加利福利亚州立大学-分子生物学基础知识讲解第三章讲座1
分子生物学基础PPT课件
RNA的种类与结构
• rRNA（核糖体RNA）：与蛋白质结合形成核糖体，参与 蛋白质合成
RNA的种类与结构
RNA的结构特点
单链结构，局部存在双链区域
存在多种修饰和二级结构，如茎环结构、 假结等 不同种类的RNA具有不同的结构和功能 域
RNA的合成与加工
转录
以DNA为模板，通过RNA聚合酶 催化合成RNA
蛋白质的结构与功能
研究蛋白质的结构、功能及其相互作 用，以及蛋白质在生命过程中的作用 机制和调控。
基因表达的调控
研究基因表达的时空特异性及其调控 机制，包括转录因子、表观遗传学修 饰等。
分子生物学与其他学科的关系
与遗传学的关系
与生物化学的关系
分子生物学是遗传学的重要分支，遗传学 为分子生物学提供了研究基础和理论框架 。
DNA的复制与修复
01
DNA复制的过程：起始、延伸和 终止。
02
DNA复制的酶：DNA聚合酶、解 旋酶、连接酶等。
03
DNA复制的特点：半保留复制、 边解旋边复制。
04
DNA修复的类型：直接修复、切 除修复、重组修复和SOS修复等 。
DNA的转录与表达
DNA转录的过程：起始、延伸和终止。
转录的酶：RNA聚合酶。
microRNA的调控作用
microRNA通过与mRNA的3’端非编码区结合，抑制mRNA的翻译 或促进其降解，从而调节基因表达。
信号转导与基因表达的关联
细胞外的信号分子通过信号转导途径，激活或抑制细胞内的转录因子 ，从而调节基因表达。
06
分子生物学技术与应用
DNA重组技术
DNA限制性内切酶
识别特定DNA序列，切割双链DNA。
现代分子生物学课件
分子生物学的建立和发展阶段 主要进展: 50年代提出了DNA分子的双螺旋结构模型和半保留复制机制, 解决了遗传物质的自我复制和世代交替问题; 50年代末至60年代, 提出了“中心法则”和操纵子学说, 成功地破译了遗传密码, 阐明了遗传信息的流动与表达机制。 P. 11
2.主要研究内容
#2022
分子生物学的研究内容 DNA重组技术
（1）DNA 重组技术（基因工程/遗传工程/基因操作/基因克隆/分子克隆） 在体外将不同的 DNA 片段 (整个基因或基因的 一个部分) 按照人们的设计定向连接起来后，转入 特定的受体细胞，使重组基因在受体细胞中与载体 同时复制并得到表达，从而赋予生物体新的遗传特 性, 创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物 产品。
DNA重组操作主要包括: DNA (基因组和质粒DNA) 提取和纯化 PCR (聚合酶链反应) 基因扩增 DNA聚合酶 DNA分子切割 限制性内切酶 DNA片段与载体连接 DNA连接酶 DNA凝胶电泳 细胞转化及重组子的筛选与鉴定等
பைடு நூலகம்
构成生物体各类有机大分子的单体在不同生物中
分子生物学的基本原理 （p 11)
生物体内一切有机大分子的建成都遵循共同的规
都是相同的。
某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定
则。
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了它的属性。
第一章 绪论 三. 主要研究内容
分子水平是指 携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。 分子水平上研究生命的本质主要是指 对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明, 从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。
分子生物学基础知识ppt课件
1皮米
穿过最浓的电子云，发现 更近核的地方反倒清净。 原来离得远了要吸引，离 得近了也会排斥呢，保持 一个最佳的距离才好。 （挺象搞对象呦^_^）什 么？你说电子阴性，原子 核阳性，异性相吸，应该 越近核越密才对？别逗了！ 真要那样越近越吸，越吸 越近，电子还不都撞到核 上去，最后谁也动弹不得！ 可是为什么不是这样呢？ 国家机密！就不告诉你， 吼吼。下图框中的斑点就 是原子核。
(三) mRNA
1、mRNA的特征：
① 含量最少
② 种类繁多
③ 半衰期最短
④ 原核生物mRNA为多顺反子
⑤
真核生物mRNA为单顺反子
2、真核生物mRNA的帽子结构：
①类型
m7G 5’ppp 5’ Np
(O型)
m7G 5’ppp 5’ NmpNp (I型)
m7G 5’ppp 5’ NmpNmpNp (II型)
3. 遗传密码：DNA碱基序列与蛋白质的氨基酸序列之间存 在的对应关系。起始密码：AUG 终止密码：UAA UAG
四、RNA的结构
(一) RNA的结构特征:
1. 组成：核糖 碱基——A U C G 2. 单链，局部形成双链。 3. 含稀有碱基较多——DHU，Tф，甲基化，甲羟化，乙酰化
等
(二) RNA的种类:
0.1皮米
走近点，这就是传说 中的原子核了。10的 －12次方米叫做一皮 米。在0.1皮米的数量 级下看原子核就可以 看出很多个球球来， 它们是带正电的质子 和不带电的中子。
