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第四 章 遗传的分子基础

第四 章 遗传的分子基础. 核苷酸的多聚 一 . 核酸的化学组成 ( 一 ) 核糖 ； 五碳糖 ( 二 ) 碱基： A G C U T （ 三 ) 磷酸： H 3 PO 4 （ 四 ) 核苷：五碳糖＋ 碱（４） 　（五）核苷酸 五碳糖＋ 碱基（４）＋磷酸. 双螺旋结构的发现 (1953). 模型建立者 : James WATSON: 生物学家 Francis CRICK: 化学家 双螺旋模型实验数据的重要贡献者： Rosalind FRANKLIN: King ’ s Collage London

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第四 章 遗传的分子基础

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Presentation Transcript

  1. 第四章 遗传的分子基础

  2. 核苷酸的多聚 一 .核酸的化学组成 (一)核糖；五碳糖 (二) 碱基：A G C U T （三)磷酸：H3PO4 （四)核苷：五碳糖＋碱（４） 　（五）核苷酸五碳糖＋碱基（４）＋磷酸

  3. 双螺旋结构的发现(1953) 模型建立者: James WATSON:生物学家 Francis CRICK: 化学家 双螺旋模型实验数据的重要贡献者： Rosalind FRANKLIN: King’s Collage London 的MRC生物物理单位物理化学家，首先将磷酸原子定位于DNA 外表面并发现了“B”型DNA Maurice WILKINS: “A”型DNA的发现者

  4. 二、DNA的双螺旋结构 • ；

  5. DNA 结构示意图

  6. DNA的一级结构 DNA的二维结构

  7. DNA的二级结构 • 结构要点： • 反向平行; • 碱基配对; • 碱基距离为0.34nm; • 螺距为3.4nm。 34A0 3.4A0 20A0

  8. DNA分子模型 1953年

  9. 三、DNA的 复制过程 1. DNA半保留复制学说

  10. 2. DNA复制的半不连续性

  11. 3.复制的方向性冈琦片段 • 4.RNA作引物

  12. 四、基因的概念 1.交换子 2.重组字 3.顺反子

  13. 五、DNA与遗传密码 1.遗传密码（genetic code） 2.遗传密码表 3.遗传密码的性质

  14. ATGCCGGTACGGGCAAATATGCCCATGC TACGGCCATGCCCGT TTATACGGGTACG 1.遗传密码（genetic code） 遗传密码是联系核酸的碱基序列和蛋白质的氨基酸序列的途径。由三个碱基代表一种氨基酸，称为密码子（codon)。 3种碱基可以组合成64种密码子，生物体内只有20种氨基酸，因此，多个密码子代表一个氨基酸。

  15. 遗传学密码最早的提出者 ——George GAMOW 俄裔理论物理学家。 “隧道”理论和宇宙大爆炸理论的奠基者之一。 “三联体”密码子的最早建议人。 RNA领带俱乐部的发起人之一和积极参与者。

  16. 2.遗传密码表

  17. CUU亮氨酸CUC亮氨酸 CUA亮氨酸 • CUG亮氨酸 CCU脯氨酸CCC脯氨酸 • CCA脯氨酸 CCG脯氨酸 CAU组氨酸 • CAC组氨酸CAA谷氨酰胺CAG谷氨酰胺 • CGU精氨酸CGC精氨酸 CGA精氨酸 • CGG精氨酸 AUU异亮氨酸 AUC异亮氨酸 • AUA异亮氨酸 AUG甲硫氨酸（起始密码） • ACU苏氨酸 ACC苏氨酸 ACA苏氨酸

  18. ACG苏氨酸AAU天冬酰胺AAC天冬酰胺AAA赖氨酸AAG赖氨酸 AGU丝氨酸 • AGU丝氨酸AGA精氨酸 AGC精氨酸 • GUU缬氨酸 GUC缬氨酸 GUA缬氨酸 • GUG起始密码 GCU丙氨酸GCC丙氨酸 • GCA丙氨酸GCG丙氨酸 GAU天冬氨酸 • GAC天冬氨酸GAA谷氨酸 GAG谷氨酸 • GGU甘氨酸GGC甘氨酸 GGA甘氨酸 • GGG甘氨酸 UUU苯丙氨酸 UUC苯丙氨酸 • UAU酪氨酸 UAC酪氨酸

