序列比较的生物学基础
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腺嘌呤脱氧核苷单磷酸 (deoxyAdenosine monophosphate, A)、
胸腺嘧啶脱氧核苷单磷酸 (deoxyThymidine monophosphate, T)、
鸟嘌呤脱氧核苷单磷酸 (deoxyGuanosine monophosphate, G)、
胞嘧啶脱氧核苷单磷酸 (deoxyCytidine monophosphate, C)。
序列比较的生物学基础
❖ RNA则是由A、U、G、C，4种核苷酸形成的相似 线性多聚体，这4种核苷酸是：
腺嘌呤核苷单磷酸(Adenosine monophosphate, A)、 尿嘧啶核苷单磷酸(Uridine monophosphate, U)、 鸟嘌呤核苷单磷酸(Guanosine monophosphate, G) 胞嘧啶核苷单磷酸(Cytidine monophosphate, C)。
序列比较的生物学基础
❖ 形成6个开放读码框
由于氨基酸是由三联密码子编码的，因此 DNA序列就包含三个不同的开放读码框，取 决于从第一、第二或第三位核苷酸开始(第四 位和第一位同框)。而双链DNA的两条链都可 以转录RNA，后者翻译蛋白质。因此，一个 DNA序列及其互补链可以有6个不同的读码框 (reading frames)。
序列比较的生物学基础
❖ DNA和RNA的重要特征：互相配对
DNA和RNA的一个重要特征是线性多聚体可以互相配对，其配 对是序列特异的，由此而形成的双链聚合体因其特殊的形状 而被称为“双螺旋”(double helix)。双链中G与C配对，A与 T或U配对，其中一链可以作为合成另一链的模板，这就是 DNA复制以至所有遗传学的基础。由DNA转录为RNA也使用 类似的模板合成方式，而由RNA序列转化为蛋白质序列则较 为复杂，这是通过三联密码子翻译成氨基酸的过程完成的， 这一过程有转移RNA和核糖体(tRNA和ribosomes)的参与。
序列比较的生物学基础
❖ 构成生命的基本单位是蛋白质。而作为在细 胞中催化各种化学反应的分子机器的酶，也 是蛋白质。另外，细胞的许多结构也是蛋白 质组成的。连非蛋白质的构成部分也是由属 于蛋白质的酶所催化生产的。一个人体含有 大约100,000种不同的蛋白质，正是这 100,000种蛋白质的特性及其相互作用使我们 无所不能。
序列比较的生物学基础
❖ 遗传密码——三联子 mRNA上每3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸，
这3个核苷酸就称为一个密码，也叫三联子密码。翻译时从 起始密码子AUG开始，沿mRNA5’→3’的方向连续阅读直 到终止密码子，生成一条具有特定序列的多肽链。
mRNA中只有4种核苷酸，而蛋白质中有20种氨基酸，若以一 种核苷酸代表一种氨基酸，只能代表4种(41=4)。若以两种 核苷酸作为一个密码（二联子），能代表42=16种氨基酸。 而假定以3个核苷酸代表一个氨基酸，则可以有43=64种密 码，满足了编码20种氨基酸的需要。
序列比较的生物学基础
❖ 基因表达的一般概念
基因表达包括转录（transcription）和翻译（translation）两个 阶段。转录是指拷贝出一条与DNA链序列完全相同（除了 T→U之外）的RNA单链的过程，是基因表达的核心步骤。翻 译是指以新生的mRNA为模板，把核苷酸三联子遗传密码翻 译成氨基酸序列、合成蛋白质多肽链的过程，是基因表达的 最终目的。
序列比较的生物学基础
❖ 蛋白质由20种氨基酸组成的多肽折叠而成。蛋白质 由20种不同的氨基酸组成不同长度的聚合体，也称 为肽或多肽。由这种线性拓朴结构的聚合体折叠起 来产生形状各异的不同蛋白质，不同的形状以及20 种氨基酸的化学特性决定了蛋白质的功能。现代生 物学中的一个很主要的概念是，蛋白质的功能特性 主要决定于线性多肽链中20种氨基酸的序列。由于 大多数蛋白质都是自身折叠而成，所以理论上知道 了一个蛋白质的序列后即可推导出其功能。
序列比较的生物学基础
