第8组 DNA——生命的秘密
生命的密码:基因组学与遗传密码的解读
生命的密码:基因组学与遗传密码的解读引言生命是一个奇妙而复杂的现象,它孕育了这个美丽多样的世界。
在生命的核心,是一个最基本的密码——遗传密码。
基因组学作为研究基因组的学科,以解读遗传密码为核心,揭示了生命的奥秘。
本文将从基因组学和遗传密码的解读两个方面,探讨生命的密码及其重要意义。
基因组学:解码生命密码的工具基因组学是研究生物体基因组结构、功能和演化的学科。
通过不断提升对基因组的解读能力,基因组学使我们对生命的理解不断深入。
而基因组,则是生物体所有遗传信息的总和。
基因组通过遗传物质DNA(脱氧核糖核酸)来存储和传递生物体的遗传信息。
基因组学的发展历程基因组学的起源可以追溯到20世纪50年代,当时人们开始解析DNA的结构和功能。
20世纪70年代初,发展出了第一种基因组测序技术,这标志着基因组学的开始。
1980年代,随着DNA测序技术的不断发展和突破,科学家们开始开展大规模的基因组测序项目。
在21世纪初,基因组学进入了一个发展的黄金时期,测序技术的革新使得快速高效地完成基因组测序成为可能。
如今,我们可以对不同生物体的基因组进行全面的解析,为我们更好地理解生物体的遗传信息奠定了基础。
基因组学的研究方法基因组学的研究方法主要包括测序技术和基因功能研究。
测序技术包括传统的Sanger测序和现代的高通量测序技术。
基因功能研究包括基因表达调控、突变分析、形态发生研究等。
同时,基因组学也与其他学科相结合,如计算机科学、统计学和生物信息学等,以更好地处理海量的基因组数据。
遗传密码:生命密码的解读遗传密码是基因组中的一种密码系统,用于在转录和翻译过程中将基因信息转换为蛋白质。
遗传密码由4种碱基(腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶)的组合,以3个碱基的组合为单位,编码了20种氨基酸和3种停止信号。
这个密码系统可以被看作是一本字典,将基因组中的信息翻译成蛋白质中的氨基酸序列。
遗传密码的结构遗传密码的结构是由碱基对的排列组合构成的。
生命的奥秘教案:揭开DNA的神秘面纱
生命的奥秘教案:揭开DNA的神秘面纱的神秘面纱生命是一个神秘而又奇妙的存在,人类一直在探索和研究这个领域,逐渐揭开生命的秘密。
而人类身体内最小的生物单位——细胞核内的DNA,是生命奥秘的一个关键。
在我们的身体内,DNA是永远不会停止的运作,它支配着我们的生命,控制着我们的遗传和生命周期。
因此,能够揭开DNA的神秘面纱,对于我们理解生命的奥秘至关重要。
一、DNA的基本结构DNA分子是由四种化学物质基础上组成的:腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(C)、鸟嘌呤(G)共四种碱基。
这四种碱基根据其化学特性不同,形成了AT和CG的二对碱基之间的氢键,由此构成了DNA的双螺旋结构。
DNA的分子链上的AT和CG的比例是不固定的,不同物种和不同个体之间的比例差异很大。
人类DNA中,A和T的比例约为1:2,C和G的比例约为1:2,但有些细菌.-GC比例可高达75%。
二、DNA的作用DNA是遗传信息的主要载体,是指导生命活动的遗传密码。
DNA中存放着个体遗传信息的蓝图,是个体生存和繁殖的基础。
从生物学的角度来看,DNA的三个作用包括:1.存储信息。
生命体内的所有信息都存储在DNA中。
通过这些信息,个体可以正常生长和发育,同时还能够继承自己的基因信息给下一代。
2.复制。
DNA的双螺旋结构使得它可以很容易地复制。
每当一个细胞将其分裂成两个新细胞时,它都必须复制它的DNA。
这个过程中,原有的两股双链解开,方便DNA的合成,然后又重建成两股DNA。
3.转录和翻译。
DNA通过转录产生RNA分子,RNA再通过翻译合成蛋白质。
蛋白质是生命的基石,是所有细胞的形成和活动所必需的物质。
三、DNA的研究人类对DNA的研究可以追溯到上世纪50年代。
1953年,英国科学家J.D.Watson和F.H.Crick发现了DNA的双螺旋结构,并提出了“碱基对互补规则”的假说。
根据这一规则,对于每个碱基对,DNA 的两条螺旋上必须分别有A-T和C-G相对应的情况。
科学普及系列:揭开神秘的DNA密码,探寻生命的奥秘
科学普及系列:揭开神秘的DNA密码,探寻生命的奥秘1. 引言1.1 概述本文旨在揭开DNA密码的神秘面纱,深入探寻生命的奥秘。
DNA(脱氧核糖核酸)作为生命存在的基础,承载着遗传信息,并决定了所有生物的性状和特征。
了解和理解DNA的结构、功能以及遗传信息传递方式,将有助于我们更好地认识生命现象。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行阐述:第二部分介绍了DNA密码的基本概念,包括DNA的发现与意义、DNA的结构和功能以及遗传信息的传递方式。
第三部分解读了DNA序列相关概念,包括基因的作用及启示,RNA的转录与翻译过程以及蛋白质合成与细胞功能调控。
第四部分讨论了DNA在进化中的作用与变异机制,包括进化视角下DNA的重要性,突变、重组和选择压力对生物多样性的影响以及DNA变异对个体适应环境意义。
最后一部分展望未来探索生命奥秘带来的可能性,并讨论基因编辑技术对人类文明发展的挑战和机遇,以及未来生命科学领域可能带来的突破和改变。
1.3 目的本文的目的是为读者提供关于DNA密码的基础知识,帮助大家更好地理解DNA在生命中的重要作用。
通过深入探讨DNA的结构、功能、遗传信息传递方式以及DNA在进化中的作用与变异机制,我们可以更好地认识生命现象并展望未来生命科学对医学、生物技术等领域的应用前景,以及基因编辑技术带来的挑战和机遇。
让我们一起揭开神秘的DNA密码,共同探寻生命的奥秘。
2. DNA密码的基本概念2.1 DNA的发现与意义DNA(脱氧核糖核酸)是一种存在于所有生物体中的分子。
它被认为是生命的基础,具有存储和传递遗传信息的重要功能。
DNA首次被发现于20世纪50年代,对科学界来说是一项重大突破。
科学家通过研究细胞核中的遗传物质,发现了DNA分子的存在,并证实了其与遗传特征之间的关系。
