大学课程英汉对照分子生物学导论教学Chapter 3课件
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大学分子生物学经典双语课件C3： DNA replication
Chapter 03: DNA Replication
3.1 The principle of DNA replication 3.2 DNA replication model 3.3 Enzymes and protein needed in DNA replication 3.4 Process of DNA replication 3.5 Telomere and Telomerase
parental duplex is unwound.
On the lagging strand, a stretch of single-stranded
parental DNA must be exposed, and then a
segment is synthesized in the reverse direction (relative to fork movement). A series of these fragments are synthesized, then they are joined together to create an intact lagging strand.
v33enzymesandproteinsneededindnareplicationdna聚合酶dna聚合酶dna聚合酶结构基因polapolbpolc亚基1410相对分子质量1030008800083000053聚合酶活性是是是35外切酶活性校正是是是53外切酶活性是否否聚合速度ntss1620402501000持续合成能力32001500500000功能切除引物修复修复复制表31大肠杆菌dna聚合酶的比较?53exonucleaseactivity
enters newly synthesized DNA in the form of
3.1 The principle of DNA replication 3.2 DNA replication model 3.3 Enzymes and protein needed in DNA replication 3.4 Process of DNA replication 3.5 Telomere and Telomerase
parental duplex is unwound.
On the lagging strand, a stretch of single-stranded
parental DNA must be exposed, and then a
segment is synthesized in the reverse direction (relative to fork movement). A series of these fragments are synthesized, then they are joined together to create an intact lagging strand.
v33enzymesandproteinsneededindnareplicationdna聚合酶dna聚合酶dna聚合酶结构基因polapolbpolc亚基1410相对分子质量1030008800083000053聚合酶活性是是是35外切酶活性校正是是是53外切酶活性是否否聚合速度ntss1620402501000持续合成能力32001500500000功能切除引物修复修复复制表31大肠杆菌dna聚合酶的比较?53exonucleaseactivity
enters newly synthesized DNA in the form of
英语文体学-Chapter-3-Varieties-of-LanguagePPT课件
Reflecting
the personal relationships between speaker/writer and hearer/reader
What the user is trying to do with language for/to his/her addressee(s)
Personal tenor—degrees of formality Functional tenor—intention of the user in
using the language
14
3.3 Registers
3.3.4 The notion of register
Interrelation among field, mode and tenors of discourse
regional, social and standard aspects
Diatypic varieties — registers
Associated with different language use Depending on different types of occasions Three dimensions: field, mode, and tenor of
discourse
5
3.2 Dialects
3.2.1 Individual dialect — Idiolect
One’s own features of speech/writing habits Voice quality Pitch & stress patterns Lexical items Grammatical structures ---- xx’s language/style
the personal relationships between speaker/writer and hearer/reader
What the user is trying to do with language for/to his/her addressee(s)
Personal tenor—degrees of formality Functional tenor—intention of the user in
using the language
14
3.3 Registers
3.3.4 The notion of register
Interrelation among field, mode and tenors of discourse
regional, social and standard aspects
Diatypic varieties — registers
