大学课程英汉对照分子生物学导论教学Chapter 5课件
分子生物学基础PPT第五章
第二节 蛋白质生物合成的过程
图5-9 真核生物蛋白质合成起始复合体的形成
第二节 蛋白质生物合成的过程
三、肽链的延伸 肽链延伸也可被分为三步: 1.第一步,进位 氨酰-tRNA首先必须与GTP-EF-Tu复合体相结合,形 成氨酰-tRNA-GTP-EF-Tu复合体并与70S中的A位点相结合。 此时,GTP水解并释放GDP-EF-Tu复合体。如图5-11所示。 2.第二步,转肽 转肽是形成肽键的反应,转肽如图5-12所示。该过程 是在延伸因子从核糖体上解离下来的同时进行的。催化这 一过程的酶是存在于核糖体大亚基上的23S tRNA与酶蛋白 称为肽酰转移酶,催化的本质是使一个酯键转变成一个肽 键,由新加入的氨酰-tRNA上氨基酸的氨基对肽酰-tRNA上 酯键的羰基进行亲核反应而成。
第一节 参与蛋白质生物合成的物质
3.tRNA的种类 (1)起始tRNA和延伸tRNA 起始tRNA是指能特异地识别mRNA模板 上起始密码子的tRNA,其他的tRNA统称为延伸tRNA。 (2)同工tRNA 由于一种氨基酸可能有多个密码子,为了识别该 氨基酸就有多个tRNA,即多个tRNA代表一种氨基酸。为此将几个代表 相同氨基酸的tRNA称为同工tRNA。在一个同工tRNA组内,所有tRNA均 专一于相同的氨酰-tRNA合成酶。同工tRNA既要有不同的反密码子以 识别该氨基酸各种同义密码子,又要有某种结构上的共同性,能被 AA-tRNA合成酶识别。所以同工tRNA组内肯定具备了足以区分其他 tRNA组的特异构造,保证合成酶能准确无误地加以选择。 (3)校正tRNA 在蛋白质的结构基因中,一个核苷酸的改变可能 使代表某个氨基酸的密码子变成终止密码子(UAG、UGA、UAA),使 蛋白质的合成提前终止,合成无功能的或无意义的多肽,这种突变称 为无义突变。无义突变的校正tRNA可通过改变反密码子区校正无义突 变。大肠杆菌无义突变的校正tRNA见表5-7。
大学分子生物学经典双语课件
2.1.2.2 Conformation polymorphism of the double helix
Alternative doublehelical structures of DNA
Base Obliquity
helix rise per base pair
bp number per turn
biological activity changed (even lost); viscosity decreased,粘度 solubility decreased,溶解度 Hyperchromicity: the absorbance of ssDNA is greater than that dsDNA.增色 concentration = 50μg/ml: dNTPs A260 = 1.60 S.S DNA A260 = 1.37 D.S DNA A260 = 1.0
2.1.3
Triplex DNA
1953, Watson & Crick proposed D.S DNA model and found many redundant hydrogen bonding donor and receptors along big grooves. 1957, Felsenfeld proposed T.S DNA concept
transferring the other dsDNA through the break.