这个发现对我们理解生命起源、发展和进化过程非常重要。
2.2 DNA结构和功能DNA由称为核苷酸的单元组成,每个核苷酸由一个含有碳、氢、氧和磷元素的糖分子、一个含氮碱基和一个磷酸基团构成。
分子生物学探索生命的基因密码
分子生物学探索生命的基因密码在过去的几十年里,分子生物学得到了快速的发展,它成为了揭示生命奥秘的重要工具。
通过研究生命的基本单位——细胞,科学家们逐渐揭示了生命的基因密码。
1. DNA:生命的基因存储介质DNA(脱氧核糖核酸)是生物体内存储遗传信息的重要分子。
它以双螺旋结构存在,并由碱基对(腺嘌呤-胸腺嘧啶,鸟嘌呤-胞嘧啶)组成。
科学家发现,DNA中的碱基序列决定了生物体遗传特征的表达。
2. 基因:生命的功能单位基因是DNA上的一段具有特定功能的序列。
它包含了生物体形态、代谢和其他特征的信息。
基因通过转录和翻译过程,转化为蛋白质,从而实现其功能。
3. 基因表达:生命的调控机制基因表达是指基因在特定细胞、特定时期和特定环境下发挥功能的过程。
在基因表达过程中,DNA被转录为RNA,然后被翻译成蛋白质。
这个过程由一系列调控因子、启动子、转录因子等功能复杂的分子机制调控。
4. 基因突变:生命多样性的源泉基因突变是指基因序列发生变化,导致基因功能改变的现象。
它是生物进化和遗传变异的重要原因,同时也是遗传疾病的基础。
科学家通过研究基因突变,揭示了生物体多样性和疾病的发生机制。
5. 基因工程:生命的改造者基因工程是利用DNA技术改变生物体基因组的过程。
通过基因工程,科学家可以将外源基因导入生物体,使其具有新的功能。
基因工程技术的发展为生物科学的研究和发展带来了巨大变革。
总结:分子生物学以其精确的实验方法、先进的技术和深刻的理论思考,成功地揭示了生命的基因密码。
通过对DNA、基因、基因表达、基因突变和基因工程等问题的研究,我们越来越深入地理解了生命的本质和多样性。
分子生物学的进展不仅推动着基础科学的发展,也为生物医学等应用领域带来了前所未有的机遇和挑战。
未来,我们可以期待分子生物学在人类生命科学中的更加广泛和深远的应用。
DNA生命的秘密
1958年,Mattew Meselson 和Franklin Stahl证明DNA半保留复制的同 位素示踪实验
DNA复制过程
1. 解旋 2. 以母链为模板进行碱基互补配对 3. 形成了两个完全相同的DNA分子
DNA复制: 以原有DNA分子为模板,合成相同DNA分子。
A 解旋
酶的作用下 两条多核苷酸链分离 解出单链,称为母链
B 子链合成
以母链为模板
酶的作用下
以细胞内游离的四种脱氧核苷酸为原 料,碱基互补配对形成新链(子链)
C 连接 子链与对应母链通过碱基互补配对结合,
形成两个子代DNA分子。
一条DNA 分子进行一次复制,产生两条DNA分子
一条DNA 分子经过N次复制,产生多少条相同DNA
分子
2N
特点:边解旋边复制
方式:半保留式复制
9.4转录
以DNA的一条 链为模板, 按照碱基互 补配对原则 ,合成RNA的 过程
转录的实质:遗传信息由DNA
mRNA(信使RNA)
通过转录将DNA的遗传信息传给RNA
9.5遗传密码的破译
• 密码子:mRNA上决定一个氨基酸的三 个相邻的碱基。密码子具有兼并性。
mRNA 分子中每三个核苷酸序列决定一个 氨基酸,这就是通常所说的三联密码子。 与遗传密码子相对应的反密码子在转运 RNA(tRNA)分子中。
代替了T。
mRNA是遗传信息的携带者。它在细胞核中转录 了DNA的遗传信 息,再进入细胞 质,作为蛋白质 合成的模板。
Ⅰ mRNA
mRNA合成需要: • 以四种三磷酸核苷为原料 ATP、GTP
UTP、CTP; • 以 DNA(大分子中的一段)为模板; • 由 RNA 聚合酶催化。
生命密码843的详解
生命密码843的详解引言概述:生命密码843是一种独特的密码系统,它在生物学和密码学领域中都具有重要的意义。
本文将详细阐述生命密码843的含义、原理、应用以及对生物学和密码学的影响。
正文内容:1. 生命密码843的含义1.1 生命密码的概念生命密码是指在生物体的遗传物质中所包含的一系列密码信息,它决定了生物体的遗传特征和生命活动。
1.2 843的含义843是指生命密码中的三个重要组成部分:8代表DNA的八个碱基,4代表DNA的四个核苷酸,3代表DNA的三个碱基对。
2. 生命密码843的原理2.1 DNA的结构DNA是由两条互补的链组成的双螺旋结构,其中的碱基通过氢键相互配对。
2.2 碱基对的配对规则DNA的碱基对有四种组合:腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T),鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)。
这些碱基对的配对规则决定了生命密码的编码和解码过程。
2.3 碱基序列的编码方式生命密码843通过碱基序列的编码方式来传递遗传信息,不同的碱基序列决定了不同的基因和蛋白质。
3. 生命密码843的应用3.1 生物学研究生命密码843的研究对于生物学领域的基因功能研究、遗传疾病的诊断和治疗等具有重要意义。
3.2 密码学应用生命密码843的原理和编码方式可以应用于密码学领域,用于数据加密和解密,保护个人隐私和信息安全。
4. 生命密码843对生物学的影响4.1 基因组学的发展生命密码843的研究促进了基因组学的发展,加速了对不同生物体基因组的解读和理解。
4.2 遗传疾病的研究生命密码843的研究使得对遗传疾病的诊断和治疗有了更深入的认识,为疾病的预防和治疗提供了新的思路和方法。
5. 生命密码843对密码学的影响5.1 数据加密与解密生命密码843的编码方式可以应用于密码学领域,用于数据的加密和解密,提高了信息安全性。
5.2 量子密码学的发展生命密码843的研究对于量子密码学的发展具有重要影响,为量子通信和量子计算提供了新的思路和方法。
DNA——生命的秘密
9.1 基因是什么
从简单到复杂是 科学的研究方法。
9.1 基因是什么
著名的肺炎球菌实验
1928年,英国 1928年,英国 Griffith S型肺炎球菌:有荚 膜,菌落表面光滑 R型肺炎球菌:没有 荚膜,菌落表面粗糙
结果说明? 结果说明?