Associated with different language use Depending on different types of occasions Three dimensions: field, mode, and tenor of
discourse
5
3.2 Dialects
3.2.1 Individual dialect — Idiolect
One’s own features of speech/writing habits Voice quality Pitch & stress patterns Lexical items Grammatical structures ---- xx’s language/style
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
2024年《分子生物学》全册配套完整教学课件pptx
2024/2/29
运输功能
如载体蛋白，血红蛋白等 ，在生物体内运输各种物 质。
免疫功能
如抗体蛋白，参与生物体 的免疫应答。
18
蛋白质的功能与调控
调节功能
如激素，生长因子等，调节生物 体的生长发育和代谢过程。
2024/2/29
储存功能
如植物种子中的贮藏蛋白，动物体 内的肌红蛋白等，储存能量和营养 物质。
个性化医疗
根据患者的基因信息，制定个 性化的治疗方案。
药物基因组学
预测患者对药物的反应和副作 用，指导合理用药。
30
基因治疗的原理与应用
基因治疗的原理
通过导入正常基因或修复缺陷基因， 从而治疗由基因突变引起的疾病。
遗传性疾病的治疗
如视网膜色素变性、腺苷脱氨酶缺乏 症等。
2024/2/29
癌症治疗
利用基因编辑技术，修复或敲除癌症 相关基因，抑制肿瘤生长。
基因表达调控的层次
基因表达调控可分为转录前调控、转录水平调控、转录后调控和翻 译水平调控等多个层次。
基因表达调控的意义
基因表达调控对于生物体的生长发育、代谢、免疫应答等生理过程具 有重要意义，同时也是疾病发生发展的重要因素。
2024/2/29
22
原核生物的基因表达调控
1 2 3
原核生物基因表达调控的特点
26
DNA损伤的修复机制
直接修复
针对某些简单的DNA损伤，如碱 基错配，可通过特定的酶直接进行 修复。
碱基切除修复
通过识别并切除受损碱基，再合成 新的DNA片段进行修复。
2024/2/29
核苷酸切除修复
针对较严重的DNA损伤，如嘧啶 二聚体，通过切除一段包含受损部
运输功能
如载体蛋白，血红蛋白等 ，在生物体内运输各种物 质。
免疫功能
如抗体蛋白，参与生物体 的免疫应答。
18
蛋白质的功能与调控
调节功能
如激素，生长因子等，调节生物 体的生长发育和代谢过程。
2024/2/29
储存功能
如植物种子中的贮藏蛋白，动物体 内的肌红蛋白等，储存能量和营养 物质。
个性化医疗
根据患者的基因信息，制定个 性化的治疗方案。
药物基因组学
预测患者对药物的反应和副作 用，指导合理用药。
30
基因治疗的原理与应用
基因治疗的原理
通过导入正常基因或修复缺陷基因， 从而治疗由基因突变引起的疾病。
遗传性疾病的治疗
如视网膜色素变性、腺苷脱氨酶缺乏 症等。
2024/2/29
癌症治疗
利用基因编辑技术，修复或敲除癌症 相关基因，抑制肿瘤生长。
基因表达调控的层次
基因表达调控可分为转录前调控、转录水平调控、转录后调控和翻 译水平调控等多个层次。
基因表达调控的意义
基因表达调控对于生物体的生长发育、代谢、免疫应答等生理过程具 有重要意义，同时也是疾病发生发展的重要因素。
2024/2/29
22
原核生物的基因表达调控
1 2 3
原核生物基因表达调控的特点
26
DNA损伤的修复机制
直接修复
针对某些简单的DNA损伤，如碱 基错配，可通过特定的酶直接进行 修复。
碱基切除修复
通过识别并切除受损碱基，再合成 新的DNA片段进行修复。
2024/2/29
核苷酸切除修复
针对较严重的DNA损伤，如嘧啶 二聚体，通过切除一段包含受损部
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(英文版)
Chapter 3 Nucleic Acid1. Physical and chemical structure of DNA●Double-stranded helix● Major groove and minor groove● Base pairing● The two strands are antiparallel● G+C content (percent G+C)● Satellite DNASatellite DNA consists of highly repetitive DNA and is so called because repetitions of a short DNA sequence tend to produce a different frequency of the nucleotides adenine, cytosine， guanine and thymine， and thus have a different density from bulk DNA — such that they form a second or ’satellite’ band when genomic DNA is separated on a density gradient。
2。
Alternate DNA structureTwo bases have been extruded from base stacking at the junction. The white line goes from phosphate to phosphate along the chain。
O is shown red, N blue， P yellow and C grey.3. Circular and superhelical DNADNA can also form a double-stranded, covalently-closed circle。
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
分子生物学绪论-PPT精选文档30页
具体过程：
RNA聚合酶（RNA polymerase）以DNA中 的一条链为模板合成互补的一条RNA单链， 将DNA中所蕴含的遗传信息以mRNA的形 式带到蛋白质工厂——核糖体中，在核糖 体中作为多肽链合成的直接模板指导蛋白 质的合成。
2019/11/4
15