Type I topoisomerase
Type II topoisomerase
Contents
1
2 3 4 5 6 7
Structure of DNA Denaturation, renaturation and hybridization
分子生物学课件整理
分子生物学课件整理一、教学内容本节课的教学内容来自于分子生物学教材的第五章“基因表达的调控”。
具体内容包括:基因表达的概念、基因表达的调控机制、转录和翻译的过程以及相关调控因子。
二、教学目标1. 使学生理解基因表达的概念,掌握基因表达的调控机制。
2. 帮助学生了解转录和翻译的过程,理解其重要性。
3. 培养学生对分子生物学实验的兴趣,提高实验操作能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点:基因表达调控机制的理解,转录和翻译过程的细节。
2. 教学重点:基因表达调控机制的掌握,转录和翻译过程的理解。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具:教材、笔记本、彩色笔。
五、教学过程1. 引入:通过一个具体的实例,如感冒病毒的基因表达,引出本节课的主题——基因表达的调控。
2. 讲解:详细讲解基因表达的概念,通过多媒体课件展示基因表达的调控机制、转录和翻译的过程。
3. 互动:邀请学生上台,用粉笔在黑板上画出转录和翻译的过程,其他学生进行评价和补充。
4. 练习:给出一些相关的练习题,如基因表达调控机制的填空题,转录和翻译过程的选择题等,让学生进行随堂练习。
六、板书设计板书设计如下:基因表达的调控概念: ____________________调控机制: ____________________转录: ____________________翻译: ____________________七、作业设计1. 请简述基因表达的概念。
答案:基因表达是指基因信息从DNA转录为mRNA,再从mRNA翻译为蛋白质的过程。
2. 请列出至少三种基因表达调控因子。
答案:转录因子、启动子、增强子。
八、课后反思及拓展延伸课后反思:本节课通过实例引入,让学生了解了基因表达的调控的重要性。
在讲解过程中,通过多媒体课件和黑板板书,让学生直观地了解了基因表达的调控机制和转录翻译过程。
在互动环节,学生积极参与,通过实际操作加深了对知识的理解。
分子生物学ppt课件
基因组大小(Mb)
0.58 1.83 4.20 4.60 13.50 12.50 466 165 97 2700 3000
基因数
470 1743 4100 4288 6034 4929 30000 13601 18424 30000 25000
染色体数*
无 无 无 无 16 16 21 4 6 20 23
包括:
结构基因组学
功能基因组学
三个亚领域.
比较基因组学
28
29
一、病毒基因组 二、原核生物基因组 三、真核生物基因组
30
一、病毒基因组
基因组(genome) 1个配(精子或卵子),1个单倍 体细胞或1个病毒所包含的全套遗传物质的总和。病毒核酸 或为DNA或为RNA,可以统称为病毒染色体。
完整的病毒颗粒具有蛋白质外壳,以保护病毒核酸不 受核酸酶的破坏,并能识别和侵袭特定的宿主。
分子生物学
Molecular Biology
1
What is Molecular Biology?
分子生物学是从分子水平研究生命现象、生命规律和生命本质 的学科。
核心内容是从分子水平研究基因和基因的活动,这些活动主要 通过核酸和蛋白质的活动来实现。
医学分子生物学主要研究人体生物大分子和大分子体系的结构、 功能、相互作用及其与疾病发生、发展的关系。
16
三、基因的结构特点和分类
基因的结构
结构基因:编码区序列(coding region sequence )
在细胞内表达为蛋白质或功能RNA的DNA序列
转录调控序列:非编码序列(non-coding sequence)
基因表达需要的调控区(regulatory region)序列, 包括启动子(promoter)、增强子(enhancer)等。
《分子生物学》5 chapter 10-40页PPT文档资料
Newly base-paired partners are established within the RecA filament
RuvAB complex specifically recognizes Holliday junctions and promotes branch migration
During meiosis, homologous recombination is required for proper chromosome pairing
Homologous recombination is required for chromosome segregation during meiosis
1. Models for Homologous Recombination
2. Homologous Recombination Protein Machines ——in prokaryotes
3. Homologous Recombination in Eukaryotes
4. Mating-Type Switching
During this pairing, genetic exchange between the chromosomes occurs. This exchange, classically termed crossing over, is one of the results of homologous recombination.