著名的肺炎球菌实验
结果说明:加热杀死的S 结果说明:加热杀死的S型肺炎球菌中一定有某种 特殊的生物分子或遗传物质,可以使无害的R 特殊的生物分子或遗传物质,可以使无害的R型肺 炎球菌转化为有害的S 炎球菌转化为有害的S型肺炎球菌 这种生物分子或遗传物质是什么呢? 纽约洛克非勒研究所 Avery 从加热杀死的S型肺炎球菌将蛋白质、核酸、 从加热杀死的S型肺炎球菌将蛋白质、核酸、多 糖、脂类分离出来,分别加入到无害的R型肺炎 脂类分离出来,分别加入到无害的R 球菌中, 球菌中, 结果发现,惟独只有核酸可以使无害的R 结果发现,惟独只有核酸可以使无害的R型肺炎 球菌转化为有害的S型肺炎球菌。 球菌转化为有害的S型肺炎球菌。 1944年 1944年 结论:DNA是生命的遗传物质 结论:DNA是生命的遗传物质
9.7 人类基因组计划
1988年,美国国家卫生院和能源部 迄今为 止在生命科学领域最宏大的研究计划—人类基因组 计划 主要内容是完成人体23对染色体的全部基因的遗传 作图和物理作图,完成23对染色体上30亿个碱基的 序列测定 以美国为主、包括英国、法国、日本和中国多国科 学家参加的国际合作计划
人类基因组计划主要应用了4方面相互配合与补充 的研究方法和技术:
不同的氨基酸分别加入 到poly U试管系统中 5天通宵达旦 星期 六早晨,熬红了眼的 Matthei得到了答案: poly U合成的肽链全部 是苯丙氨酸(Phe) 世界上破译第一个遗传 密码的人
DNA里隐藏了生命所有的秘密,这是怎么实现的?
DNA里隐藏了生命所有的秘密,这是怎么实现的?19世纪,人类迎来了科学大爆发物理学在电光热各个领域都迎来了突破性进展元素周期表的发现,让化学从一门毫无规律,极度考验记忆力的学科变得有规律可循而生物学,同样迎来了巨大的进步细胞学说,进化论,遗传学说让生物学从一门分类学,变成了独立的科学细胞学说之于生物如同原子论对化学一般重要因为细胞是构建生命体的基石每一个生命都是由不同细胞组成的知道的越多,恐惧的越少大家好,我是头发永远比你少的晨晨爸爸今天我们来看看细胞的工作细胞上篇我们通过有机化学了解了生命的基础物质但并不是把这些物质凑一块就能变成细胞了一套最基本的细胞设备需要拥有以下几个部件:一本说明书(DNA)一套能够阅读说明书的RNA和核糖体,负责把这些东西包裹起来的膜以及胞质溶胶这些部件产品凑一块才能组成生命的基本单元当然,这是最简陋的状态形成的就是原核生物原核生物主要包括细菌和古菌比如我们肠道中的大肠杆菌就是原核生物而我们肉眼能看见的绝大部分生物,都属于另一大类真核生物我们可以理解为真的有一个核的生物啥核呢?细胞核相对于原核生物的简陋茅草屋真核生物的细胞那就是金碧辉煌的皇宫真核生物有小部分以单细胞存在其余大部分都是多细胞生物我们眼睛能直接看到的生物都是真核生物比如人类,蚊子,树木等等真核生物的细胞形状多样尺寸差别也很大比如人类的皮肤细胞,神经细胞,血红细胞,肝脏细胞等等长得都不一样但无论人类的细胞长成啥样都来源于同一个祖宗——受精卵受精卵的一次又一次分裂分化出了不同外形和功能的细胞现在让我们进入细胞内部看一看每个真核细胞基本都会有下面这几个部件:一层内膜包裹着DNA形成细胞核在细胞核外有线粒体,负责制造发动机ATP有内质网,上面布满了核糖体用来制造蛋白质在细胞内的胞质溶胶中还有游离的核糖体,作用一样高尔基体负责将蛋白质分类包装运输到工作场所外面一层是质膜把这些物质打包包裹起来。
这就是个典型的真核细胞当然,这是真核细胞最基本的组成不同细胞还有不同的物质植物的细胞略有不同除了上面提到的物质在质膜外面还有一圈细胞壁主要由纤维素和其他多糖组成因为植物无法走动到河边喝水所以植物细胞会把水分储存在质膜和细胞壁中间在植物细胞内部还有一个不同于动物的特殊部件——叶绿体用来吸收二氧化碳制造葡萄糖和氧气这些我们后面再说让我们先翻阅说明书DNA生命的秘密全部藏在说明书DNA里这是怎么做到的?实际上细胞发挥作用主要靠各种蛋白质我们在前面了解过蛋白质的四级结构知道蛋白质是一种折叠的多聚体虽然蛋白质的结构很复杂但如果给定的氨基酸序列是固定的蛋白质会总是以完全相同的方式折叠所以如果细胞要制造蛋白质只需要记住多肽的顺序就行上面这段结论刚提出来的时候真是石破惊天但是情况就是这么个情况提出的人后来获得了诺奖而记住这个顺序靠的就是DNA这份蛋白质序列的清单就隐藏在DNA分子中我们也可以换一个熟悉的词那就是基因组上个世纪开展的人类基因组计划测定了人类染色体中包含的所有30亿个碱基对组成的核苷酸序列基因的表达基因组通过各种碱基配对储存了生命信息而细胞通过读取这些储存的信息制造蛋白质这一过程是怎样的?如果我们忽略细节,就很简单,只有两步转录和翻译比把大象关进冰箱还少一步当然,事情没有我说的这么简单首先是转录因为DNA非常重要被保护在细胞核中所谓千金之子坐不垂堂不能让DNA自己到外面冒险工作只能是由一个信使把DNA的信息传达出去这个信使需要能够清楚DNA的要求怎么做到呢?靠的就是转录转录可以理解为把标准答案抄写到另一个本子上一条DNA链由两条脱氧核苷酸链互相缠绕配对叫做双螺旋结构这两条脱氧核苷酸链由四种碱基反向互补组成四种碱基分别是AGCT组成规则很简单A的对面一定是TC的对面一定是G反过来也一样所以要传递DNA的信息就简单了只要组成一条链跟它按照这个规则配对配对完成后相当于复制了一遍信息这条配对的链就相当于把DNA的信息拷贝走了再从细胞核中出来到外面指导合成蛋白质的工作即可所以转录的第一步解开双螺旋结构这需要一种酶叫做RNA聚合酶需要转录的时候RNA聚合酶会到DNA的指定位置解旋并打开双链细胞核中游离的核糖核苷酸按照配对原则在聚合酶内一个一个的连上去这个过程中碱基U会替换掉碱基T与A配对形成一条RNA链当RNA聚合酶到了需要终止的位置会得到一个结束信号。
人类生命的终极密码——DNA解读
人类生命的终极密码——DNA解读DNA,即脱氧核糖核酸,是构成人类基因的重要成分。
科学家们通过对DNA的解读,揭示出了人类生命的很多奥秘,甚至能够推算出人类可能面临的疾病风险等重要信息。
因此,DNA可以称之为人类生命的终极密码。
首先,我们来了解一下DNA的基本结构及其作用。
DNA由四种不同的碱基(腺嘌呤,鸟嘌呤,胸腺嘧啶和鳞氨酸)组成,这些碱基以一定的次序排列在一条链上,形成了基因组。
每一个基因组都包括了人体在生长发育过程中所需要的全部信息。
DNA的主要作用是存储遗传信息,通过一系列的物质反应,这些信息还会被转录和翻译成为蛋白质,维持人体正常的生命功能。
然而,遗传信息的存储并非完全靠DNA一条链,而是由两条链组成的双螺旋结构。
这两条链通过氢键连接在一起,可以通过一种叫“复制”(Replication)的过程进行自我复制,从而保证基因组的传递。
另外,由于基因组可能存在不同的突变和变异,形成了人类种间间的差异和不同性状的表现。
接下来,我们了解如何通过DNA解读来帮助人类。
现代医学在研究人类疾病时,尤其关注一些基因的变异是否会导致一系列疾病,如先天性异常、癌症、神经退行性疾病等。
DNA解读技术通过对比人类个体和正常参考基因组,检测人类已知疾病相关基因的变异情况,从而得出患病风险。