❖ 4种核苷酸组成61个编码氨基酸的密码子和3 个终止密码子，它们不能与tRNA的反密码子 配对，但能被终止因子或释放因子识别，终 止肽链的合成。由一种以上密码子编码同一 个氨基酸的现象称为简并（degeneracy）， 对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子 （synonymous codon）。
序列比较的生物学基础
❖ 什么决定蛋白质的氨基酸序列？分子生物学 的中心内容就是描述我们从父母获得的遗传 信息是如何储存于DNA中，它们是如何被用 于复制相同的DNA副本，如何从DNA转录到 RNA再翻译到蛋白质的。
序列比较的生物学基础
❖ DNA由4种脱氧核苷酸组成:ATGC。DNA是由4种脱氧核苷酸 形成的线性多聚体，这4种核苷酸是：
序列比较的生物学基础
❖ 构成生命的基本单位是蛋白质； ❖ 20种氨基酸组成的多肽折叠而成； ❖ 什么决定蛋白质的氨基酸序列？ ❖ DNA由4种脱氧核苷酸组成:ATGC ❖ RNA由4种核肝酸组成:AUGC ❖ 重要特征：互相配对 ❖ 4种核苷酸组成64个三联密码子 ❖ 形成6个开放读码框 ❖ 序列测定
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序列比较的生物学基础
❖ 基因一般概念
基因作为唯一能够自主复制、永久存在的单位，其生 理学功能以蛋白质形式得到表达。DNA序列是遗传 信息的贮存者，它通过自主复制得到永存，并通过 转录生成mRNA，翻译生成蛋白质的过程控制所有 生命现象。
编码链（coding strand）又称sense strand，是指与 mRNA序列相同的那条链。非编码链（anticoding strand），又称antisense strand，是指那条根据碱 基互补原则指导mRNA生物合成的DNA链。
序列比较的生物学基础
❖ 4种核苷酸组成64个三联密码子。
4种核苷酸可以组成64个不同的三联密码子(triplet codes)，用于编码20种氨基酸绰绰有余。其中三个 为终止密码子，代表多肽序列的末端，一种氨基酸 可以由1~6个三联密码子编码。由多个密码子编码 的氨基酸，不同密码子的使用频率并不相等，这种 使用频率的不同分布称为“密码子偏好”(coden usage)。不同种的生物密码子偏好不同。
胸腺嘧啶脱氧核苷单磷酸 (deoxyThymidine monophosphate, T)、
鸟嘌呤脱氧核苷单磷酸 (deoxyGuanosine monophosphate, G)、
胞嘧啶脱氧核苷单磷酸 (deoxyCytidine monophosphate, C)。
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❖ RNA则是由A、U、G、C，4种核苷酸形成的相似 线性多聚体，这4种核苷酸是：
腺嘌呤核苷单磷酸(Adenosine monophosphate, A)、 尿嘧啶核苷单磷酸(Uridine monophosphate, U)、 鸟嘌呤核苷单磷酸(Guanosine monophosphate, G) 胞嘧啶核苷单磷酸(Cytidine monophosphate, C)。
序列比较的生物学基础
❖ 形成6个开放读码框
由于氨基酸是由三联密码子编码的，因此 DNA序列就包含三个不同的开放读码框，取 决于从第一、第二或第三位核苷酸开始(第四 位和第一位同框)。而双链DNA的两条链都可 以转录RNA，后者翻译蛋白质。因此，一个 DNA序列及其互补链可以有6个不同的读码框 (reading frames)。
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❖ DNA和RNA的重要特征：互相配对
DNA和RNA的一个重要特征是线性多聚体可以互相配对，其配 对是序列特异的，由此而形成的双链聚合体因其特殊的形状 而被称为“双螺旋”(double helix)。双链中G与C配对，A与 T或U配对，其中一链可以作为合成另一链的模板，这就是 DNA复制以至所有遗传学的基础。由DNA转录为RNA也使用 类似的模板合成方式，而由RNA序列转化为蛋白质序列则较 为复杂，这是通过三联密码子翻译成氨基酸的过程完成的， 这一过程有转移RNA和核糖体(tRNA和ribosomes)的参与。
序列比较的生物学基础