RecA protein assembles on single-stranded DNA and promotes strand invasion
分子生物学导论(ppt)
1909年,丹麦遗传学家 W. Johannsen首先使用 “基因”一词。
二十世纪初,美国遗传学家Morgan提
出了基因学说。他指出:种质必须由独
立的要素组成,我们把这些要素称为遗
传因子,或者简单地称为基因。
Morgan及其助手发现了连锁遗传
规律,并且第一次将代表某一性 状的基因,同某一特定的染色体
遗传信息的载体。
1953年Watson和Crick提出DNA右手 双螺旋模型,于1962年和Wilkins共享 诺贝尔生理医学奖。
同年,Sanger首次阐明了胰岛素的一级 结构,开创了蛋白质序列分析的先河, 他于1958年获诺贝尔化学奖。
1954年Crick提出遗传信息传递的
中心法则。 1958年,Meselson和Stahl提出了 DNA的半保留复制。
1982年Prusiner提出“感染性蛋白质颗
粒”的存在;次年将这种蛋白颗粒命名
为朊病毒蛋白(prion protein, PrP)。
1997年,Prusiner因为发现朊病毒而获
得诺贝尔生理医学奖。
1984年,德国人Kohler、美国人
Milstein和丹麦科学家Jern由于发
展了单克隆抗体技术而分享了诺贝
1995年6月,德国正式开始HGP。
任务与进展
遗传图谱(genetic map): 定义
又称连锁图谱(linkage map)或遗传连锁 图谱(genetic linkage map),是指人类 基因组内基因以及专一的多态性DNA标记 (marker)相对位置的图谱,其研究经历了 从经典的遗传图谱到现代遗传图谱的过程。
从生物物理学角度的定义 生命有三要素:物质、能量、信息 在生物体的整个运动过程中,贯 穿了物质、能量、信息三者的变化、 协调和统一。
英汉对照分子生物学导论课件Sample
Vocabulary of Day 3 (4/4)
anti-parallel base-stacking major groove minor groove
nanometer denature
denaturation absorbance
absorb adsorb
反向平行的 碱基堆积 (DNA)大沟 (DNA)小沟 纳米 变性(动词) 变性(名词) 吸收(名词) 吸收(动词) 吸附
1) Nitrogenous base / 含氮碱基
2) Sugar / 糖
No oxygen here !
Ribonucleotides and deoxyribonucleotides 核糖核苷酸 与 脱氧核糖核苷酸
3) Triphosphate / 三磷酸
NH2 65 1N
7 N
8
O
O
2.4 DNA in the Cell
2.4 细胞中的DNA
2.5 RNA (Ribonucleic Acid)
2.5 RNA(核糖核酸)
2.6 Experiments
2.6 实验研究
Vocabulary of Day 3 (1/4)
nucleic acid genetic material
inherit nucleotide nitrogenous base triphosphate
1.1
Tm
1.0 65 70 75 80 85 90 95
Temperature
Light absorbance by DNA
DNA对光的吸收
dsDNA
ssDNA
2.1 Properties of a Genetic Material
分子生物学英文课件:Eukaryote gene and genome
Repetitive sequences
高度重复序列(highly repetitive sequence) 中度重复序列(moderately repetitive sequence) 单拷贝序列(single copy sequence)或低度重复序列
(一)高度重复序列(highly repetitive sequence)
➢ Have unique structure elements
基因 -N
转录起点
+1
结构基因区
调控区
mRNA 5’
AUG
翻译起点
蛋白质 N
转录 翻译
转录终点
+N
UAA
3’
翻译终点
C
Gene expression: DNA→mRNA→Protein DNA →RNA
mRNA
mRNA
转录
tRNA
rRNA
分子生物学5课件
RNA编辑
通过碱基的修饰、插入或删除等 方式,改变RNA序列的过程。
RNA降解
在细胞质中,mRNA会被特定的 酶降解,以控制基因表达的持续 时间和强度。
05
蛋白质的结构与功能
Chapter
蛋白质的分子组成
氨基酸
蛋白质的基本组成单元,共有20 种常见氨基酸,它们通过肽键连
接形成多肽链。
肽键
连接氨基酸之间的主要化学键,对 蛋白质的结构和稳定性起重要作用 。
分子生物学的发展