10飞米 原子核的特写。
1飞米
（10－15米）
质子（也可能是中 子）的细部，乱七 八糟一大片。未知 的结构，未知的领 域，那里属于上帝。
1米
醒醒嘿，都被偷窥 啦还不知道呐。
分子生物学知识点.doc
一1、分子生物学：研究核酸等生物大分子的功能、形态结构等特征及其重要性和规律性的科学，是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动的适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科2、基因：是合成一种功能蛋白或RNA分子所必需的全部DNA序列。
一个典型的真核基因包括：编码序列-外显子；内含子；5’端和3’端非翻译区UTR；调控序列3、基因组：某一特定生物体的整套遗传物质的综合。
基因组的大小用全部的DNA的碱基对总数表示5、分子生物学发展史1869年Miesher首次从莱茵河鲑鱼精子中提取了DNA。
1910年，德国科学家Kossel第一个分离了腺嘌呤、胸腺嘧啶和组氨酸。
1953年，Watson和Crick提出DNA反向平行双螺旋结构模型，为充分解释遗传信息的传递规律铺平了道路。
1961年，法国科学家Jacob和Monod提出并证实了操纵子作为调节细菌细胞代谢的分子机制。
此外，他们还首次提出存在一种与染色体DNA序列相互补、能将编码在染色体DNA上的遗传信息带到蛋白质合成场所并翻译产生蛋白质的信使核糖核酸。
这一学说对分子生物学的发展起到了十分重要的作用。
1968年，美国科学家Nirenberg由于在破译DNA遗传密码方面的贡献，与Holley和Khorana 等人分享了诺贝尔生理医学奖。
Holley的功绩在于阐明了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸序列，并证实所有tRNA 具有相似结构，而Khorana第一个合成了核苷酸分子，并且人工复制了酵母基因6、中心法则内容DNA是自身复制的模板DNA通过转录作用将遗传信息传递给中间物质RNARNA通过翻译作用将遗传信息表达成蛋白质在某些病毒中，RNA也可以自我复制，并且还发现在一些病毒蛋白质的合成过程中，RNA可以在逆转录酶的作用下合成DNA.7、分子生物学的3条基本原理：构成生物体各类有机大分子的单体在不同生物中都是相同的；生物体内一切有机大分子的构成都遵循共同的规则；某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。
分子生物学课件-第三章-生物信息传递(上)
无论在原核还是真核细胞中，RNA链的合 成都具有以下几个特点：
– RNA按5’→3’方向合成 – 以DNA双链中的反义链为模板 – 不需要引物参与 – 合成的RNA有与DNA编码链相同的序
列（T-U）
转录的不对称性：
在RNA的合成中，DNA的二条链中仅有一条链可作为 转录的模板，称为转录的不对称性。
编码链与模板链
与合成的mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链； 将另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA 链称为模板链。
模 编板 码35′′链 链 … …G CG CA TC GA TT AG C … … T A 5 3′′ATC G DA T NG CA
转录 GCAGUACAUGUC mRNA
胞嘧啶-脱氧核糖核苷三磷酸dCTP CTP
dNTP指碱基脱氧核糖核苷三磷酸，表示dGTP，dATP, dTTP,dCTP的 混合物。T就是英文的three，P是指phosphate 即磷酸，d指的是 deoxy 即脱氧。
NTP指碱基核糖核苷三磷酸，表示GTP，ATP, UTP,CTP的混合物。
腺嘌呤-脱氧核糖核苷三磷酸 dATP ATP
腺嘌呤-脱氧核糖核苷酸 dAMP，AMP 鸟嘌呤-脱氧核糖核苷酸 dGMP，GMP 胞嘧啶-脱氧核糖核苷酸 dCMP，CMP 胸腺嘧啶-脱氧核糖核苷 酸dTMP TMP 是DNA 或者RNA的组成 成分。
鸟嘌呤-脱氧核糖核苷三磷酸 dGTP GTP 腺嘌呤-脱氧核糖核苷三磷酸 dATP ATP 胸腺啶-脱氧核糖核苷三磷酸dTTP TTP
RNA聚 合酶Ⅲ
核质
tRNA
相对活 性
5070%
2040%
约10%
对α-鹅膏蕈碱的 敏感性 不敏感
分子生物学课件整理
注：根据课件内容简单整理，为了方便大家理解，内容较多;如果仅仅为了考试，可以根据自己的需要进行内容的删减。