因为核糖体本身就含有RNA（rRNA）， Crick最初认为是这种存在于核糖体上的 RNA指导蛋白质的合成。按照这种学说， 每个核糖体只能合成由该核糖体上的rRNA 编码的蛋白质。
1984年Altman发现RNaseP的核酸组分 M1RNA具有催化活性，而该酶的蛋白质部 分C5蛋白并无酶活性；这一发现改变了生物 催化剂的传统概念，具有催化活性的RNA 被称为核酶（ribozyme）。
1989年美国科学家Sidney Altman和Thomas R.Cech因为各自独立地发现某些RNA也具有 生物催化功能而分享了Nobel化学奖。
2019/11/4
24
2019年美国科学家Leland H. Hartwell和英国 科学家Timothy Hunt以及Paul Nurse因为在 细胞周期调控研究中做出的突出贡献而分 享了Nobel生理医学奖。
2019年英国科学家Sydney Brenner、John E.Sulston、美国科学家H.Robert Horvitz因为 在细胞程序性死亡（PCD）和器官发育方 面的贡献而分获了Nobel生理医学奖。
8
二、基因与蛋白质的关系
1902年，Archibald Garrod在研究“尿黑酸症”
时发现这种疾病符合孟德尔隐性遗传规律，
因此推测这种疾病很可能是由一个基因变异
失效而引起的。病人的主要症状是尿液中黑
色素的积累，Garrod据此认为该病是由某条
RNA聚合酶（RNA polymerase）以DNA中 的一条链为模板合成互补的一条RNA单链， 将DNA中所蕴含的遗传信息以mRNA的形 式带到蛋白质工厂——核糖体中，在核糖 体中作为多肽链合成的直接模板指导蛋白 质的合成。
2019/11/4
15
因为核糖体本身就含有RNA（rRNA）， Crick最初认为是这种存在于核糖体上的 RNA指导蛋白质的合成。按照这种学说， 每个核糖体只能合成由该核糖体上的rRNA 编码的蛋白质。
1984年Altman发现RNaseP的核酸组分 M1RNA具有催化活性，而该酶的蛋白质部 分C5蛋白并无酶活性；这一发现改变了生物 催化剂的传统概念，具有催化活性的RNA 被称为核酶（ribozyme）。
1989年美国科学家Sidney Altman和Thomas R.Cech因为各自独立地发现某些RNA也具有 生物催化功能而分享了Nobel化学奖。
2019/11/4
24
2019年美国科学家Leland H. Hartwell和英国 科学家Timothy Hunt以及Paul Nurse因为在 细胞周期调控研究中做出的突出贡献而分 享了Nobel生理医学奖。
2019年英国科学家Sydney Brenner、John E.Sulston、美国科学家H.Robert Horvitz因为 在细胞程序性死亡（PCD）和器官发育方 面的贡献而分获了Nobel生理医学奖。
8
二、基因与蛋白质的关系
1902年，Archibald Garrod在研究“尿黑酸症”
时发现这种疾病符合孟德尔隐性遗传规律，
因此推测这种疾病很可能是由一个基因变异
失效而引起的。病人的主要症状是尿液中黑
色素的积累，Garrod据此认为该病是由某条
《分子生物学全套》ppt课件
分子生物学定义
分子生物学是一门从子水平研究生 物大分子的结构和功能的科学，主要 关注DNA、RNA和蛋白质等生物大 分子的复制、转录、翻译和调控等过 程。
分子生物学特点
以分子为研究对象，阐明生命现象的 本质；与多学科交叉融合，推动生命 科学的发展；实验技术手段不断更新 ，提高研究效率和准确性。
分子生物学发展历程
分子生物学研究内容及方法
研究内容
包括基因和基因组的结构与功能、DNA损伤与修复、基因表达的调控、蛋白质 组学的研究以及疾病产生的分子基础等。
研究方法
包括基因克隆与表达、蛋白质分离与纯化、PCR技术、基因敲除与敲入、高通 量测序技术、生物信息学分析等。这些方法的应用使得分子生物学研究更加深 入和广泛。
阔前景。
下一代测序技术在分子生物学中应用
下一代测序技术原理
基于大规模并行测序的原理，一次可对数百万至数十亿个DNA分 子进行测序。
测序数据分析
包括序列比对、变异检测、基因表达量分析等，以揭示基因组的结 构和功能。
下一代测序技术的应用
在疾病诊断、个性化医疗、物种鉴定和进化生物学等领域发挥重要 作用。
非编码RNA与疾病关系
非编码RNA异常表达与多种疾病相关，如肿瘤、心血管疾 病等，可作为疾病诊断和治疗的新靶点。
非编码RNA研究前景
随着高通量测序技术和生物信息学发展，非编码RNA研究 将更加深入，为疾病防治提供新思路和新方法。
合成生物学在分子生物学中应用前景
合成生物学概念及研究范畴
合成生物学是一门新兴交叉学科，旨在通过设计和构造新的生物部件、系统和机器来理解 和操控自然生物系统。
RNA产物。
影响因素
包括DNA模板的序列和 结构、RNA聚合酶的活 性和选择性、转录因子
分子生物学是一门从子水平研究生 物大分子的结构和功能的科学，主要 关注DNA、RNA和蛋白质等生物大 分子的复制、转录、翻译和调控等过 程。
分子生物学特点
以分子为研究对象，阐明生命现象的 本质；与多学科交叉融合，推动生命 科学的发展；实验技术手段不断更新 ，提高研究效率和准确性。
分子生物学发展历程
分子生物学研究内容及方法
研究内容
包括基因和基因组的结构与功能、DNA损伤与修复、基因表达的调控、蛋白质 组学的研究以及疾病产生的分子基础等。
研究方法
包括基因克隆与表达、蛋白质分离与纯化、PCR技术、基因敲除与敲入、高通 量测序技术、生物信息学分析等。这些方法的应用使得分子生物学研究更加深 入和广泛。
阔前景。
下一代测序技术在分子生物学中应用
下一代测序技术原理
基于大规模并行测序的原理，一次可对数百万至数十亿个DNA分 子进行测序。
测序数据分析
包括序列比对、变异检测、基因表达量分析等，以揭示基因组的结 构和功能。
下一代测序技术的应用
在疾病诊断、个性化医疗、物种鉴定和进化生物学等领域发挥重要 作用。
非编码RNA与疾病关系
非编码RNA异常表达与多种疾病相关，如肿瘤、心血管疾 病等，可作为疾病诊断和治疗的新靶点。
非编码RNA研究前景
随着高通量测序技术和生物信息学发展，非编码RNA研究 将更加深入，为疾病防治提供新思路和新方法。
合成生物学在分子生物学中应用前景
合成生物学概念及研究范畴
合成生物学是一门新兴交叉学科，旨在通过设计和构造新的生物部件、系统和机器来理解 和操控自然生物系统。
RNA产物。
影响因素
包括DNA模板的序列和 结构、RNA聚合酶的活 性和选择性、转录因子
分子生物学基础-绪论PPT教学课件
• 1953年Watson 和Crick 发现了DNA的双螺旋结构.