自20世纪50年代以来,随着DNA双螺旋结构的发 现、遗传密码的破译、基因工程技术的建立等一系 列重大科学成就的取得,分子生物学迅速崛起并渗 透到生物学的各个领域,推动了整个生命科学的飞 速发展。
分子生物学的研究内容
生物大分子的结构与功能
研究生物大分子如蛋白质、核酸等的 空间结构、构象变化以及与功能的关 系。
基因的定义
基因是遗传信息的基本单 位,控制生物性状的遗传 。
基因的结构
基因由编码区和非编码区 组成,编码区包括外显子 和内含子。
基因的遗传信息
基因中的遗传信息以碱基 序列的形式存在,决定蛋 白质的氨基酸序列。
基因的表达过程
转录
在RNA聚合酶的催化下,以DNA为模 板合成RNA的过程。
基因表达的调控
与遗传学的关系
分子生物学揭示了遗传信息的传递和表达机制,为遗传学提供了分子 基础。
与细胞生物学的关系
分子生物学揭示了细胞内的基因表达、蛋白质合成等过程,为细胞生 物学提供了分子机制。
与生物化学的关系
分子生物学与生物化学在研究生物大分子的结构和功能方面有很多交 叉,但分子生物学更侧重于从分子水平上揭示生命现象的本质。
分子生物学第五章课件
\ mRNA splicing
分子生物学第五章
5.3.3 Self-Splicing / 自我剪接
Splicing that occurs without the help of proteins or snRNPs is called self-splicing.
Tetrahymena thermophilia 嗜热四膜虫
5.3.5 Reasons for Introns 内含子存在的原因
Introns-early theory
Intron: “Why am I here?”
U
G
Exon 1
G
5’
Intron
Introns-late theory
A Exon 2 3’
分子生物学第五章
Intron-early theory / 内含子早现说
会对mRNA进行一系列修饰。
分子生物学第五章
Chapter 5 mRNA Modifications
in Eukaryotes 第5章 真核生物mRNA的修饰
5.1 Capping 5.2 Polyadenylation 5.3 Splicing 5.4 mRNA Editing 5.5 Experiments
5.1 加帽 5.2 聚腺苷酸化 5.3 剪接 5.4 mRNA编辑 5.5 实验研究
分子生物学第五章
5.1 Capping / 加帽
An mRNA that has been transcribed but is not yet ready for translation is called a premRNA, or a primary transcript.
U4
U5
《分子生物学》课件
《分子生物学》课件一、引言分子生物学是生物学的一个重要分支,主要研究生物大分子(如蛋白质、核酸等)的结构、功能、相互作用以及生物信息的传递与调控。
自20世纪50年代以来,分子生物学得到了迅速发展,对生命科学、医学、农业等领域产生了深远影响。
本课件旨在介绍分子生物学的基本概念、研究方法、发展历程和未来展望,以帮助读者更好地理解这门学科。
二、分子生物学的基本概念1.生物大分子:生物大分子是指在生物体内具有重要功能的分子,包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等。
这些分子在生物体内通过非共价键相互作用,形成复杂的生物体系。
2.遗传信息:遗传信息是指生物体内传递给后代的信息,主要存在于DNA分子中。
遗传信息的传递与表达是生命活动的基础。
3.基因:基因是生物体内控制遗传特征的基本单位,由DNA序列编码。
基因通过转录和翻译过程,指导蛋白质的合成,从而影响生物体的生长、发育和代谢。
4.转录:转录是指DNA模板指导RNA合成的过程。
在转录过程中,RNA聚合酶酶切DNA双链,合成RNA分子。
5.翻译:翻译是指RNA指导蛋白质合成的过程。
在翻译过程中,tRNA将氨基酸运输到核糖体,根据mRNA上的密码子序列,合成多肽链。
6.信号传导:信号传导是指生物体内信息的传递过程,包括细胞外信号分子、细胞膜受体、细胞内信号转导分子和细胞内靶分子等。
三、分子生物学的研究方法1.克隆技术:克隆技术是指通过体外操作,将DNA片段插入到载体中,并在宿主细胞中复制和表达的过程。
克隆技术是分子生物学研究的重要手段,可用于基因分离、基因功能研究等。
2.基因敲除与基因敲入:基因敲除是指通过基因编辑技术,使特定基因在生物体内失去功能。
基因敲入是指将外源基因导入生物体基因组中,并使其表达。
这两种技术可用于研究基因功能、疾病模型等。
3.蛋白质组学:蛋白质组学是指研究生物体内所有蛋白质的组成、结构、功能及其相互作用的学科。
蛋白质组学技术包括双向凝胶电泳、质谱、酵母双杂交等。
分子生物学第五章翻译专选课件
IF1 9
15% 循 环 因 子 ?
