG D. GGCBA1、与与DNADNA相比，相比，RNARNA所特有的成分是所特有的成分是 （ ） A. A. 脱氧核糖和鸟嘌呤脱氧核糖和鸟嘌呤 B. B. 核糖和尿嘧啶核糖和尿嘧啶 C. C. 脱氧核糖和胸腺嘧啶脱氧核糖和胸腺嘧啶 D. D. 核糖和胸腺嘧啶核糖和胸腺嘧啶B 思考题思考题1： 某生物基因单链的一段是某生物基因单链的一段是 G C A G A C A A A ，若以此链，若以此链为模板，经为模板，经转录翻译转录翻译形成的