• 1957年，Kornberg在大肠杆菌中发现DNA聚合酶 I.
2021/01/21
3
. 1958年M．Meselson和F．W．Stahl 提出了DNA半保留复制 模型.
．1959年S．Ochoa发现RNA聚合酶.
．1965年，S．W．Holley完成了第一个酵母丙氨酸 tRNA的 核苷酸全序列测定
2021/01/21
9
四、分子生物学在医学领域的应用
（一） 疾病诊断
（1）Mckusick著人类基因和遗传病。 单基因病：1996年1487种， 至2001年，12714种，增加11327种
（2）老年人三大疾病： 心脏病、高血压、糖尿病属多基因遗传。
2021/01/21
10
（3）早老性痴呆
医学上称为阿尔茨海默氏病(Alzheimer disease AD) 易感基因：1、14、19、21 1：早老素基因Ⅱ，发病年龄较晚
集落刺激因子colony stimulating factor,CSF
肿瘤坏死因子tumor necrosis factor,TNF
松2弛021素/01/r21elaxin
溶血栓剂thrombolytics
6
1992年利用生物工程技术的产品的专利在全世界有2000 种以上，有400多种基因工程药物目前正在临床试验中，处于 实验室研制阶段的数以千计。在美国较大的生物技术公司有
2021/01/21
7
2、基因工程疫苗 40年代以前,由受染动物组织制备的病毒疫苗为第一代
产品(狂犬病疫苗等) ； 在40—60年代,由受染组织培养细胞制备的为第二代(如
脊髓灰质炎、麻疹、风疹、腮腺炎 苗等 ); 60年代以来, 用基因工程技术生产的病毒疫苗则为第三
• 1957年，Kornberg在大肠杆菌中发现DNA聚合酶 I.
2021/01/21
3
. 1958年M．Meselson和F．W．Stahl 提出了DNA半保留复制 模型.
．1959年S．Ochoa发现RNA聚合酶.
．1965年，S．W．Holley完成了第一个酵母丙氨酸 tRNA的 核苷酸全序列测定
2021/01/21
9
四、分子生物学在医学领域的应用
（一） 疾病诊断
（1）Mckusick著人类基因和遗传病。 单基因病：1996年1487种， 至2001年，12714种，增加11327种
（2）老年人三大疾病： 心脏病、高血压、糖尿病属多基因遗传。
2021/01/21
10
（3）早老性痴呆
医学上称为阿尔茨海默氏病(Alzheimer disease AD) 易感基因：1、14、19、21 1：早老素基因Ⅱ，发病年龄较晚
集落刺激因子colony stimulating factor,CSF
肿瘤坏死因子tumor necrosis factor,TNF
松2弛021素/01/r21elaxin
溶血栓剂thrombolytics
6
1992年利用生物工程技术的产品的专利在全世界有2000 种以上，有400多种基因工程药物目前正在临床试验中，处于 实验室研制阶段的数以千计。在美国较大的生物技术公司有
2021/01/21
7
2、基因工程疫苗 40年代以前,由受染动物组织制备的病毒疫苗为第一代
产品(狂犬病疫苗等) ； 在40—60年代,由受染组织培养细胞制备的为第二代(如
脊髓灰质炎、麻疹、风疹、腮腺炎 苗等 ); 60年代以来, 用基因工程技术生产的病毒疫苗则为第三
分子生物学3[1]
![分子生物学3[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/dacabe45f705cc17552709d0.png)
PPT文档演模板
Z： β-半乳糖苷酶 Y： 透酶 A：乙酰基转移酶
分子生物学3[1]
大肠杆菌氮代谢基因激活蛋白
（nitrogen metabolism gene aห้องสมุดไป่ตู้tivator protein,ntrC）
ntrB激酶
ntrC
ntrB磷酸酶
ntrCp
当谷氨酰胺丰富时，ntrB以磷酸酶活性为主，当谷氨酰
5、转录终止子与因子
⑴转录终止子(teminater) ①定义：指基因的3′末端或者操纵子的3′ 的一段具有终止转录功能的核苷酸序列。
②分类：依赖因子的转录终止子 不依赖因子的转录终止子
PPT文档演模板
分子生物学3[1]
③序列特征
相同点：终止点之前有一段反向重复序列，两重 复序列之间有间隔序列，终止子被转录出来的 RNA可形成发夹结构。
分子生物学3
PPT文档演模板
2020/11/10
分子生物学3[1]
第一节
SectionⅠ
概述
General Narration
PPT文档演模板
分子生物学3[1]
本节介绍4方面内容:
一、基因表达的概念 二、基因表达的特性 三、基因表达的方式 四、基因表达的多级调控
一 、基因表达的概念
* 基因表达（gene expresion）
PPT文档演模板
分子生物学3[1]
⑵ 因子
因子具有两种活性：①促进转录 终止；②具有NTP酶活性，后一种 活性是实现前一种活性必不可少 的。