Lecture 1. Introduction1. What is Molecular Biology?Molecular biology seeks to explain the relationships between the structure and function of biological molecules and how these relationships contribute to the operation and control of biochemical processes.Molecular biology is the study of genes and their activities at the molecular level, including transcription, translation, DNA replication, recombination and translocation.Develop of Molecular Biology逆转录酶的发现工具酶的发现——基因工程的诞生断裂基因——基因概念的发展DNA测序方法的建立核酶的发现PCR技术的建立调控序列的发现转基因技术的建立人类基因组计划分子生物学的研究内容Major content of molecular biology◆ Structure and Function of nucleic acid★conformation and function of DNA★conformation and function of RNA◎mRNA ◎tRNA◎rRNA ◎ribozyme ◎ antisence RNA◎ microRNA ◎ RNA interfrence人们开发出：RNAi、RNAa、ncRNA、SiRNA、microRNA、Antisene RNA、SatellileRNA、TelomereRNA、lincRNA、InCRNA、PiRNA、qiRNA、endoSiRNA等等，其他还有RNA结合蛋白(RNPs)、RNA 酶等成百上千种RNA相关的新成员，组成了一个庞大的RNA 新世界这些RNA不仅在基因-蛋白质的合成中发挥重要作用，它更调节和管理着—基因的转录、表达、表型等几乎所有的功能。
分子生物学(全套课件557P)
分子生物学（全套课件557P）简介分子生物学是研究生物分子结构、功能和相互作用的学科。
它涉及到核酸、蛋白质和其他生物分子的研究，以及它们在细胞和生物体中的功能。
本文档是一套全面的分子生物学课件，共有557页。
本课件旨在帮助读者系统地了解分子生物学的各个方面，包括基本的分子生物学原理、实验技术、研究方法以及应用等。
目录1.第一章：分子生物学概述2.第二章：DNA结构与功能3.第三章：RNA结构与功能4.第四章：蛋白质结构与功能5.第五章：基因表达调控6.第六章：基因突变与遗传变异7.第七章：分子生物学实验技术8.第八章：分子生物学研究方法9.第九章：分子生物学的应用领域第一章：分子生物学概述1.1 什么是分子生物学分子生物学是研究生物体内分子的结构、功能以及相互作用的学科。
它涉及到DNA、RNA、蛋白质等生物分子的研究，以及它们在细胞和生物体中的功能。
1.2 分子生物学的历史与发展分子生物学起源于20世纪50年代，当时发现DNA是物质遗传信息的携带者后，科学家们开始研究DNA的结构和功能，从而奠定了现代分子生物学的基础。
1.3 分子生物学的重要性分子生物学的研究对于了解生命的本质和机理至关重要。
它不仅有助于解释遗传现象，还可以揭示细胞的结构、功能和调控机制，甚至为疾病的诊断和治疗提供理论基础。
2.1 DNA的组成与结构DNA是由基因序列组成的生物分子，它由核苷酸组成。
本节将介绍DNA的基本结构、双螺旋结构和碱基对的配对方式。
2.2 DNA复制与遗传信息传递DNA复制是细胞分裂过程中最重要的事件之一，它确保了遗传信息的传递和稳定性。
本节将介绍DNA复制的过程和机制。
2.3 DNA修复与突变DNA在生物体内容易受到各种外界因素的损伤，因此细胞拥有多种修复机制来修复DNA损伤。
本节将介绍DNA修复的方式和维护基因组稳定性的重要性。
3.1 RNA的种类与功能RNA是DNA转录的产物，它在细胞内发挥着多种功能，包括mRNA的编码信息传递、tRNA的氨基酸运载和rRNA的构建核糖体等。
加利福利亚州立大学-分子生物学基础知识讲解第三章讲座2
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GENERAL FEATURES OF CHROMOSOMES
! Chromosomes are structures within living cells that contain the genetic material
– They contain the genes
! Biochemically, chromosomes are composed of
Human male karyotype
8
Female Karyotype
9
Cytogenetics
! Cytogeneticists use three main features to identify and classify chromosomes
– 1. Size of arms – 2. Location of the centromere – 3. Banding patterns
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Cytogenetics
! In a cytogenetics laboratory, the microscopes are equipped with a camera
分子生物学讲义