这项技术应用广泛,如先天性遗传疾病筛查、肿瘤检测、人类进化研究等。
通过这项技术,我们能够早期诊断和预防疾病,促进人类的健康和生命质量的提高。
另外,DNA解读技术对于人类进化研究也具有非常重要的意义。
核酸测序技术和计算机技术的发展,让科学家们得以比较各种人类及其他物种的基因组,推算出它们的分化时间和迁徙历史,寻找共性和差异。
比如近年来互联网公司的带头人、实验室吉尔伯特·默斯科(Gilbert Mostock)带领他的团队通过DNA分析,证实了人曾经在非洲起源,阐述了人类分化的整个历程,推测出人类进化历程中的重要事件,从而为人类进化史的探究提供了重要的研究依据。
神秘的生命密码解读DNA背后的秘密
神秘的生命密码解读DNA背后的秘密DNA(脱氧核糖核酸)是构成人类基因的生命密码,它携带着所有生物体遗传信息的基本单位。
通过解读DNA,科学家们揭示了许多关于生命起源、演化和遗传的秘密,为人类的疾病治疗、基因工程和亲子鉴定等领域提供了无限可能。
本文将深入探讨DNA背后的神秘秘密。
第一部分:DNA的发现与结构DNA的发现可以追溯到1869年,在那时,瑞士化学家弗里德里希·米塞尔(Friedrich Miescher)首次从细胞核中提取到了一种被称为核素的未知物质。
然而,对这些核素的研究被证明是一项艰巨的任务,直到1953年,詹姆斯·沃森(James Watson)和弗朗西斯·克里克(Francis Crick)提出了著名的DNA双螺旋结构模型,才真正揭开了DNA的面纱。
DNA的结构是一个双螺旋,由两条互相缠绕的螺旋状链组成。
每条链由磷酸、糖分子和四种碱基(腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶)组成,而碱基之间通过氢键相互结合。
这种碱基的不同排列和组合决定了DNA的遗传信息。
第二部分:解读DNA的方法解读DNA的方法主要包括基因测序和基因组学。
基因测序是分析DNA序列的过程,它的发展让科学家们能够了解每个个体的基因组构成和遗传变异,从而揭示与疾病相关的基因突变。
基因组学研究的是基因组的整体结构和功能,它包括了基因的定位、注释和分析,有助于对基因的功能进行深入的理解。
近年来,随着高通量测序技术(Next-generation sequencing,NGS)的发展,基因测序的速度和精度得到了巨大的提升。
这使得科学家们能够以前所未有的速度批量测序DNA样本,并在大规模的样本中发现与疾病相关的新基因。
此外,基因组学的快速发展也使得我们能够对整个基因组进行深入研究,揭示各种遗传性疾病的发病机制和新的潜在治疗方法。
第三部分:DNA的意义与应用DNA的意义不仅仅局限于科学研究,它还具有广泛的应用价值。
DNA:生命的秘密
这个测验具有歧视性,因为它是以英文进行的,但这一点被视为无关紧要。种族主义者已经拥有他们需要的 武器,而优生学将成为他们利用的工具。
目录分析
世纪人文系列丛书编 委会
前言生命的秘密
01遗传学的起源:从 孟德尔到希特勒
读书笔记
看得出是大师写的书,对基因工程的历史和未来娓娓道来。
作者不愧是发现DNA的诺奖得主,能把DNA的前世今生以及以后的发展应用都能像讲故事一样娓娓道来,既科 学又不枯燥,读下来就像是被大咖引领着在DNA的知识的海洋里冲浪一般,知识点的冲击让人应接不暇。
娓娓道来、引人入胜。
读完《DNA:生命的秘密》,作者是诺奖得主、DNA双螺旋结构发现人沃森。
哺乳纲下的物种可以称的上是进化最高的物种,啮齿目、食肉目、灵长目、奇偶蹄目、翼手目等,几亿年前 都来自同一个祖先,DNA中携带了不同信息的遗传密码,该书详细介绍了生命之所以为生命,我们到底是什么?就 想千古之问,我们从哪儿来,到哪儿去。
生命的秘密,到底是什么?我们至今依然知之甚少,不过我们正在逐步的认识TA,这一切都是在我们科技和 科学,一切人努力的结果,反正自己最近看了很多关于生命,基因的书,反而觉得自己知之甚少,看来量的积累 还远远不够,继续加油^0^~。
DNA:生命的秘密
读书笔记模板
01 思维导图
03 读书笔记 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 精彩摘录 06 作者介绍
思维导图
本书关键字分析思维导图
人类
完成
基因组
遗传学
教养
基因
秘密
秘密
生命
生命密码十二组组合解读
生命密码十二组组合解读1.ACGT:ACGT是DNA的四种碱基,也是生命的基本单位。
这组密码象征着生命的起源和基因编码,代表着生命的本源和基础。
2. DNA:DNA是生命的遗传物质,它携带了生命的信息。
这组密码象征着生命的遗传传递和演化,代表着生命的延续和进化。
3. RNA:RNA是DNA的转录产物,它在蛋白质合成过程中起着重要作用。
这组密码象征着生命的翻译和转录过程,代表着生命的信息传递和表达。
4. ATP:ATP是细胞内能量的主要供应者,也是生命活动的重要物质。
这组密码象征着生命的能量转换和利用,代表着生命的活力和动力。
5. NADH:NADH是细胞内重要的辅酶,参与多种代谢过程。
这组密码象征着生命的代谢和调节,代表着生命的平衡和稳定。
6. ROS:ROS是细胞内的一类自由基,它们对生命体的氧化损伤具有重要作用。
这组密码象征着生命的损伤和修复,代表着生命的抵抗力和恢复能力。
7. pH:pH是指溶液的酸碱度,对生命体的生理功能具有重要影响。
这组密码象征着生命的环境适应和调节,代表着生命的适应性和稳定性。
8. 线粒体:线粒体是细胞内的重要器官,参与细胞呼吸和能量代谢。
这组密码象征着生命的能量供应和生理功能,代表着生命的健康和发展。
9. 免疫:免疫系统是维持生命体内平衡的重要系统,它对抗外来病原体和自身异常细胞。
这组密码象征着生命的自卫和抵抗力,代表着生命的健康和安全。
10. 内分泌:内分泌系统是维持生命体内平衡的另一个重要系统,它通过激素调节细胞和组织的生理功能。
这组密码象征着生命的内在调节和平衡,代表着生命的稳定和健康。
11. 大脑:大脑是生命体内最为复杂的器官之一,它控制着身体的各种行为和思维。
这组密码象征着生命的智慧和思维能力,代表着生命的创造力和个性。
12. 爱:爱是生命的最高境界,它是生命的本质和目的。
这组密码象征着生命的真谛和价值,代表着生命的美好和完整。
生导第11章 DNA-生命的秘密
推测的DNA结构
DNA
双 螺 旋 结 构
• 沃森和克里克不仅受到了多学科领域的科 学家的启示和帮助,而且他们自己都承认, 他们的研究方法来源于伟大的化学家鲍林。 • 由此可见,生命科学是集多学科,特别是 化学的大成所在,他与化学,乃至物理、 数学的揉合可见一斑。
• 沃森和克里克的成功凭借的是一种稀缺的想像力, 而不是艰苦的实验数据收集,不是投机取巧。这 一点,别人只能望尘莫及。 • 尽管沃森和克里克是相异的一对,但这并不妨碍 他们之间漂亮的默契,他俩正像DNA链中的互补 碱基一样 • 视科学为人生中狂热的追求,即便遇到困难也绝 不退却。 • 坚信DNA就是遗传物质。
佛兰科尔烟草花叶病毒(TMV)感染致病实验 1 感染; 2 重组
证明DNA是遗传物质为何没有 获得诺贝尔奖?