二. 起始tRNA的特点
翻译时的第一个密码子是怎样被识别的呢? (一)小亚基上16SrRNA3′端的六核苷酸(3′-
UCCUCC-5′ ) 和 Shine-Dalgarno 顺 序 ( 5′AAACAGGAGG-3′ ) 互 补 , 相 互 结 合 , 使 下游的AUG起始密码子定位在P位上。 (二) 核糖体结合位点也含有一个信号起始密 码子(initiation codon)-AUG。
PA 图15- 翻译起始时的进位反应
原核生物翻译起始因子
表 15-2 E.coli蛋 白 质 合 成 起 始 所 需 的 三 种 起 始 因 子
因 子质量因 子 /核功 能
( KDa)糖 体
IF3 23
25% 亚 基 解 离 与 mRNA的 结 合
IF2 97.3 ?
起 始 tRNA的 结 合 与 GTP水 解
三 核糖体的作用位点
⑴A位点(或称 acceptor site)可以进入 氨基酰-tRNA(aminoacyl-tRNA)。
⑵ P位点(或称供位,donor site) 是被肽基 酰-tRNA(peptidyl-tRNA)所占据。
(3)E位点(Exit site) 脱酰tRNA(deacylatedtRNA)短暂地占据。
分子生物学第五章翻译
催化功能区:ATP tRNA受体双 tRNA反密码 寡聚物的
和氨基酸位点
螺旋结合区 子结合区
形成
核苷酸折叠或反向 平行的β-折叠
α-螺旋或 β-折叠桶
Ⅰ类酶
Ⅱ类酶
图15-2氨基酰tRNA合成酶含有3-4个不同的功能区 (仿B.Lewin:《GENES》Ⅵ,1997,Fig9.8)
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Guanylyl transferase
DNA
RNA polymerase II
Proteins for polyadenylation at CTD
19 / 48
Functions of the poly(A) tail poly(A)尾的功能
The main function of poly(A) tail is to protect the mRNA from degradation by ribonucleases.
37 / 48
Drosophila Dscam gene
[drəusɔfilə]
Exon 4
Exon 6
Exon 9
Exon 3
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12
CFI (cleavage factor I)
CFII (cleavage factors II)
17 / 48
Poly(A)-Binding Protein
CTD: C-terminal domain
Proteins for capping at CTD
Methyl transferase
RNA triphosphatase
Tetrahymena thermophilia [tetrəhaimənə]嗜热四膜虫 [θə:məfailiə]
29 / 48
Self-splicing of group I intron
30 / 48
Self-splicing of group II intron II 类内含子的自我剪接
Introns-late theory
A
Exon 2 3’
34 / 48
Intron-early theory / 内含子早现说
E. coli
“I heard somebody say E. coli once had introns. Is that true?”
“Could be. Who knows?!”