第1章绪论1. 1 分子生物学的含义分子生物学是研究核酸，蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征以及重要性、规律性和相互关系的科学；是人类从分子水平上真正揭开生物世界奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础科学。
当人们认识到同一生物不同世代之间的连续性是由生物自身所携带的遗传物质所决定的，科学家为揭示这些遗传密码所进行的努力就成为人类征服自然界的一部分，而以生物大分子为研究对象的分子生物学就迅速地成为现代生物学领域里最具活力的科学。
从广义上讲，蛋白质、核酸等生物大分子结构和功能研究都属于分子生物学的范畴。
例如，蛋白质的结构、运动和功能，酶的作用机理和动力学，膜蛋白的结构、功能和跨膜运输等都属于分子生物学的研究内容。
不过目前人们通常采用狭义的概念，将分子生物学的范畴偏重于核酸（或基因）的分子生物学，主要研究基因的复制、表达和调节控制的过程。
当然，其中也涉及到与这些过程有关的蛋白质和酶结构和功能的研究。
1.2 分子生物学发展简史早在1871年Miescher就从脓细胞中分离出了脱氧核糖核酸（DNA），但当时并不认为它是生物体的遗传物质。
直到1944年，Avery等人才通过肺炎链球菌的转化实验证实了DNA是生物体的遗传及变异的物质。
在1949年查盖夫（Chargaff）测定出了DNA的碱基组成，并确定了DNA 的碱基配对规律，与此同时威尔金斯（Wilkins）及弗兰金（Frankin，1950—1952）用X—射线衍射技术测定了DNA纤维结构，指出DNA是一种螺旋结构。
在此基础上Watson和Crick于1953年提出了DNA的双螺旋结构模型，为充分揭示遗传信息的传递规律铺平了道路。
为此他们和Wilkins于1962年共同获得了诺贝尔生理医学奖。
DNA双螺旋结构模型理论奠定了分子生物学发展的基础。
DNA双螺旋模型已经预示出了DNA的复制规则。
科恩伯格（Kornberg）在1956年首先在大肠杆菌的无细胞提取液中实现了DNA的合成，并从大肠杆菌中分离出了DNA聚合酶Ⅰ，并证明DNA的合成需要一个模板DNA。
分子生物学教案
分子生物学教案分子生物学教案第一章：绪论教学目的：1、了解分子生物学的含义及其研究内容2、了解分子生物学发展简史，掌握分子生物学发展过程中的三大理论发现和三大技术发明教学重点：1、分子生物学的含义2、分子生物学的主要研究内容思考题：1、你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的？2、你对分子生物学的现况和今后的发展有何看法？教学内容：一、分子生物学的基本含义分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科，是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的结构与功能相互关系的科学，是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。
二、分子生物学的发展过程分子生物学的发展大致可分为三个阶段。
（一）准备和酝酿阶段1、确定了蛋白质是生命的主要物质基础19世纪末Buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提出酶（enzyme）的名称，并证明酶的本质是蛋白质。
1950年Pauling和Corey提出了α-角蛋白的α-螺旋结构模型。
1953年Sanger和Thompson完成了第一个多肽分子-胰岛素A 链和B链的氨基酸全序列分析。
2、确定了生物遗传的物质是DNA而不是蛋白质证明DNA是遗传物质的两个关键性实验：首先用实验证明基因就是DNA 分子的是美国的微生物学家Avery.他的实验是用肺炎球菌感染小鼠。
美国遗传学家Hershey用T2噬菌体感染大肠杆菌实验，也证明DNA是遗传物质。
这两个实验中主要的论点证据是：生物体吸收的外源DNA改变了其遗传潜能。
（二）现代分子生物学的建立和发展阶段1956年A.Kornbery以1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑，开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时代。
1956年A.Kornbery首先发现DNA聚合酶。
1958年Meselson 及Stahl提出并证明DNA半保留复制模型。
加利福利亚州立大学-分子生物学基础知识讲解第八章讲座2
! Chromosome numbers can vary in two main ways – Euploidy
" Variation in the number of complete sets of chromosome " Variations occur occasionally in animals and frequently in plants
8
Aneuploidy
! Some human aneuploidies are influenced by the age of the parents