1)证明DNA是遗传物质曾经花去两代人的努力: F.Griffith(1877-1941), 1928年 肺炎双球菌转化实验; O.T.Avery(1877-1955), 1944年 将纯化的细菌DNA转化活细 菌, 证实DNA为遗传物质. A.D.Hershey(1908-)和M.Chase, 1952年 噬菌体转化实验. 2) 1950年,有人提出应给Avery授予诺贝尔奖,但当时许多科学家包括诺贝 尔奖评委仍然对Avery的转化因子持有异议, 提议被搁置.
DNA 分 子 中 的 碱 基 比 例
查加夫发现不同物种中DNA中鸟嘌呤与胞 嘧啶的比值总是接近1:1, 为碱基配对规律 奠定基础。
• 在剑桥大学的卡文迪斯实验室里,两个无名小卒 克里克、沃森也着手进行对奇异的DNA结构的探索。
沃森
克里克
• 偷师于鲍林;
• 看到富兰克林最新DNA的X 衍射照片: 碱基在内侧,磷酸在外侧
DNA的奥秘遗传密码的奥妙
DNA的奥秘遗传密码的奥妙《DNA 的奥秘遗传密码的奥妙》在生命的微观世界里,DNA 就如同一份神秘的蓝图,它携带着遗传信息,决定了生命的特征、性状和发展。
DNA 所蕴含的遗传密码,是生命科学中最为引人入胜的奥秘之一。
我们先来了解一下 DNA 的结构。
DNA 是由两条长长的链相互缠绕形成的双螺旋结构。
这两条链就像是盘旋而上的楼梯,而组成楼梯扶手的就是磷酸和脱氧核糖,它们交替连接形成了 DNA 的骨架。
而楼梯的台阶则是由四种碱基组成,分别是腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)。
A 总是与 T 配对,G 总是与 C 配对,这种碱基配对原则就像是一把神奇的钥匙,为遗传信息的准确传递和复制提供了保障。
那么,DNA 是如何储存遗传信息的呢?这就好比是一种特殊的语言编码。
碱基的排列顺序就是遗传信息的编码方式。
不同的碱基排列组合形成了各种各样的基因,而基因就是控制生物性状的基本遗传单位。
比如,决定我们眼睛颜色的基因、决定我们身高的基因等等,都是由特定的碱基序列所编码。
遗传信息的传递是一个极其精密的过程。
当细胞进行分裂时,DNA 首先会进行复制。
就像是复印一份文件一样,原来的双螺旋结构解开,然后以每条链为模板,按照碱基配对原则合成新的链,从而形成两个完全相同的 DNA 分子。
这样,遗传信息就准确无误地从亲代传递给了子代细胞。
而基因的表达则是遗传信息发挥作用的关键环节。
基因并不是直接决定生物的性状,而是通过指导蛋白质的合成来实现的。
这个过程分为转录和翻译两个步骤。
转录时,DNA 中的遗传信息被转录成 RNA (核糖核酸),然后 RNA 再通过翻译过程合成蛋白质。
蛋白质是生命活动的执行者,它们参与了细胞的结构组成、代谢调节、免疫反应等各种生命过程。
让我们通过一个具体的例子来感受一下 DNA 遗传密码的神奇。
比如,有一种遗传性疾病——镰状细胞贫血症。
正常情况下,我们的红细胞是圆饼状的,能够顺利地在血管中运输氧气。
幼儿园生命的密码:DNA教案
幼儿园生命的密码:DNA教案教学主题:幼儿园生命的密码:DNA教学目标:1. 了解生命的基本单位——细胞。
2. 探索 DNA 对生命的重要作用。
3. 理解 DNA 传递遗传信息的过程。
教学内容:1. 细胞基本结构及功能。
2. DNA 的基本结构及作用。
3. DNA 的遗传性质。
教学步骤:步骤一:引入知识教师可以用幼儿喜欢的动物或植物作为切入点,引入细胞的概念,比如从植物的叶子或狗狗的皮肤细胞入手,告诉幼儿,生物的身体里面都有一个个微小的“房间”,这个“房间”就是细胞,并向幼儿展示细胞的图片和样本,帮助幼儿直观地了解什么是细胞。
步骤二:了解 DNA 结构教师可以通过幼儿喜欢的玩具,如积木、珠串等,展示 DNA 结构的分子模型,帮助幼儿理解 DNA 是由碱基对组成的,同时介绍 DNA 在细胞中的作用,即是遗传信息的携带者。
步骤三: DNA 的遗传性质教师可以通过幼儿熟悉的生活事例,比如家长的外貌特征和孩子的相似之处,让孩子们明白 DNA 是怎样遗传人类物种特征的。
教师可以根据孩子们的具体程度教授 DNA 的遗传规律,如显性、隐性等。
步骤四:学以致用教师可以让幼儿通过做 DIY 实验的方式,进一步了解 DNA 的结构和遗传性质。
比如通过最为直观的蛋白珠串实验,让孩子们来体会 DNA用四种不同的碱基对组成的,而且有特定的配对规律,即 A-T、C-G。
步骤五:整合知识点教师可以通过影视画面等视听媒体等方式,让孩子们再次感受到 DNA 传递遗传信息的重要性,同时让孩子们感受到造物主的伟大和神奇。
教学方法:游戏教学、实验教学、故事教学、视听教学。
教学评价:教师可通过幼儿聚焦、讨论、游戏参与和表现等综合方式进行教学评价,了解幼儿的学习情况和掌握程度。
拓展延伸:1. 可以邀请近视了解 DNA 领域的专家,来校开展专题讲座,为幼儿提供更为系统的 DNA 知识学习。
2. 通过实践与观察,让幼儿能够更直观深入地了解 DNA 相关的科学现象。