5’-Cap
RNA DNA
RNA polymerase II
6 / 48
Capping process / 加帽过程
7 / 48
CTD: C-terminal domain
Methyl transferase
RNA triphosphatase
Guanylyl transferase
DNA
RNA polymerase II
Chapter 5 mRNA Modifications
in Eukaryotes 第5章 真核生物mRNA的修饰
In prokaryotes,
在原核生物中,转录产
transcription produces a 生的mRNA几乎是
nearly exact mRNA copy of DNA的准确拷贝,并且
AAAAAAA - - - - - - AAAA
21 / 48
5.3 Splicing / 剪接
Exons: Parts of a gene that are expressed as protein. Introns: Sequences that do not code for protein and interrupt the coding regions. Splicing: The process of removing introns
5.1 加帽 5.2 聚腺苷酸化 5.3 剪接 5.4 mRNA编辑 5.5 实验研究
2 / 48
5.1 Capping / 加帽
An mRNA that has been transcribed but is not yet ready for translation is called a pre-mRNA, or a primary transcript.
Capping is the process of adding a derivative of guanine nucleotide to the 5’ end of the pre-mRNA.
一条已经转录出来但 还没有准备好用于转 译的mRNA称为前体 mRNA或初级转录本。
加帽是在前体mRNA 的5’末端加上一个鸟 嘌呤核苷酸衍生物的 过程。
10 / 48
2. Helps transport into cytoplasm 帮助转运到细胞质中
Discussed in Chapter 7
11 / 48
3. Enhances translation / 增强转译
Cap-binding protein
No translation occurs.
8 / 48
Functions of the cap structure 帽结构的功能
1. Helps prevent degradation 帮助防止降解
2. Helps transport into cytoplasm 帮助转运到细胞质中
3. Enhances translation / 增强转译
5’ AG/GUAUGU…body of intron…UACUAAC-YAG / 3’
23 / 48
The basic splicing reaction
24 / 48
5.3.2 Proteins involved in Splicing 在剪接中发挥作用的蛋白质
Spliceosome: The collection of factors, especially snRNPs, that help with the splicing of introns.
after transcription.
系列修饰。
1 / 48
Chapter 5 mRNA Modifications
in Eukaryotes 第5章 真核生物mRNA的修饰
5.1 Capping 5.2 Polyadenylation 5.3 Splicing 5.4 mRNA Editing 5.5 Experiments
DNA Mature mRNA Protein
32 / 48
Trans-Splicing / 反式剪接
33 / 48
5.3.5 Reasons for Introns 内含子存在的原因
Introns-early theory
Intron: “Why am I here?”
U
G
Exon 1
G
5’
Intron
Pre-mRNA
Polyadenylation
AAAAAAA - - - - - - AAAA
Poly(A) tail
14 / 48
Polyadenylation does not occur at the natural end
Pre-mRNA
Polyadenylation
AAAAAAA - - - - - - AAAA
AAAAAAA - - - - - - AAAA
AAAAAAA - - -
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Functions of the poly(A) tail poly(A)尾的功能
There is also some evidence that the poly-A tail is involved in splicing and enhances translation of mRNAs.
from a pre-mRNA.
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5.3.1 The Basic Splicing Reaction 基本的剪接反应
Splice sites: Sequences that mark the beginning and ends of introns and exons.
Splice sites in yeast
AAUAAA
GU
Polyadenylation
AAAAAAA - - - - - - AAAA
Poly(A) tail
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The cleavage complex / 切割复合体
Cleavage complex
CPSF (cleavage and polyadenylation specificity factor) CstF (cleavage stimulation factor)
3 / 48
Structure of the cap / 帽的结构
5’-3’ phosphodiester bond
5’-5’ triphosphate bond
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RNA polymerase II
Discussed in Chapter 4
5 / 48
Capping takes place quite early.
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Intron-late theory / 内含子后现说
E. coli
“We are the ones having introns! We are proud of it.”
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Alternative splicing / 可变剪接
Alternative splicing: a kind of splicing that can produce various proteins from one gene.
the DNA, and the transcript 这一转录产物会立即被
is immediately translated 转译成蛋白质。在真核
into protein. In eukaryotes, a series of modifications
生物中,转录时以及转