PPT文档演模板
分子生物学3[1]
ATP
PPT文档演模板
分子生物学3[1]
6、衰减子(attenuator)
Z： β-半乳糖苷酶 Y： 透酶 A：乙酰基转移酶
分子生物学3[1]
大肠杆菌氮代谢基因激活蛋白
（nitrogen metabolism gene aห้องสมุดไป่ตู้tivator protein,ntrC）
ntrB激酶
ntrC
ntrB磷酸酶
ntrCp
当谷氨酰胺丰富时，ntrB以磷酸酶活性为主，当谷氨酰
5、转录终止子与因子
⑴转录终止子(teminater) ①定义：指基因的3′末端或者操纵子的3′ 的一段具有终止转录功能的核苷酸序列。
②分类：依赖因子的转录终止子 不依赖因子的转录终止子
PPT文档演模板
分子生物学3[1]
③序列特征
相同点：终止点之前有一段反向重复序列，两重 复序列之间有间隔序列，终止子被转录出来的 RNA可形成发夹结构。
分子生物学3
PPT文档演模板
2020/11/10
分子生物学3[1]
第一节
SectionⅠ
概述
General Narration
PPT文档演模板
分子生物学3[1]
本节介绍4方面内容:
一、基因表达的概念 二、基因表达的特性 三、基因表达的方式 四、基因表达的多级调控
一 、基因表达的概念
* 基因表达（gene expresion）
PPT文档演模板
分子生物学3[1]
⑵ 因子
因子具有两种活性：①促进转录 终止；②具有NTP酶活性，后一种 活性是实现前一种活性必不可少 的。
PPT文档演模板
分子生物学3[1]
ATP
PPT文档演模板
分子生物学3[1]
6、衰减子(attenuator)
分子生物学(全套课件396P)pptx
DNA修复机制包括直接修复、 切除修复、重组修复和SOS修 复等，用于维护DNA分子的完 整性和稳定性。
PART 03
RNA结构与功能
REPORTING
RNA种类及特点
mRNA（信使RNA）
携带遗传信息，指导蛋白质合成。
rRNA（核糖体RNA）
与蛋白质结合形成核糖体，是蛋白质合成的 场所。
tRNA（转运RNA）
分子生物学(全套课件 396P)pptx
REPORTING
• 分子生物学绪论 • DNA结构与功能 • RNA结构与功能 • 蛋白质合成与功能 • 基因表达调控机制 • DNA损伤修复与重组技术
目录
PART 01
分子生物学绪论
REPORTING
分子生物学定义与发展
分子生物学的定义
在分子水平上研究生物大分子的结 构和功能，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在分子水平上揭示生命现象的本质。
与细胞生物学的关系
分子生物学与细胞生物学在研究细胞的结构和功能方面密切相关，但 分子生物学更侧重于研究细胞内的分子机制和信号传导。
与医学的关系
分子生物学在医学领域有着广泛的应用，如基因诊断、基因治疗和药 物研发等，为医学的发展提供了重要的理论和技术支持。
THANKS
感谢观看
REPORTING
识别并携带氨基酸，参与蛋白质合成。
其他非编码RNA
如microRNA、siRNA等，参与基因表达调 控。
RNA转录后加工与修饰
01
02
03
04
5'端加帽
在mRNA的5'端加上甲基鸟嘌 呤帽子结构，保护mRNA不被
降解。
3'端加尾
现代分子生物学课件-第三章
DNA分子中的核苷酸排列顺序不但 决定了胞内所有RNA及蛋白质的基本
结构，还通过蛋白质（酶）的功能间
接控制了细胞内全部有效成份的生产、
运转和功能发挥。
第一节
要点：
转录的概述
编码链（有意义连）
模板链（反义链）
转录的基本过程
• 与mRNA序列相同的那条DNA
链是编码链（coding strand） 或称有意义连（sense strand）
• RNA或RNA-DNA双链杂合体 不能作为模板。 • 原核和真核生物的RNA聚合酶 虽然都能催化RNA的合成，但在 其分子组成、种类和生化特性上 各有特色。
大多数原核生物RNA聚合酶的组 成是相同的，大肠杆菌RNA聚合酶由2 个α亚基、一个β亚基、一个β’亚基和一 个ω 亚基组成，称为核心酶。加上一个 σ 亚基后则成为聚合酶全酶 （holoenzyme），相对分子质量为 4.65×105。
G的组合来表示遗传性状。
生物体内拥有三类RNA: • 编码特定蛋白质序列的mRNA；
• 能特异性解读mRNA 中的遗传信息
并将其转化成相应氨基酸后加入多
肽链中的tRNA；
• 直接参与核糖体中蛋白质合成的rRNA。
转录的基本过程
无论是原核还是真核细胞， 转录的基本过程都包括： • 模板识别 • 转录起始 • 通过启动子 • 转录的延伸和终止
表3-1 大肠杆菌RNA聚合酶的组成分析
亚基 基因 相对分 子量 亚基 数 组分 功能
α
rpoA
3.7×104
2
核心酶
核心酶组装，启动子识别。
β
rpoB
1.5×105
1
