第九章基因信息的传递与表达DNA的复制和RNA的转录
DNA的复制、转录、翻译 ppt课件
使亲代的遗传信息传给子代,从而 使前后代保持了一定的连续性。
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4
关于DNA复制的计算
1、DNA分子复制n次后,子代DNA分子数、 含亲代母链和不含亲代母链的DNA 分 子数分别是
2n 、 2 、 2n –2
2、X为所求核苷酸在亲代DNA中的含量, n为复制的次数,则DNA复制n次所需 游离核苷酸数为
碱基配对原则 DNA RNA
A——U T——C C——G G——C
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8
遗传信息与遗传密码
遗传信息:基因中控制遗传性状的 脱氧核苷酸顺序称为遗 传信息。
遗传密码:mRNA上决定一个氨基 酸的三个相邻碱基,称 为遗传密码。
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9
RNA翻译形成蛋白质的过程
在细胞质中,以mRNA为模板,合成具有一 定氨基酸顺序的蛋白质的过程
UAG
反密码子
(与mRNA上的密码子配对)
12
RNA翻译形成蛋白质的过程
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13
RNA翻译形成蛋白质的过程
在细胞质中,以mRNA为模板,合成具有一 定氨基酸顺序的蛋白质的过程
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14Βιβλιοθήκη 原核细胞与真核细胞基因表达的比较
原
真
核
核
细
细
胞
胞
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15
20种氨基酸的遗传密码子表
●存在于mRNA 上
●DNA的复制 ●蛋白质的合成
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1
DNA的主要功能
1、通过自我复制,在前后代间传递 遗传信息。
2、通过转录、翻译,控制蛋白质的 合成,从而控制生物的性状,表 达遗传信息
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基因信息传递一般顺序
基因信息传递一般顺序
基因信息传递的一般顺序可以概括为以下几个主要步骤:
1. DNA 复制:在细胞分裂过程中,DNA 分子会进行自我复制,将基因信息传递给新的细胞。
DNA 复制是通过一种称为半保留复制的机制进行的,其中每个新合成的 DNA 分子都包含了原始 DNA 分子的一条链。
2. 转录:在 DNA 复制后,基因信息被转录成 RNA 分子。
转录是由 RNA 聚合酶将 DNA 上的基因信息转录成对应的 RNA 序列的过程。
RNA 分子可以根据其功能分为三种类型:mRNA (信使 RNA)、tRNA(转移 RNA)和 rRNA(核糖体 RNA)。
3. 翻译:转录产生的 mRNA 分子会离开细胞核并进入细胞质中,与核糖体结合。
核糖体根据 mRNA 上的密码子序列,将对应的氨基酸连接成多肽链,这个过程称为翻译。
在翻译过程中,tRNA 分子将氨基酸运输到核糖体上,以正确的顺序形成多肽链。
4. 后转录修饰:在转录和翻译过程之后,新合成的多肽链可能需要进行一系列的修饰和加工步骤,以形成具有正确结构和功能的蛋白质。
这些修饰包括切除起始和终止密码子、添加或切除氨基酸、折叠和形成二硫键等。
5. 基因表达调控:基因信息的传递过程受到多种机制的调控,以确保细胞在适当的时间和地点表达特定的基因。
这些调控机制包括转录前、转录后和翻译后水平的调控,以及表观遗传修饰等。
以上是基因信息传递的一般顺序,但在不同的生物体和细胞类型中,具体的细节和调控机制可能会有所不同。