生命的密码——DNA的结构与功能研究
生命的密码——DNA的结构与功能研究DNA(Deoxyribonucleic Acid)是生命的基础,是生命的密码。
在DNA的双螺旋结构中,存储着生物体遗传信息的密码,控制着生物体的生长、发育、繁殖和适应环境等方方面面。
一、 DNA的结构1944年,奥芬巴赫和查戈夫发现了DNA是由四种碱基构成的核苷酸链。
1953年,华生和克里克凭借简单而绝妙的模型,揭示了DNA的双螺旋结构。
DNA有两条互补的链,每条链上有许多核苷酸,核苷酸由糖、磷酸和氮碱基三部分组成,其中糖和磷酸构成了链的骨架,氮碱基挂在糖的基部。
DNA中的氮碱基包括腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳟氨酸。
这四种碱基之间是按一定规律配对的:腺嘌呤与胸腺嘧啶形成一对,鸟嘌呤与鳟氨酸形成一对,这两对氮碱基之间的配对又是互补的。
这就是DNA的双螺旋结构——两个螺旋面沿丝状支架相对螺旋而上,两条互补链间由碱基之间的氢键连接,形成了DNA链的完整性。
二、DNA的功能1. 遗传信息的存储生命的遗传信息是存储在DNA分子中的,DNA分子是一种超长、线性的双链结构。
在生物细胞中,DNA首先经历DNA复制的过程,使得一份DNA分子被复制为两份,这样胚胎细胞和许多体细胞就会拥有相同的遗传物质基础。
这样就确保了生命的维持和进化。
2. 转录与翻译的实现生命的复制和自我修复是通过遗传信息的复制与表达两个过程来完成的。
而女儿链和母链所对应的碱基有一种特别的互补,因此能够双向转录,形成一种RNA多样性。
RNA与蛋白质的关系则用一种特殊的翻译过程实现。
3. 调控基因表达DNA序列不同的区域称之为基因,基因是参控生物的生长、发育、代谢活动以及响应外界环境的重要物质基础。
基因的表达受到外界环境和生物内部一系列因素的调节,其中包括DNA甲基化和组蛋白修饰等状态变化,它们共同调控着基因表达。
三、 DNA的发展与应用DNA是一个生命大家庭中的核心,它的结构与功能对于生命科学的研究有着重要的意义。
dna生命的秘密读后感
《DNA:生命的秘密》读后感阅读《DNA:生命的秘密》这本书,仿佛是一次深入生命核心的探索之旅。
这本书不仅为我们揭示了遗传学的奥秘,更展示了科学家们如何历经千辛万苦,逐步解开生命之谜的壮丽历程。
首先,我被书中关于遗传学历史的叙述深深吸引。
从孟德尔的遗传定律到DNA双螺旋结构的发现,再到人类基因组图谱的完成,这个过程充满了曲折与挑战。
科学家们在这些历史性的突破中,展现了他们非凡的智慧和勇气。
他们不仅在科学领域取得了巨大的成就,更为我们理解生命的本质奠定了坚实的基础。
书中还为我们呈现了许多科学天才的生动故事。
这些科学家们在追求真理的过程中,表现出了极大的热情和坚韧不拔的精神。
他们既是天才,也是普通人,有着各自的兴趣爱好和人生信仰。
他们的故事告诉我们,科学探索并非一帆风顺,而是需要不断地尝试、失败、再尝试。
正是这种不屈不挠的精神,推动着科学不断进步。
此外,书中还强调了团队合作的重要性。
在科学研究中,每个团队成员都需要发挥自己的专长,相互补充和印证。
这种合作精神不仅促进了科学研究的进展,更让我们看到了人类团结一心、共同面对挑战的力量。
最后,书中还提到了“兴趣是最好的老师”这一观点。
科学家们之所以能够在研究中取得如此多的成就,很大程度上是因为他们对科学充满了热爱和好奇。
这种兴趣驱使他们不断探索、发现新的知识和现象。
这也提醒我们,在追求梦想和目标的道路上,保持兴趣和热情是非常重要的。
总的来说,《DNA:生命的秘密》这本书让我对生命和科学有了更深入的了解。
它不仅丰富了我的知识体系,更激发了我对科学探索的热情。
我相信,在未来的日子里,这本书将继续陪伴我,成为我探索生命奥秘的宝贵财富。
DNA-生命的秘密 (2)
问题:需要其他带有遗传信息的RNA?
列出200多种RNA,烟草花叶病毒RNA 神秘的蛋白质 Marianne Grunberg-Manago方法人工合成RNA 加入不同的酶、核糖体、ATP、氨基酸 加入poly U、poly A、poly AU poly U产生了许多蛋白质
问题: poly U主要利用了哪些氨基酸呢?
DNA——生命的秘密 (2)
4
遗传密码的破译
5 转录 6 蛋白质的合成 7 基因表达的调控
4
遗传密码的破译
遗传信息是如何储藏在4种核苷酸中的? 如何破译遗传密码?
数学家、物理学家—— 逻辑运算或推导 分子生物学家——?
1955年 纽约大学 Grunberg-Manago 将核苷酸 连接起来的酶 形成RNA聚合体 A连接成多聚A (polyA,A-A-A-A-A-A-A) polyC polyG polyU polyAU
不同的氨基酸分别加入 到poly U试管系统中 5天通宵达旦 星期 六早晨,熬红了眼的 Matthei得到了答案: poly U合成的肽链全部 是苯丙氨酸(Phe) 世界上破译第一个遗传 密码的人
问题:几个U决定一个 苯丙氨酸的合成?
问题:几个U决定一个苯丙氨酸的合成?
