1、第4章 基因的表达,第1节 基因指导蛋白质的合成,（1）信使RNA（mRNA)功能：将DNA的遗传信息转录下来，传递至细胞质中的核糖体上，控制蛋白质的合成。 （2）转运RNA（tRNA)功能：识别密码子，转运氨基酸。每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 （3）核糖体（rRNA）与核糖体的合成有关。,RNA的种类,遗传信息的转录,1.转录：在细胞核内，以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。,核孔,DNA 双螺旋,细胞质,细胞核,DNA 双螺旋,DNA 双螺旋,DNA,游离的核糖核苷酸,以DNA的一条链为模板合成RNA,细胞质,细胞核,细胞质,细胞核,细胞质,细胞核,细胞质,细胞核,细胞质,
2、细胞核,细胞质,细胞核,细胞质,细胞核,细胞质,细胞核,细胞质,细胞核,细胞质,细胞核,细胞质,细胞核,DNA的一条单链,mRNA,细胞质,细胞核,细胞质,细胞核,mRNA通过核孔进入细胞质,DNA的一条单链,mRNA,mRNA通过核孔进入细胞质,细胞质,细胞核,DNA的一条单链,转录小结,场所: 模板: 原料: 产物: 条件: 原则:,主要在细胞核,DNA的一条链,游离的4种核糖核苷酸,模板、原料、能量（ATP）、酶（RNA聚合酶）,mRNA,碱基互补配对原则 （AU、TA、 CG、GC）,（与DNA模板链碱基互补，但与非模板链碱基序列基本相同，只是用U代替T。,游离在细胞质中的各种氨基酸就
3、以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。叫做翻译。,翻译：,mRNA：,碱基的数量,碱基排列顺序,碱基种类,蛋白质：,氨基酸的数量,氨基酸顺序,氨基酸种类,决定,决定,决定,?种,?种,4种,20种,讨论：组成生物体蛋白质的氨基酸有20种，而RNA只有4种核苷酸，4种碱基AGCU如何决定20种氨基酸呢？,翻译实质上是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。,mRNA中的碱基与氨基酸的对应关系是怎样的？,碱基与氨基酸之间的对应关系,1.如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？2.如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？3.一个氨基酸的编码至少需要
4、多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？,414,4216,4364，足足有余,逻辑推理： 一个碱基决定一个氨基酸，有 种 两个碱基决定一个氨基酸，有 种 三个碱基决定一个氨基酸，有 种,4,16,64,三个碱基决定一个氨基酸，43=64,密码子： mRNA上 决定一个 氨基酸的 三个相邻的 碱基。,密码子表查法例:CCU,脯氨酸,1.密码子总数是种，但决定氨基酸的密码子是种。,2.一种密码子决定种氨基酸，但一种氨基酸可以由种不同的密码子决定。简并性,64,61,一,一种或多种,3.所有生物使用同 一套密码。通用性,密码子简并性意义：如果密码子中的一个碱基发生变化，决定的氨基酸的种类
5、可能不变（例如GAU、GAC都决定天冬氨酸），保证了生物遗传的相对稳定性。几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。,密码子通用性 说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。,遗传密码的特性：1、有3个终止密码，没有对应的氨基酸，所以，在64个遗传密码中，能决定氨基酸的遗传密码子只有 个。,问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？,61,2、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套 密码子表。,3、简并性：遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅 有一个密码子外，其余氨基酸有2、3、4个或多至 6个编码。在一定程度上能防止由于碱基的改变而 导致的遗传信息的改变。,转运RNA(tRNA),