– Older parents more likely to produce abnormal offspring – Example: Down syndrome (Trisomy 21)
– Aneuploidy
" Variation in the number of particular chromosomes within a set " Variations are always regarded as abnormal conditions
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! In some cases, an abnormality in chromosome number produces an offspring that can survive
分子生物学讲座(1)
1、原核细胞RNA聚合酶结构：
细菌的RNA聚合酶，像DNA聚合酶一样，具有很复 杂的结构。其活性形式(全酶)为15S，由5种不同的多肽 链构成，按分子量大小排列分别为β'(155000)， β(151000)，σ(7000)，α(36500)和ω(11000)。每分子 RNA聚合酶除有两个α亚基外，其余亚基均只有一个， 故全酶为β'βα2σω(450000)。 形状应为椭圆球形。
DNA损伤后的改变，
1. 点突变(point mutation) 指DNA上单一碱基的变 异。嘌呤替代嘌呤(A与G之间的相互替代)、嘧啶替 代嘧啶(C与T之间的替代)称为转换(transition)；嘌 呤变嘧啶或嘧啶变嘌呤则称为颠换(transvertion)。
2. 缺失(deletion) 指DNA链上一个或一段核苷酸 的消失。
课程大纲
基础理论部分
第一章 核酸的二节 DNA的一级结构与功能
第三节 DNA的二级结构与功能
第四节 DNA的三级结构与功能
第五节 RNA的结构与功能
第二章 DNA
第一节 DNA
第二节 DNA
第三章 RNA的生物合成
第一节 转录作用
第二节 RNA转录后的加工与修饰
第三节 RNA的复制
教学ppt
16
当DNA两条链的损伤邻近时，损伤不能被 切除修复或重组修复，这时在核酸内切酶、 外切酶的作用下造成损伤处的DNA链空缺， 再由损伤诱导产生的一整套的特殊DNA聚合 酶─SOS修复酶类，催化空缺部位DNA的合 成，这时补上去的核苷酸几乎是随机的，仍 然终于保持了DNA双链的完整性，使细胞得 以生存。但这种修复带给细胞很高的突变率。
《现代分子生物学》PPT课件
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13
遗传密码
• 遗传密码的破译 • 遗传密码的特性：无逗号、不重叠、通用
性、简并性、起始密码和终止密码
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14
tRNA的结构与功能
• tRNA的二级结构：三叶草型——四环四臂 • tRNA的三级结构：倒L型 • tRNA的功能：密码子与反密码子的配对 • tRNA种类：起始tRNA与延伸tRNA、同工
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35
免疫球蛋白
• 免疫系统：体液免疫和细胞免疫 • B细胞的分化过程 • 免疫球蛋白的结构 • 免疫球蛋白基因重排产生多样性
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36
果蝇胚胎的模式发育
• 重要基因：BICOID和HUNCHBACK（前端 形成），NANOS和CAUDAL（后端形成）
• 同源域基因：存在于生物中的一类高度保 守的基因，可能与模式发育有关。
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21
酵母双杂交系统
• 用于分离能与已知靶蛋白质互作的基因 • 基本原理：真核生物的转录因子大多有两
个结构分开、功能上独立的结构域组成： DNA结合域（BD）和转录激活域（AD）， 只有两者在空间上相互靠近才能起始转录。
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22
第六章 基因的表达与调控（上）
知识要点
• 基因表达调控的基本概念 • 操纵子模型
• 激素调节、热激蛋白调节、金属蛋白调节
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31
第八章 疾病与人类健康
知识要点
• 癌症发病机制 • 癌基因概念和分类 • 基因治疗的概念
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32
癌基因的概念和分类
• 癌基因：体外引起细胞转化，体内诱发肿 瘤。分为v-onc（HIV和HBV）和c-onc两类
分子生物学课件
第一章 绪论
第一节 分子生物学的定义和研究内容
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&
• 因此;分子生物学技术已成为推动生物科 学的各个领域向分子水平发展的重要工 具或手段;也是服务于人类和社会;推动医 药和工、农业发展的强大动力&
