基因的表达冯春艳

第四章基因的表达1.基因指导蛋白质的合成2.基因对性状的控制第一节基因指导蛋白质的合成

一、遗传信息的转录（transcription）

在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则，合成RNA的过程。为什么RNA适于作DNA的信使？RNA是另一类核酸，它的分子结构与DNA相似：它是由核苷酸连接而成的，核苷酸也含有4种碱基，可以储存遗传信息。RNA的碱基组成中没有碱基T（胸腺嘧啶），而替换成碱基U（尿嘧啶）。RNA是单链，比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转到细胞质中。DNA片段UCAUGUUUAmRNAAG

T

ACAA

A

T

TCATGTTTA12AGT

ACAA

A

T

AGCUGACGGUUU1游离的核糖核苷酸RNA聚合酶AG

T

ACAA

A

T

AGCGACGGUUUUAG

T

ACAA

A

T

GCGACGGUUUUAAG

T

ACAA

A

T

GCGACGUUGUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAAG

T

ACAA

A

T

GCGCGGUUAUUAUAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCAG

T

ACAA

A

T

GGCGGUUAUUAUCDNA上的遗传信息就传递到mRNA上了mRNADNAAG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAmRNA

细胞质

细胞核mRNA通过核孔进入细胞质UCAUGUUUAmRNA转录过程总结细胞核场所：模板：原料：原则：产物：意义：DNA的一条链4种核糖核苷酸碱基互补配对原则mRNA信息从DNA传递到RNA上注意：区别于DNA的复制

在细胞质中,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。二、翻译（translation）密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相 邻的碱基。UCAUGUUUAmRNA

密码子

密码子

密码子特别提醒：a、密码子共64个，其中含有两个起始密码子，分别是AUG、GUG。另外还有三个终止密码子UAA、UAG、UGA。有61个密码子决定氨基酸。b、一个密码子只决定一种氨基酸c、一种氨基酸可以由多种密码子决定。AAU亮氨酸ACA缬氨酸AUG异亮氨酸

tRNAUCAUGUUUAmRNAtRNA的种类很多，但每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。故tRNA有61种。tRNA上由很多碱基组成，其反密码子与密码子可以配对。细胞质的核糖体

翻译过程总结场所：原料：工具：模板：原则：产物：20种氨基酸tRNAmRNA碱基互补配对原则多肽链阶段项目转录（有解旋）翻译（无解旋）定义场所模板遗传信息传递的方向原料产物在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程细胞核细胞质的核糖体DNA的一条链信使RNADNA→mRNAmRNA→蛋白质含A、U、C、G的4种核糖核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸信使RNA有一定氨基酸顺序的多肽例题分析：

1.牛胰岛素由51个氨基酸组成，控制该蛋白质合成的基因中至少有多少个碱基（不计终止密码）？

2.一个tRNA一端的三个碱基顺序是GAU，它转运的是亮氨酸，决定此氨基酸的密码子是由哪个碱基序列转录而来？CTAGATDNACUAGAU亮氨酸mRNAtRNA1个氨基酸6个碱基3个碱基3个碱基分析：2GAT答案：1306转录翻译A密码子丙氨酸氨基酸转运RNAC信使RNAGGDNA双螺旋CCGATAGGU根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格中填入相应的字母：

CC练一练(2003.全国)真核生物染色体DNA遗传信息的传递和表达过程,在细胞质中进行的是()A.复制B.转录

C.翻译D.转录和翻译CtRNA与mRNA碱基互补配对的现象可出现在真核细胞的 ()A细胞核中 B核糖体上 C核膜上 D核孔处B(2007.青岛)DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如下表,则图20-2-2所示tRNA所携带的氨基酸是()A赖氨酸 B丙氨酸C.半胱氨酸 D苏氨酸GCACGTACGTGC赖氨酸丙氨酸半胱氨酸苏氨酸CGUB第二节基因对性状的控制遗传信息的传递规律（流动方向）转录DNARNA翻译蛋白质克里克的预见一、中心法则的提出及其发展P69资料分析中心法则的发展转录DNARNA翻译蛋白质逆转录中心法则实质上蕴涵着______和________这两类生物大分子之间的相互______和相互作用。核酸蛋白质联系从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能________蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保持水分，豌豆显得圆鼓鼓正常合成二、基因、蛋白质与性状的关系基因指导________的合成基因控制生物体的______蛋白质性状控制酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素缺乏黑色素表现为白化病①基因通过控制______的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的_____酶性状间接控制编码血红蛋白的基因中一个碱基变化血红蛋白的结构发生变化红细胞成镰刀型容易破裂，患溶血性贫血囊性纤维病CFTR基因缺失3个碱基CFTR蛋白结构异常，导致功能异常患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染在大约70%的此病患者中，编码一个跨膜蛋白（CFTR蛋白）的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，进而影响了CFTR蛋白的结构，使CFTR转运氯离子的功能异常，导致患者支气管内黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。②基因还能通过控制蛋白质的______而_____

控制生物体的_______性状结构直接直接控制表现型=基因型+外界环境水毛茛即表现型是基因型与环境相互作用的结果。DNA的分布主要在染色体上细胞质内细胞核遗传细胞质遗传生物的遗传（所以说，染色体是DNA的主要载体）例：线粒体肌病细胞质遗传________孟德尔的遗传规律，后代只表现出______的性状______和______中的DNA中的基因都称为细胞质基因。

线粒体DNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这些疾病多与脑部和肌肉有关，如：线粒体脑肌病：乳酸中毒，中风样发作综合症，母系遗传病。表现为身材矮小、多毛、头痛、肌无力、运动诱发呕吐、癫痫发作、再发性脑损伤，并引起偏瘫、偏语线粒体叶绿体不符合母本基因对性状的控制1.通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物性状。2.通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。DNA—蛋白质—性状的关系DNA的多样性蛋白质的多样性生物界的多样性决定导致根本原因直接原因/物质基础表现形式知识小结1、揭示