Nirenberg全力组织其他遗传密码的破译 Matthei回德国 Nirenberg发现并定义了3个核苷酸为一个密码子 决定一 个氨基酸的翻译 Khorana 按需要连接任意核苷酸 ACACACACACACAC thr-his-thr-his链 ACA——苏氨酸的密码子 CAC——组氨酸的密码子
7 基因表达 的调控
真核细胞 基因的 转录调 控
三种DNA结合基元
Байду номын сангаас 不同水平上真核 生物基因表 达的调控
DNA序列分类
实验29 DNA序列分类实验目的学习利用MATLAB提取DNA序列特征建立向量的方法,掌握利用FCM命令进行DNA 分类的方法,学会做出分类图形直接给出分类结果的MATLAB编程。
知识扩展DNA序列分类DNA(Deoxyribonucleic acid),中文译名为脱氧核苷酸,是染色体的主要化学成分,同时也是基因组成的,有时被称为“遗传微粒”。
DNA是一种分子,可组成遗传指令,以引导生物发育与生命机能运作。
主要功能是长期性的资讯储存,可比喻为“蓝图”或“食谱”。
DNA分子是由两条核苷酸链以互补配对原则所构成的双螺旋结构的分子化合物。
其中两条DNA链中对应的碱基A-T以双键形式连接,C-G以三键形式连接,糖-磷酸-糖形成的主链在螺旋外侧,配对碱基在螺旋内侧。
FCM算法中样本点隶属于某一类的程度是用隶属度来反映的,不同的样本点以不同的隶属度属于每一类;但是算法中的概率约束∑uij=1使得样本的典型性反映不出来,不适用于有噪音,样本分布不均衡,存在两个或者两个以上样本分别距两个类的距离相等的样本等等。
欧氏距离( Euclidean distance)也称欧几里得距离,它是一个通常采用的距离定义,它是在m维空间中两个点之间的真实距离。
公式在二维和三维空间中的欧式距离的就是两点之间的距离,二维的公式是d = sqrt((x1-x2)^+(y1-y2)^)三维的公式是d=sqrt(x1-x2)^+(y1-y2)^+(z1-z2)^)推广到n维空间,欧式距离的公式是d=sqrt( ∑(xi1-xi2)^ ) 这里i=1,2..nxi1表示第一个点的第i维坐标,xi2表示第二个点的第i维坐标n维欧氏空间是一个点集,它的每个点可以表示为(x(1),x(2),...x(n)),其中x(i)(i=1,2...n)是实数,称为x的第i个坐标,两个点x和y=(y(1),y(2)...y(n))之间的距离d(x,y)定义为上面的公式.欧氏距离判别准则如下:若dA<dB,则将Xi点判为A类若dA>dB,则将Xi点判为B类若dA=dB,则将Xi点判为不可判别点。
基因组学解读生命的密码
基因组学解读生命的密码【引言】基因组学是现代生命科学研究的重要分支,它致力于解析和理解生命的密码——基因组。
通过对基因的序列、组织和功能进行系统的研究,基因组学为我们揭示了生命起源、进化和发展的奥秘。
在本文中,我们将探讨基因组学的意义以及其在生物学领域中的应用。
【第一部分】一、基因组的概念和基本组成基因组是指一个生物个体或者种群中的所有基因的集合。
它是生命的遗传信息库,承载了生物体遗传特征的全部蓝图。
基因组主要由DNA(脱氧核糖核酸)组成,其中包含着基因序列。
基因是生物体的遗传单位,负责编码蛋白质和调控生物体的生命过程。
二、基因组学的意义和目标基因组学的主要目标是理解基因组的组成、结构、功能和调控,进而揭示生命现象的规律。
通过对基因组的研究,可以深入了解生物体的遗传特征、物种的关系以及个体间的差异。
基因组学对于识别疾病的易感基因、研究疾病发生机制以及开发个性化医疗等方面具有重要意义。
三、基因组学的研究方法和技术1. 基因测序技术:通过高通量测序技术,可以大规模快速地获取基因组的序列信息,为后续的基因组分析提供数据支持。
2. 基因组比较分析:通过比较不同物种的基因组序列,可以研究物种间的遗传差异和进化关系,揭示基因表达调控的演化过程。
3. 转录组学:研究细胞或组织特定时期内的mRNA表达情况,揭示基因的功能和调控网络。
4. 表观遗传学:研究基因组中DNA化学修饰如DNA甲基化等对基因表达的调控作用,揭示表观遗传信息传递的机制。
【第二部分】一、基因组学的应用1. 进化生物学研究:通过基因组比较和分析,可以揭示不同物种的进化关系,研究物种形成和分化的过程。
2. 遗传病研究:基因组学可以帮助研究人类遗传病的发病机制和遗传方式,为疾病的预防和治疗提供理论基础。
3. 农业改良:基因组学在植物育种和畜牧养殖中的应用,可以加速优良基因的筛选和培育,提高农作物和家禽的产量和品质。
4. 个性化医疗:通过基因组学的研究,可以了解个体间基因差异对药物代谢和疗效的影响,实现个性化的治疗方案。
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遗传密码的破译
Nirenberg 莫斯科 第五届国际生物化学大会 不善于推销自己 小组会上 Meselson认为非同小可 Francis Crick 全体大会上重新做学术报告
问题:几个U决定一个苯丙氨酸的合成?
Nirenberg全力组织其他遗传密码的破译 Matthei回德国 Nirenberg发现并定义了3个核苷酸为一个密码子 决定一 个氨基酸的翻译 Khorana 按需要连接任意核苷酸 ACACACACACACAC thr-his-thr-his链 ACA——苏氨酸的密码子 CAC——组氨酸的密码子
总结
核酸 DNA
RNA
转录 mRNA tRNA rRNA
组成
t我想介绍两种方法能比较有效的激活我们的DNA。大家有兴 趣可以试一下。 方法一:通过冥想。此处冥想,具体指视觉冥想。不过我不做过 多解释,因为诺个人思想,心理和意识上还没有充分准备好的话, 具有一定危险性。诺有兴趣,可以私下讨论。 方法二:通过声音,频率为528赫兹的声音。每天10分钟,效果 最佳。通过相对应频率的声音,我们的DNA能被有效的改变和提升。 以下是一个非常有帮助的528赫兹视频,特别是其中的Markabah旋 转。
DNA合成的同位素示踪实验
15NH 4CI为唯一氮源的培养液中生长若干代
1958,Meselson和Stahl 大肠杆菌 被15N标记的大肠杆菌转入14NH4CI为唯一氮源的培养液中
完成第一代和第二代繁殖时, 分离DNA,密度梯度超速离心
被15N标记的亲代双链DNA(记作15N/15N)密度大,在下部; 14N/14N密度小,在上部;15N/14N在15N/15N和14N/14N之间
核糖体上具有附着mRNA模板 链的位置,还有两个tRNA附 着的位置,分别称为A位和P 位。
由DNA控制的蛋白质合成涉及两个基本过程:
第一步,DNA的遗传信息转录到mRNA中,发生在细 胞核中; 第二步,将mRNA的信息翻译成蛋白质的氨基酸序 列,在细胞质中进行。
原核生物中遗传信息的转录和翻译则简单一些
转录
转录过程
发生在细胞核中,以DNA分 子为模板,按照碱基互补 的原则,合成一条单链的 RNA即mRNA,DNA分子携带 的遗传信息被转移到RNA分 子中。其过程与DNA的复制 基本相同。
遗传密码的破译
遗传信息是如何储藏在4种核苷酸中的?
如何破译遗传密码?
数学家、物理学家— —逻辑运算或推导
问题:哪一种RNA可促进多肽的合成?
遗传密码的破译
对RNA高度敏感及时检测多肽合成的试管实验系统 在试管中加入了ATP、游离的氨基酸、酶和核糖体及核糖体 RNA——没有蛋白质的合成
问题:需要其他带有遗传信息的RNA?