❖ 构成生命的基本单位是蛋白质。而作为在细 胞中催化各种化学反应的分子机器的酶，也 是蛋白质。另外，细胞的许多结构也是蛋白 质组成的。连非蛋白质的构成部分也是由属 于蛋白质的酶所催化生产的。一个人体含有 大约100,000种不同的蛋白质，正是这 100,000种蛋白质的特性及其相互作用使我们 无所不能。
序列比较的生物学基础
❖ 遗传密码——三联子 mRNA上每3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸，
这3个核苷酸就称为一个密码，也叫三联子密码。翻译时从 起始密码子AUG开始，沿mRNA5’→3’的方向连续阅读直 到终止密码子，生成一条具有特定序列的多肽链。
mRNA中只有4种核苷酸，而蛋白质中有20种氨基酸，若以一 种核苷酸代表一种氨基酸，只能代表4种(41=4)。若以两种 核苷酸作为一个密码（二联子），能代表42=16种氨基酸。 而假定以3个核苷酸代表一个氨基酸，则可以有43=64种密 码，满足了编码20种氨基酸的需要。
序列比较的生物学基础
❖ 基因表达的一般概念
基因表达包括转录（transcription）和翻译（translation）两个 阶段。转录是指拷贝出一条与DNA链序列完全相同（除了 T→U之外）的RNA单链的过程，是基因表达的核心步骤。翻 译是指以新生的mRNA为模板，把核苷酸三联子遗传密码翻 译成氨基酸序列、合成蛋白质多肽链的过程，是基因表达的 最终目的。
序列比较的生物学基础
❖ 蛋白质由20种氨基酸组成的多肽折叠而成。蛋白质 由20种不同的氨基酸组成不同长度的聚合体，也称 为肽或多肽。由这种线性拓朴结构的聚合体折叠起 来产生形状各异的不同蛋白质，不同的形状以及20 种氨基酸的化学特性决定了蛋白质的功能。现代生 物学中的一个很主要的概念是，蛋白质的功能特性 主要决定于线性多肽链中20种氨基酸的序列。由于 大多数蛋白质都是自身折叠而成，所以理论上知道 了一个蛋白质的序列后即可推导出其功能。
序列比较的生物学基础
❖ 4种核苷酸组成61个编码氨基酸的密码子和3 个终止密码子，它们不能与tRNA的反密码子 配对，但能被终止因子或释放因子识别，终 止肽链的合成。由一种以上密码子编码同一 个氨基酸的现象称为简并（degeneracy）， 对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子 （synonymous codon）。
序列比较的生物学基础
❖ 什么决定蛋白质的氨基酸序列？分子生物学 的中心内容就是描述我们从父母获得的遗传 信息是如何储存于DNA中，它们是如何被用 于复制相同的DNA副本，如何从DNA转录到 RNA再翻译到蛋白质的。
序列比较的生物学基础
❖ DNA由4种脱氧核苷酸组成:ATGC。DNA是由4种脱氧核苷酸 形成的线性多聚体，这4种核苷酸是：
序列比较的生物学基础
❖ 构成生命的基本单位是蛋白质； ❖ 20种氨基酸组成的多肽折叠而成； ❖ 什么决定蛋白质的氨基酸序列？ ❖ DNA由4种脱氧核苷酸组成:ATGC ❖ RNA由4种核肝酸组成:AUGC ❖ 重要特征：互相配对 ❖ 4种核苷酸组成64个三联密码子 ❖ 形成6个开放读码框 ❖ 序列测定
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❖ 基因一般概念
基因作为唯一能够自主复制、永久存在的单位，其生 理学功能以蛋白质形式得到表达。DNA序列是遗传 信息的贮存者，它通过自主复制得到永存，并通过 转录生成mRNA，翻译生成蛋白质的过程控制所有 生命现象。
编码链（coding strand）又称sense strand，是指与 mRNA序列相同的那条链。非编码链（anticoding strand），又称antisense strand，是指那条根据碱 基互补原则指导mRNA生物合成的DNA链。
序列比较的生物学基础
❖ 4种核苷酸组成64个三联密码子。
4种核苷酸可以组成64个不同的三联密码子(triplet codes)，用于编码20种氨基酸绰绰有余。其中三个 为终止密码子，代表多肽序列的末端，一种氨基酸 可以由1~6个三联密码子编码。由多个密码子编码 的氨基酸，不同密码子的使用频率并不相等，这种 使用频率的不同分布称为“密码子偏好”(coden usage)。不同种的生物密码子偏好不同。