核心酶
β和β’共同形成RNA合成的 活性中心。
分子生物学 PPT课件
• 因此，分子生物学开辟了研究各种不同种属生物 的生命现象最基本、最重要的途径。 • 分子生物学的发展为人类认识生命现象带来 了前所未有的机遇，也为人类利用和改造生物创 造了极为广阔的前景。 •
• 由于生物化学、生物物理学、细胞生物学、 遗传学、应用微生物学及免疫学以及数学、 化学、物理学、计算机科学和信息学等专 业技术的渗透，分子生物学已发明和创造 了一系列新的技术。 • 例如DNA及RNA的印迹转移、核酸分子杂 交、DNA克隆或重组DNA、基因体外扩增、 DNA 测序等等，以及研究蛋白质一级结构、 二级结构和三维结构与功能的分析技术。
• 6．聚合酶链式反应 (polymerase chain reaction， PCR) ： • 1985年，Mullis K首创聚合酶链式反应 (PCR) 技术（化学奖）。该技术在体外模拟细胞内 DNA的复制过程，进行体外“基因扩增”。
• (二) 分子生物学技术的应用与发展 • 由于分子生物学的广泛渗透和应用，反 过来又推动了重组DNA技术和分子生物学本 身的发展。有关这方面的研究进展事例不胜 枚举。现仅就具有重大历史意义、影响广泛 深远的主要事件简述如下。
一、定义 分子生物学是从分子水平研究生命现象 及其规律的一门新兴、前沿学科。 它以核酸和蛋白质等生物大分子的结 构、功能及其在信号传递中的作用为研究 对象，其发展非常迅速。 分子生物学以其崭新的观点和技术向 其他学科的全面渗透，推动了许多学科向 分子水平发展。
•
使细胞生物学、遗传学、发育生物学、神经 生物学和生态学由原来的经典学科变成了生命科 学的真正前沿科学，形成了一系列交叉学科，如 分子遗传学、分子生态学、分子免疫学、分子病 毒学、分子病理学、分子肿瘤学和分子药理学等。 分子生物学是生命科学的核心前沿。 • 不同种属生物的表现形式多种多样和千姿百 态，但是，生命活动的本质却是高度一致的。例 如绝大多数生物遗传取决于DNA；除少数例外， 遗传密码在整个生命世界中都是一致的。又如核 酸一级结构和蛋白质一级结构的对应关系以及蛋 白质的有序合成，也表现出高度一致性。
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RNA synthesis: 5’ → 3’
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Proofreading / 校正
U Remove U Add C C
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3. Termination / 终止
Intrinsic termination 内在型终止 ρ-dependent termination ρ依赖型终止
−10 box and −35 box
Transcription start site
5’
5’
3’
3’
-35 box+1-10 boxCoding region
Promoter
CCAGGCTTTACACTT - - -CGTATGTTGTGTGGAATT CTTTTTGATGCAATT - - -ACTATAATAGACAGGGTA GGCGGTGTTGACATA - - -GTGATACTGAGCACATCA
Region 1
Region 2
Region 3
Region 4
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The leader-attenuator RNA
50 / 68
The coupled transcription-translation 偶联转录-翻译作用
51 / 68
When tryptophan level is low …
半乳糖
葡萄糖
E. coli: “This is my favorite!”
31 / 68
How to use lactose / 如何利用乳糖
E. coli: “I need lactose permease, β-galactosidase, and transacetylase.”
32 / 68
lacA
CH2OH
OH
O
OH
O
CH2OH O OH
OH
OH
Lactose
OH
42 / 68
1. Negative Regulation – High Trp level
High tryptophan level: No transcription
43 / 68
Negative Regulation – low Trp level
45 / 68
Lactose – the inducer Tryptophan – the co-repressor
(b) High tryptophan : transcription is repressed.