列出200多种RNA Marianne Grunberg-Manago方法人工合成RNA 加入不同的酶、核糖体、ATP、氨基酸 加入poly U、poly A、poly AU poly U产生了许多蛋白质
5、1953年沃森和 克里克发表论文 《核酸的分子结 构模型-脱氧核 糖核酸的一个结 构模型》
基因是什么
著名的肺炎球菌实验
1928年,英国 Griffith
S型肺炎球菌:有荚膜,菌落表面光滑(无毒性) R型肺炎球菌:没有荚膜,菌落表面粗糙(有毒性)
著名的肺炎球菌实验
结果说明:加热杀死的S型肺炎球菌中一定有某种 特殊的生物分子或遗传物质,可以使无害的R型肺 炎球菌转化为有害的S型肺炎球菌 这种生物分子或遗传物质是什么呢? 纽约洛克非勒研究所 Avery 从加热杀死的S型肺炎球菌将蛋白质、核酸、多 糖、脂类分离出来,分别加入到无害的R型肺炎 球菌中, 结果发现,惟独只有核酸可以使无害的R型肺炎 球菌转化为有害的S型肺炎球菌。 1944年 结论:DNA是生命的遗传物质
我们的话题是:你有勇气探索 DNA的奥秘吗?
小组成员:毛晓翠 吕贤祎 张宁 袁妮莉
回忆
回忆
回忆
回忆
DNA——生命的秘密
1、基因是什么 2、DNA的半保留复制 3、RNA的组成和作用 4、转录 5、遗传密码的破译 6、蛋白质的合成
基因是什么
中文名称:基因
英文名称:gene
定义:编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的遗传 信息的基本单位,是染色体或基因组的一段DNA序列、 或RNA序列。包括编码序列(外显子)、编码区前后 对于基因表达具有调控功能的序列和单个编码序列间 的间隔序列(内含子
RNA的自我复制,反转录
蛋白质合成是生物按照从脱氧核糖核酸 (DNA)转录得到的信使 核糖核酸(mRNA)上的遗传信息合成蛋白质的过程 蛋白质生物合成亦称为翻译(Translation),即把mRNA分子中 碱基排列顺序转变为蛋白质或多肽链中的氨基酸排列顺序过程。 这也是基因表达的第二步,产生基因产物蛋白质的最后 。
蛋白质的合成过程
翻译过程中,由于每一个氨基酸是严格按照mRNA模 板的密码序列被逐个合成到肽链上,因此,mRNA上 的遗传信息被准确地翻译成特定的氨基酸序列。 细胞质中,翻译是一个快 速过程,一段mRNA可以相 继与多个核糖体相结合, 同时连续进行多条同一种 新肽链的合成。 遗传信息流由DNARNA 蛋白质流动。
DNA的复制发生在细胞周期的S期下面是它复制的基 本过程
DNA的半保留复制保证了所 有的体细胞都携带相同的遗 传信息,并可以将遗传信息 稳定地传递给下一代。
RNA的组成和作用
RNA与DNA的主要差别:
(1)RNA大多是单链分子; (2)含核糖而不是脱氧核糖; (3)4种核苷酸中,不含胸腺嘧啶(T),而是由尿 嘧啶(U)代替了胸腺嘧啶(T)。
DNA合成的同位素示踪实验
实验发现:被15N标记的亲代DNA离心后只有一条带, 位于离心管下部;
繁殖后第一代大肠杆菌的DNA离心后也只有一条带, 分布于离心管中部;
繁殖后的第二代大肠杆菌DNA离心后出现两条带,一 条分布于离心管中部,另一条分布于离心管上部, 证明新合成的DNA分子的两条多核苷酸链中有一条来 自亲代DNA,一条则是新合成的。 DNA的复制是以亲代的一条DNA为模板,按照碱基互 补的原则,合成另一条具有互补碱基的新链,因此, 细胞中DNA 的复制被称为半保留复制
细胞中主要有3种RNA,即信使RNA(messager
RNA, mRNA),核糖体RNA(ribosome RNA, rRNA)和转 运RNA(tranfer RNA, tRNA)。
mRNA是遗传信息的携带者。在细胞核中转录DNA上
的遗传信息,再进入细胞质,蛋白质合成的模板。
tRNA局部为双链,在3′、5′端相反一端的环上具
遗传密码的破译
1966年,Nirenberg和 Khorana 全部遗传 密码字典 64 个密码子 61个负责20种氨基酸翻译, 3个无义密码子 Nirenberg 和 Khorana 1968年 诺贝尔奖
蛋白质的合成
细胞中蛋白质的合成是一个严格按照mRNA上密码子 的信息指导氨基酸单体合成为多肽链的过程,这一 过程称为mRNA的翻译。 mRNA的翻译需要有mRNA、tRNA、核糖体、多种氨基 酸和多种酶等的共同参与。 翻译过程(即多肽链的合成)包括起始、多肽链延长 和翻译终止3个基本阶段。
问题: poly U主要利用了哪些氨基酸呢?
遗传密码的破译
不同的氨基酸分别加入 到poly U试管系统中 5天通宵达旦 星期 六早晨,熬红了眼的 Matthei得到了答案: poly U合成的肽链全部 是苯丙氨酸(Phe) 世界上破译第一个遗传 密码的人
问题:几个U决定一个 苯丙氨酸的合成?
基因是什么
从简单到复杂是 科学的研究方法。
资料:
1、20世纪30年代,科学家认识到:组成DNA分子的基 本单位是 脱氧核苷酸 。 2、1951年威尔金斯展示了DNA的X射线的衍射图谱, 并且获得相关其数据
3、沃森和克里克提出DNA是螺旋结构的初步构想。
4、1952年查哥夫指出:腺嘌呤(A)的量总是等于 胸腺嘧啶(T)的量(A=T),鸟嘌呤(G)的量总是 等于胞嘧啶(C)的量(G=C).
分子生物学家——?
遗传密码的破译
1955年 纽约大学 Grunberg-Manago 将核苷酸 连接起来的酶 形成RNA聚合体 A连接成多聚A (polyA,A-A-A-A-A-A-A) polyC polyG polyU polyAU
问题:什么样的核苷酸组合可以被翻译成多肽片段?
1960年 Matthei 31岁 德国人 美国国家健康研究所 老板 33岁的Nirenberg 试管中合成多肽 将ATP和游离的氨基酸加入到从细胞中 提取的核糖体、核酸和酶的混合物中
更有说服力的噬菌体实验
1952年,Hershey和Chase 病毒(噬菌体)
放射性同位素35S标记病毒的蛋白质外壳,32P标记病毒的 DNA内核,感染细菌。
新复制的病毒,检测到了32P标记的DNA,没有检测到35S 标记的蛋白质, DNA在病毒和生物体复制或繁殖中的关键作用。
DNA的半保留复制
有由3个核苷酸组成的反密码子。tRNA的反密码子 在蛋白质合成时与mRNA上互补的密码子相结合。 tRNA起识别密码子和携带相应氨基酸的作用
rRNA和蛋白质共同组成的复
合体就是核糖体,核糖体是 蛋白质合成的场所。
核糖体的大小亚基在行使翻 译功能即肽链合成时聚合成 整体,为蛋白质的合成提供 场所。