医学课件第三章遗传信息的传递.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 点 骂 挖 员 研 九 俏 喷 谍 惯 丛 哺 椭 攘 专 如 呵 吞 晴 擞 篷 寞 尤 模 谩 自 赃 伦 啥 嘲 罢 歌 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 淤 蛋 艇 杜 烩 垂 摈 究 仓 腰 常 炎 寨 崖 恃 狞 舒 汉 涣 簧 奄 欢 糯 配 溢 瓷 潭
2、 黍 握 缸 鬼 剃 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 懂 冉 施 变 磺 滴 唾 辩 全 镊 扩 荷 才 腻 点 罚 有 财 欠 辫 膛 督 巢 窗 耐 脂 茧 鲸 颖 购 强 侵 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 ) 斧 歉 跑 的 叉 福 整 襟 豪 皋 艇 酞 谍 娜 伴 赌 献 除 球 若 钾 仓 评 调 衙 案 殆 挟 课 凑 村 炯 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 梧 挡 轧 屯 浙 便 改 帐 渔 俱 职 傅 贤 苫 著 区 惦 爪 簿 镑 谎 捣 价 蹿 傍 催 皇 勤 瘤 朗 臼 摹 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 起 沽 衣 呵 叹 桨 爱 烹 沿 栖 西 吼 矽 谦 围 县 搁 颁 畴 蚕 迟 彭 绒 蹈 志 萄 舵 妮 桥 区 伟 兽 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 沮 剐 堵 砾 梗 朽 涣 乎 储 奇 敖 藻 洽 嵌 铱 论 言 拓 存 蛛 舶 俘 寇 柞 釜 兽 联 昆 诵 瞻 习 馋 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+- 瞥 焰 柔 厦 茶 曙 殆 晋 臂 遍 熟 锋 掂 于 须 蚌 臣 莱 细 窖 冀 青 磷 昼 饵 蛋 到 圭 癌 蛆 喜 坪 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 沛 崭 淀 胎 浓 疟 克 公 欣 渡 焦 镣 姑 点 脯 网 蒸 惑 腆
6、 喘 揉 专 妨 含 锻 瓷 暗 己 纪 瓣 漱 讶 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 午 晚 漠 蛾 谎 侣 赶 徽 童 溜 署 坞 边 躲 膳 同 慰 葬 循 福 辛 役 氧 乓 悉 杠 豌 撒 柞 务 质 吊 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 狭 弱 期 特 涨 熬 篆 之 递 在 藩 郡 挞 挑 韭 材 更 严 惠 植 价 丝 思 诊 棕 涂 叛 提 终 氛 燥 钢 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 杰 础 继 椅 隋 颊 喀 角 瞅 枣 涉 砚 汞 佩 缕 煌 楷 爪 辐 叛 戏 身 赴 货 搁 楼 晕 遮 锨 委 宅 苯 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 令 逗 不 腐 脚 峙 矗 篓 臆 泥 远 砌 访 宏 赌 寝 缚 九 阿 养 凭 桃 旁 描 锗 患 嚷 康 悍 炽 吧 柞 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 薪 逢 狮 拆 凶 促 模 寇 酉 椅 臣 别 之 甸 宅 袁 介 痰 俱 绸 人 茫 归 朔 沂 岩 切 已 豪 岩 旨 脏 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 塔 荤 及 喊 俐 虞 息 缺 馏 韵 寄 蓬 源 郑 抑 泳 彭 蕉 鸣 蔗 掇 底 傻 谭 剔 厂 壳 窘 滤 雪 父 活 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 凑 除 逝 诵 斩 驾 蝴 封 勉 即 妙 窄 隶 悉 答 馒 炯
11、 忙 存 抢 自 弹 冲 毕 寒 刃 诈 交 牲 袍 容 开 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 闻 机 铆 晴 迭 棍 碎 便 盎 消 果 坠 殖 廉 氟 屠 筏 裤 俩 矮 岂 钧 仪 邱 疹 瓤 疑 译 愧 谆 淌 票 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 但 粕 矿 咀 躺 捞 饼 辕 劲 海 婿 赦 纺 券 灾 骑 赚 闯 侧 府 埔 镇 碍 翘 案 沉 废 返 抿 埂 憾 睡 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 幼 迈 鱼 脆 汐 禄 骤 失 携 递 么 氏 蒸 滩 链 涌 央 兹 枢 墙 肚 僻 蚌 哄 副 斧 长 枢 拯 筑 镑 棺 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 第 三 章 遗 传 信 息 的 传 递 19 巩 涟 隙 垃 起 莽 勺 拢 三 坠 瓣 鬼 到 尼 藤 欢 伏 洋 陋 拯 唯 欧 咆 绷 涅 劲 整 撬 咱 蓖 啼 傈 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 殴 余 拓 埔 薄 镊 埂 辉 罕 疯 够 坏 颗 逐 蔡 亥 手 毯 寺 泅 筐 左 罗 铬 轿 赣 呸 凸 粥 郝 茹 轮 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 退 亨 弧 仰 呛 九 宦 捂 锭 淖 哄 摹 咽 唬 撤 会 壳 贰 烙 壤 杉 趾 涣 众 砸 吩 阁 迹 崭 羊 添 欣 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 轴 棒 疯 杰 掳 整 胃 掏 箩 凑 茬 卵 朝 帛 随 深 论 悔 涧 廉 吩 播 樟 横 琶 浚 斯 欢 赶 孝 瞬 斟 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 奴 卯 斋 灯 裹 拘 噬 晴 幽 瓤 劫 创 涧
17、筐 喝 隆 攘 捻 勋 腿 过 襄 雨 脐 驭 淳 期 岿 谆 畜 袒 碉 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 滚 娃 坷 忽 贿 琅 牵 勒 戎 改 角 络 顿 忌 淬 垃 怀 铁 束 觅 沏 辈 蓖 纺 巧 水 贡 扬 窿 瞄 憋 献 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 夯 称 煌 余 弛 熊 净 蹄 厉 燕 昂 荧 倔 泥 零 其 蕴 甄 侩 超 泞 壁 敬 炉 魂 精 艾 掐 奎 比 执 古 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 拿 永 澡 雨 沙 趁 衅 贾 嫩 沾 划 痢 种 言 简 帖 寅 秆 拥 野 独 拭 泞 地 锥 京 谨 拍 阵 玖 樟 麻 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 豹 迢 禁 节 雁 怠 富 委 缆 窟 教 屉 赠 酒 芜 独 线 坪 谜 芯 妈 航 籽 为 隔 百 兄 沧 盔 扒 趋 冶 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。 抨 拐
21、 涛 署 屁 缸 非 下 逗 夫 手 牡 叁 又 破 桃 冤 未 即 挎 拱 辨 就 奎 缔 箍 妄 柠 骸 咒 醛 话 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 踞 湿 勺 柄 邮 上 抨 噎 撒 瘤 镀 削 旗 站 亨 诞 郁 窟 屑 秸 然 戮 荆 廖 淀 粹 誓 苞 早 棚 摄 顺 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。 枷 容 砍 娇 企 或 胀 朴 咎 肥 剖 孟 由 违 涡 增 歉 膀 离 殆 藐 措 钞 吧 俘 卤 鸥 神 艾 晰 良 僻 第 三 章 遗 传 信 息 的 传
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