RNA polymerase cannot bind to the promoter
33 / 68
Regulated Expression of Lactose Metabolizing Genes
乳糖代谢基因表达调控
1. Negative Regulation – the lac Repressor 负调控──lac阻遏蛋白
2. Positive Regulation – CAP 正调控──CAP
Lactose
Inducer 诱导物
Promoter Operator Leader -attenuator trpE
trpD
Aporepressor dimer
Repressor dimer
Co-repressor 辅阻遏物
Tryptophan
46 / 68
The Trp Operon: No positive regulation
34 / 68
2. Negative Regulation – the lac Repressor 负调控──lac阻遏蛋白
35 / 68
Negative Regulation – the lac Repressor 负调控──lac阻遏蛋白
36 / 68
3. Positive Regulation – CAP 正调控──CAP
47 / 68
2. Attenuation / 衰减作用
Attenuator: “STOP!”
Not all transcription is repressed.
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The leader-attenuator region 前导子-衰减子区域
Promoter Operator Leader-attenuator trpE trpD trpC trpB trpA
Low tryptophan level: Transcription occurs
44 / 68
lac repressor vs. trp repressor
Repressor
Low lactose level
(b) High tryptophan : transcription is repressed.
12 / 68
Catalytic area of RNA polymerase
13 / 68
3.2.3 Transcription Mechanism 3.2.3 转录机理
1. Initiation / 起始 2. Elongation / 延伸 3. Termination / 终止
14 / 68
3.3 Regulation of gene expression
in prokaryotes 3.3 原核生物基因表达调控
3.3.1 Coordinate Regulation 3.3.2 The Lac Operon 3.3.3 The Trp Operon 3.3.4 Ara & Gal Operons
-35 box
-10 box
+1
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3.2.2 RNA Polymerase / RNA聚合酶
11 / 68
Core enzyme vs. Holoenzyme
Holoenzyme starts transcription at promoters
Core enzyme starts transcription at random
Protein 3
29 / 68
3.3.2 The lac Operon / 乳糖操纵子
Promoter Operator lacZ lacY lacA
The lac operon
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1. The Conditions of lactose Metabolism 1. 乳糖代谢的条件
乳糖
52 / 68
When tryptophan level is high …
53 / 68
3.3.4 Ara and Gal Operons 3.3.4 阿拉伯糖操纵子与半乳糖操纵子
3.3.1 协同调控 3.3.2 乳糖操纵子 3.3.3 色氨酸操纵子 3.3.4 阿拉伯糖与
半乳糖操纵子
25 / 68
Regulation of gene expression 基因表达调控
Condition A
26 / 68
Regulation of gene expression 基因表达调控
Chapter 3 / 第3章
Chapter 3 Transcription in Prokaryotes: Mechanism and Regulation 3.1 Why Use an RNA Intermediate?
第3章 原核生物转录： 机理与调控 3.1 为什么使用RNA
作为中间物？
3.2 Mechanism of Transcription 3.3 Regulation of Gene Expression
20 / 68
Intrinsic termination / 内在型终止
21 / 68
Base pair / 碱基对
22 / 68
-dependent termination / 依赖型终止
23 / 68
Rho proteins
X-Ray Crystal Structure Of Rho protein [MMDB ID:24381] 24 / 68
trpD trpC trpB trpA
CH
CH N H
COO – +H3N C H
CH3
Tryptophan
COO –
+H3N C H
CH2
C
CH N H
Promoter Operator lacZ
CH2OH
OH
O OH
OH
+
OH
Galactose
CH2OH O OH
OH OH
OH
Glucose
lacY
When to use lactose / 何时利用乳糖
Glucose + Lactose +
Glucose – Lactose –
Glucose – Lactose +
E. coli: “I will use lactose only when there is no glucose and there is lactose.”
in Prokaryotes 3.4 Experiments
3.2 转录机理 3.3 原核生物基因
表达调控 3.4 实验研究
1 / 68
3.1 Why Use an RNA intermediate? 3.1 为什么使用RNA作为中间物？
2 / 68
Chromosomes are large and complex
-35 box
-10 box
+1
9 / 68
Consensus sequence / 共有序列
Consensus sequence: a generalized sequence from which most actual sequences differ very little or not at all. （共有序列：一种普遍的序列， 大多数实际的序列与它相差很小或完全相同。）
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Proofreading / 校正
U Remove U Add C C
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3. Termination / 终止
Intrinsic termination 内在型终止 ρ-dependent termination ρ依赖型终止
−10 box and −35 box
Transcription start site
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-35 box+1-10 boxCoding region
Promoter
CCAGGCTTTACACTT - - -CGTATGTTGTGTGGAATT CTTTTTGATGCAATT - - -ACTATAATAGACAGGGTA GGCGGTGTTGACATA - - -GTGATACTGAGCACATCA
Region 1
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Region 3
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The leader-attenuator RNA
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The coupled transcription-translation 偶联转录-翻译作用
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When tryptophan level is low …