二、分子生物学的研究内容
• 分子生物学的研究内容主要包括以下三个方面 &
• 1、核酸分子生物学： • 主要研究核酸的结构及其功能& • 2、蛋白质分子生物学： • 主要研究蛋白质的结构与功能&尽管人类对蛋
三基因组研究的进展
• 基因组genome是指一个物种遗传信息的总和&
• 2001年2月11日;参加人类基因组计划的六国科学 家、美国塞莱拉遗传信息公司、美国《科学》杂 志和英国《自然》杂志联合宣布;继科学家于 2000年绘制成功人类基因组工作框架图之后;又 绘制出了更加准确、清晰、完整的人类基因组图 谱;对人类基因组的面貌有了新的发现&
• 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&
分子生物学 第三章 第一节试讲
3.1 转录的基本概念和RNA 聚合酶
一、基本概念
转录(transcription) ：
以DNA为模板，按照碱基互补原则合成一条单 链RNA，从而将DNA中的遗传信息转移到RNA 中去的过程称为转录。 转录 3 5
5 3
3
DNA
5
RNA
转录是生物界RNA合成的主要方式，是遗传信息从DNA向RNA传递过 程，也是基因表达的开始。
3’ cgtaatcgatcgatgatcg 5’ 模板链 转录 5’ GCAUUAGCUAGCUACUAGC 3’ mRNA 翻译
N
AlaLeuAlaSerTry
C
肽链
二、转录与复制的异同
转录与复制的相似之处：
⑴ 都是酶促的核苷酸聚合过程； ⑵ 都以DNA为模板； ⑶ 都需依赖DNA的聚合酶； ⑷ 聚合过程都是核苷酸之间生成磷酸二酯键； ⑸ 都从5′至3 ′方向延伸成新链多聚核苷酸； ⑹ 都遵从碱基配对规律—— 但转录忠实性要低于DNA复制； ⑺ 转录与复制都受到严格的调控 。
参与转录的物质
模板: DNA
酶: 以DNA为依赖的RNA聚合酶(DDRP) 原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP)
其他蛋白质因子
RNA合成方向：5' 3'
转录模板
结构基因：
DNA分子上能转录出RNA的区段。
模板链：
可作为模板转录成RNA的一股链。也称作有意义链 或Watson链。
第三章 生物信息的传递（上） ——从DNA到RNA
3.生物信息的传递（上） ——从DNA到RNA
•转录的基本概念和RNA聚合酶
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
•原核生物与真核生物mRNA的比较 •原核生物的转录 •真核生物的转录
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。
进化论系列讲座（三十三）_进化论进入分子生物学时代——（一）双螺旋发现之前
73化 石2024年 第1期郭建崴进化论进入分子生物学时代——（一）双螺旋发现之前进化论系列讲座（三十三）进化论坛分子生物学（molecular biology )是在分子层次上研究生物大分子的结构与功能进而揭示生命现象本质的科学。
1953年，沃森和克里克提出DNA 分子的双螺旋结构模型是分子生物学诞生的标志。
但在此前的近百年里，众多学者孜孜不倦的研究一直为其夯筑着基础。
20世纪以来，现代物理学和化学理论、技术和方法的应用为生物大分子结构功能的研究起到了巨大的推动作用。
人类有一种罕见的疾病叫做黑尿病，患者的尿液会在空气中放置一会儿后变黑。
早在《物种起源》出版的1859年，这种会使尿液变黑的化学物质——尿黑酸被分离出来。
1891年，德国生物化学家瓦尔考（M. Wolkow ）和鲍曼（E. Baomann ）测定了尿黑酸的化学结构，其中含有苯环；并认定其为酪氨酸氧化的产物，进而推测这是肠道微生物的作用，因此黑尿病的病理因素被解释为细菌感染所致。
到了1902年，英国医生加罗得（Archibald E. Garrod ）依据刚刚被重新发现不久的孟德尔遗传定律重新研究这种疾病，否定了细菌感染假说，认为黑尿病的病理是由一个隐性遗传因子导致的。
随后数年他继续深究，在1909年出版了《先天代谢错误》一书，认为正常人因为体内有一种酶可以将尿黑酸的苯环打断并降解，尿液就不会变黑；而尿黑病患者缺少这种酶，不能降解的尿黑酸积累的结果就使尿液变黑了。
加罗得因此将遗传因子和酶的作用联系起来，间接证明遗传因子和生物性状并不直接存在对应关系，二者之间的联系可能是遗传因子通过控制代谢过程中的酶而产生作用的。
1912年，布拉格父子（Wi l l ia m He n r y Bragg ，1862～1942和William Lawrence Bragg ，1890～1971）建立了X 射线晶体学，并将X 射线衍射理论和技术应用到无机化学、有机化学、金属学、土壤学和生物学等各领域，成功地测定了一些复杂的分子以及蛋白质的结构。
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– If X/A = 0.5, the fly becomes a male – If X/A = 1.0, the fly becomes a female