6、3端,天冬 氨酸,异亮 氨酸,呈三叶草形，其一端能是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基。每个tRNA的这三个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，因而叫反密码子。,？,甲硫氨酸,核糖体,3、tRNA的种类与决定氨基酸的密码子的种类是一一对应的。tRNA有多种？,1、一种tRNA可以携带几种氨基酸?,2、一种氨基酸只能由一种tRNA携带吗?,只能携带一种（专一性）,一种氨基酸可由一种或几种转运RNA来运输。,tRNA有61种。,细胞质,细胞质中的mRNA,核糖体,mRNA与核糖体结合.,U,C,A,U,G,A,U,U,A,A,A,U,亮氨酸,A,C,U,天门冬酰氨,tRNA上的反密码子与 mRN
7、A上的密码子互补配对 .,U,C,A,U,G,A,U,U,A,A,A,U,亮氨酸,A,C,U,天门冬酰氨,A,U,G,异亮氨酸,tRNA 将氨基酸转运到 mRNA上的 相应位置 .,U,C,A,U,G,A,U,U,A,A,A,U,亮氨酸,A,C,U,天门冬酰氨,A,U,G,异亮氨酸,两个氨基酸分子缩合,脱水缩合,A,A,U,亮氨酸,A,C,U,天门冬酰氨,A,U,G,异亮氨酸,核糖体随着 mRNA滑动,另一个tRNA上的碱基与mRNA上的密码子配对.,亮氨酸,A,C,U,天门冬酰氨,A,U,G,异亮氨酸,一个个氨基酸分子缩合成链状结构,亮氨酸,天门冬酰氨,A,U,G,异亮氨酸,tRNA离开，再
8、去转运新的氨基酸,亮氨酸,天门冬酰氨,异亮氨酸,以mRNA为模板形成有一定氨基酸顺序的蛋白质,翻译,场所：,产物：,模板：,原料：,条件：,主要在细胞质中核糖体。线粒体和叶绿体中核糖体,mRNA,蛋白质,氨基酸,ATP、酶,、转运RNA（tRNA）,碱基互补配对：,GC、CG、UA、AU,遗传信息流动：,遗传信息的转录、翻译,细胞核,细胞质的核糖体,DNA的一条链,信使RNA为模板,四种核糖核苷酸,20种氨基酸,特定的酶和ATP,单链的信使RNA,特定氨基酸顺序的蛋白质,DNA的一条链与 mRNA配对,mRNA与 tRNA配对,A,密码子,精氨酸,氨基酸,转运RNA,G,信使RNA,G,G,D
9、NA 双链,练习： 1、根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：,C,C,C,A,A,T,C,G,U,C,G,2。“密码子”是指：（ ）A、核酸上特定排列顺序的碱基 B、 DNA特定排列顺序的碱基C、信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基D、转运RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 3。一个运转RNA的一端碱基为CGA，此运转RNA运载的氨基酸是：( )A、精氨酸(CGA) B、 丝氨酸(AGU) C、 谷氨酸(GAG) D、 丙氨酸(GCU),C,D,练习,4. 某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是 ( )A198
10、个 B199个 C200个 D201个,B,基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数 6 ： 3 ： 1,练习,5、某DNA片段所转录的mRNA中U%28%，A%18%，则个DNA片段中T%和G%分别占（ ）。,46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%,B,细胞核,细胞质的核糖体,DNA的一条链,mRNA,4种核糖核苷酸,20种氨基酸,模板、原料、能量、酶（翻译还需tRNA）,mRNA,肽链,AU、TA CG,DNA,RNA,RNA,蛋白质,AU、CG、,细胞分裂间期,主要是细胞核,DNA的两条链,4种脱氧核苷酸,解旋酶 DNA聚合酶等,ATP,A-T、G-C,半保留复制 边解旋边复制,2个子代DNA分子,生长发育过程,主要是细胞核,DNA的一条链,4种核糖核苷酸,RNA聚合酶等,ATP,A-U、T-A G-C ，C-G,边解旋边转录，DNA仍保留,1个mRNA,生长发育过程,核糖体,mRNA,20种氨基酸,特定的酶,ATP,密码子与反密码子配对（A-U, G-C）,肽链,1个mRNA分子可结合多个核糖体，提高合成蛋白质的速度,基因控制蛋白质合成的过程,数量,n,3n,6n,