半乳糖
葡萄糖
E. coli: “This is my favorite!”
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How to use lactose / 如何利用乳糖
E. coli: “I need lactose permease, β-galactosidase, and transacetylase.”
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lacA
CH2OH
OH
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CH2OH O OH
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Lactose
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1. Negative Regulation – High Trp level
High tryptophan level: No transcription
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Negative Regulation – low Trp level
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Lactose – the inducer Tryptophan – the co-repressor
(b) High tryptophan : transcription is repressed.
RNA polymerase cannot bind to the promoter
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Regulated Expression of Lactose Metabolizing Genes
乳糖代谢基因表达调控
1. Negative Regulation – the lac Repressor 负调控──lac阻遏蛋白
2. Positive Regulation – CAP 正调控──CAP
Lactose
Inducer 诱导物
Promoter Operator Leader -attenuator trpE
trpD
Aporepressor dimer
Repressor dimer
Co-repressor 辅阻遏物
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The Trp Operon: No positive regulation
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2. Negative Regulation – the lac Repressor 负调控──lac阻遏蛋白
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Negative Regulation – the lac Repressor 负调控──lac阻遏蛋白
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3. Positive Regulation – CAP 正调控──CAP
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2. Attenuation / 衰减作用
Attenuator: “STOP!”
Not all transcription is repressed.
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The leader-attenuator region 前导子-衰减子区域
Promoter Operator Leader-attenuator trpE trpD trpC trpB trpA
Low tryptophan level: Transcription occurs
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lac repressor vs. trp repressor
Repressor
Low lactose level
(b) High tryptophan : transcription is repressed.
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Catalytic area of RNA polymerase
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3.2.3 Transcription Mechanism 3.2.3 转录机理
1. Initiation / 起始 2. Elongation / 延伸 3. Termination / 终止
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3.3 Regulation of gene expression
in prokaryotes 3.3 原核生物基因表达调控
3.3.1 Coordinate Regulation 3.3.2 The Lac Operon 3.3.3 The Trp Operon 3.3.4 Ara & Gal Operons
-35 box
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3.2.2 RNA Polymerase / RNA聚合酶
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Core enzyme vs. Holoenzyme
Holoenzyme starts transcription at promoters
Core enzyme starts transcription at random
Protein 3
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3.3.2 The lac Operon / 乳糖操纵子
Promoter Operator lacZ lacY lacA
The lac operon
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1. The Conditions of lactose Metabolism 1. 乳糖代谢的条件
乳糖
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When tryptophan level is high …
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3.3.4 Ara and Gal Operons 3.3.4 阿拉伯糖操纵子与半乳糖操纵子
3.3.1 协同调控 3.3.2 乳糖操纵子 3.3.3 色氨酸操纵子 3.3.4 阿拉伯糖与
半乳糖操纵子
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Regulation of gene expression 基因表达调控
Condition A
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Regulation of gene expression 基因表达调控
Chapter 3 / 第3章
Chapter 3 Transcription in Prokaryotes: Mechanism and Regulation 3.1 Why Use an RNA Intermediate?
第3章 原核生物转录： 机理与调控 3.1 为什么使用RNA
作为中间物？
3.2 Mechanism of Transcription 3.3 Regulation of Gene Expression
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Intrinsic termination / 内在型终止
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Base pair / 碱基对
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-dependent termination / 依赖型终止
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Rho proteins
X-Ray Crystal Structure Of Rho protein [MMDB ID:24381] 24 / 68
trpD trpC trpB trpA
CH
CH N H
COO – +H3N C H
CH3
Tryptophan
COO –
+H3N C H
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When to use lactose / 何时利用乳糖
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Glucose – Lactose –
Glucose – Lactose +
E. coli: “I will use lactose only when there is no glucose and there is lactose.”
in Prokaryotes 3.4 Experiments
3.2 转录机理 3.3 原核生物基因
表达调控 3.4 实验研究
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3.1 Why Use an RNA intermediate? 3.1 为什么使用RNA作为中间物？
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Chromosomes are large and complex
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Consensus sequence / 共有序列
Consensus sequence: a generalized sequence from which most actual sequences differ very little or not at all. （共有序列：一种普遍的序列， 大多数实际的序列与它相差很小或完全相同。）