Transmission of Genes Located on Human Sex Chromosomes
! Males contain one X and one Y chromosome
– They are termed heterogametic
! Females have two X chromosomes
– They are termed homogametic
! The Y chromosome determines maleness
! This theory was independently proposed in 190203 by
– Theodore Boveri, a German – Walter Sutton, an American
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Homologous chromosomes segregate from each other
This leads to the segregation of the alleles into separate gametes
Figure 3.17
During metaphase I, the bivalents can
! The chromosome theory of inheritance allows us to see the relationship between Mendel’s laws and chromosome transmission
– Mendel’s law of segregation can be explained by the homologous pairing and segregation of chromosomes during meiosis
! The chromosome theory of inheritance is based on a few fundamental principles
– 1. Chromosomes contain the genetic material – 2. Chromosomes are replicated and passed along from
– 4. During the formation of gametes, different types of (nonhomologous) chromosomes segregate independently
– 5. Each parent cont offspring
align themeselves in two different ways
Independent assortment
of the R/r and Y/y alleles
! Humans have 46 chromosomes
– 44 autosomes – 2 sex chromosomes
parent to offspring – 3. The nuclei of most eukaryotic cells contain chromosomes
that are found in homologous pairs
" During meiosis, each homologue segregates into one of the two daughter nuclei
! In some insects,
– Males are XO and females are XX
! In other insects (fruit fly, for example)
– Males are XY and females are XX
! The Y chromosome does not determines maleness ! Rather, it is the ratio between the X chromosomes
– Mendel’s law of independent assortment can be explained by the relative behavior of different (nonhomologous chromosomes) during meiosis
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" The sets are functionally equivalent – Each carries a full complement of genes
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Chromosomal Basis of Inheritance
Ch. 3
THE CHROMOSOME THEORY OF INHERITANCE AND SEX CHROMOSOMES
! The chromosome theory of inheritance describes how the transmission of chromosomes account for the Mendelian patterns of inheritance