  19. 3.遗传密码的性质 • 简并现象 • 同义密码子； • 普遍性与特殊性 • 起始密码AUG； • 终止密码UAA、UAG、UGA； 3. 无逗号、不重叠

  20. （1）同一氨基酸可以由几种密码决定，如丙氨酸密码为GCU，GCC，GCA，GCG，说明三联体密码数目（64种）多于氨基酸数目（20种），必须有某种氨基酸同时可以为几个三联体所代表。这种一个氨基酸可以受一个以上的三联体密码所决定的现象，称为简并现象，在这种情况下前两个字母决定了氨基酸的性质，第三个字母可以变动。这种简并现象对生物遗转的稳定性具有重要的意义。同义的密码子越多，生物遗传的稳定性越强。因为一但DNA分子的碱基发生突变，在多肽链上也不会表现任何变异。（1）同一氨基酸可以由几种密码决定，如丙氨酸密码为GCU，GCC，GCA，GCG，说明三联体密码数目（64种）多于氨基酸数目（20种），必须有某种氨基酸同时可以为几个三联体所代表。这种一个氨基酸可以受一个以上的三联体密码所决定的现象，称为简并现象，在这种情况下前两个字母决定了氨基酸的性质，第三个字母可以变动。这种简并现象对生物遗转的稳定性具有重要的意义。同义的密码子越多，生物遗传的稳定性越强。因为一但DNA分子的碱基发生突变，在多肽链上也不会表现任何变异。 • （2）一个DNA分子，往往由几十万个核苷酸所组成，而蛋白质一般只有几十或几百个氨基酸。因此，一个DNA分子可以控制合成许多蛋白质，在合成过程中，AUG表示起始密码，UAA，AUG，UGA则表示蛋白合成终止信号。

  21. （3）DNA分子中，核苷酸的碱基是A，T，G，C，但密码中的确是A，U，G，C，这是因为蛋白质的合成不是直接用DNA分子作为正本模板，而是用DNA的副本（mRNA）作模板。因此，是U代替T。（3）DNA分子中，核苷酸的碱基是A，T，G，C，但密码中的确是A，U，G，C，这是因为蛋白质的合成不是直接用DNA分子作为正本模板，而是用DNA的副本（mRNA）作模板。因此，是U代替T。 • （4）整个生物界，从病毒到人类，遗传密码是通用的，即所有的核酸语言都是由四个基本的符号所编写，而所有的蛋白质语言，都是由20种氨基酸所编成，它们用共同的语言形成不同生物种类和性状，这从分子水平上进一步证实了生命的共同本质和共同起源，又说明了生物变异的原因和进化的漫长过程。

  22. 六、 DNA与蛋白质合成 • 1. 转录的基本概念 • 转录（transcription)是指以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚合酶的催化下，合成RNA的过程。 • RNA是DNA将遗传信息传递给蛋白质的中心环节。是遗传信息表达的中心环节。

  23. 2.转录的机制 转录的起始 转录的延伸 转录的终止 • 转录起点 • 转录因子 • RNA聚合酶

  24. 3.翻译（Translation） • 定义：以mRNA为模板，在核糖体上合成蛋白质的过程。 • 参与转译的分子： tRNA 、rRNA、mRNA、蛋白质。

  25. 密码子与蛋白质氨基酸序列

  26. 反密码子：tRNA上携带的遗传密码是与MRNA上的密码互补的，这个与遗传密码互补的密码被称为反密码子。反密码子：tRNA上携带的遗传密码是与MRNA上的密码互补的，这个与遗传密码互补的密码被称为反密码子。 密码子与反密码子间的正确识别是遗传信息准确传递的保障。

  27. tRNA 的结构和功能

  28. 中心法则 DNA RNA PROTEIN 表型 代谢问题 中心法则 生长、分化 个体发育 表型变异

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