生物中信息传递知识点总结
生物中信息传递知识点总结1. DNA复制DNA复制是生物体中DNA分子自身复制的过程。
DNA复制是生物体生长和分裂的基础,也是遗传信息的传递和保存的关键环节。
DNA复制包括以下几个步骤:(1) 解旋和分离。
在DNA复制开始时,双螺旋结构被解开,并且两条DNA链被分离开。
这一步骤由解旋酶和单链结合蛋白等酶类蛋白质参与。
(2) 合成RNA引物。
DNA复制需要引物,即短的RNA或DNA片段,这些引物可以识别DNA链上的起始位置。
引物由RNA引物酶合成,将在DNA链上启动复制。
(3) 合成DNA链。
在DNA复制过程中,DNA聚合酶将新的DNA添加到已有的DNA链上。
这一步骤主要包括DNA聚合酶和连接酶等酶类蛋白质的作用。
(4) 连接。
最后,DNA连接酶将新合成的DNA片段连接起来,形成完整的DNA链。
DNA复制是一个复杂而精细的过程,各种酶类蛋白质的协同作用才能完成。
另外,DNA复制还需要一系列辅助因子和能量输入,如ATP。
DNA复制的准确性对于细胞的正常功能和生物体的遗传稳定性至关重要。
2. 转录转录是生物体中DNA分子转录成RNA的过程。
转录是DNA和蛋白质之间信息传递的关键过程,也是基因表达的第一步。
转录包括以下几个步骤:(1) RNA聚合酶结合。
RNA聚合酶是参与转录的关键酶类蛋白质,它能够识别DNA上的启动子序列,并结合在该位置。
(2) DNA模板解链。
RNA聚合酶将DNA模板上的部分双链结构解开,使得RNA合成可以顺利进行。
(3) RNA合成。
RNA聚合酶根据DNA模板合成RNA链。
RNA链的合成是依据DNA模板进行的,与DNA复制不同,合成的RNA链是单链的。
(4) 终止。
RNA合成到达终止序列后,RNA链和DNA模板分离,RNA聚合酶解离,转录过程终止。
转录是生物体中调控基因表达的重要环节。
在细胞中,转录过程受到多种因素的调控,如启动子序列的结构和启动子结合转录因子的活性。
此外,转录后的RNA分子还需要剪切和修饰等过程,才能成熟为功能性的mRNA。
DNA复制、转录和翻译
03
复制
是指以DNA的两条链为模板,合成两条新的DNA分子的过程。
翻译的过程
01
起始
延伸
02
03
终止
核糖体与mRNA结合,并确定起 始密码子所在位置。
核糖体沿着mRNA移动,氨基酸 按照mRNA上的密码子序列连续 加入肽链中。
核糖体遇到终止密码子,肽链合 成停止,核糖体释放mRNA和蛋 白质。
翻译的生物学意义
DNA复制、转录和翻译的共同点
遗传信息的传递
DNA复制、转录和翻译都是遗传信息从DNA传递到蛋白质的过 程,是生物体遗传信息的传递和表达的关键环节。
模板依赖性
DNA复制、转录和翻译都需要以DNA或RNA为模板,按照碱基 互补配对原则进行合成或转录。
酶的参与
DNA复制、转录和翻译都需要酶的参与,这些酶能够催化合成 过程中的化学反应,调节合成速度和准确性。
DNA复制、转录和翻译之间存在相互调控的关系,例如某 些基因的表达受到其他基因的调控,通过调控这些基因的 表达可以影响其他基因的表达。
相互补充
DNA复制、转录和翻译在遗传信息的传递和表达中存在相 互补充的关系,通过不同的方式共同完成遗传信息的传递 和表达。
05 DNA复制、转录和翻译 的调控
DNA复制的调控
细胞周期调控
DNA复制主要发生在细胞周期的S期,受到细胞周期蛋白和周期蛋 白依赖性激酶的调控。
生长因子与激素调控
某些生长因子和激素能够影响DNA复制,如胰岛素、生长激素等。
基因表达调控
某些基因的表达产物能够影响DNA复制,如细胞周期蛋白、DNA 聚合酶等。
转录的调控
转录因子调控
转录因子能够与DNA上的顺式作用元件结合,影响RNA聚合酶的 转录活性。
DNA的复制和遗传信息的传递
DNA的复制和遗传信息的传递DNA(脱氧核糖核酸)是生物体内的遗传物质,它携带着生物体的遗传信息。
DNA的复制和遗传信息的传递是生物体繁殖和进化的基础,对于我们了解生命的奥秘具有重要意义。
DNA的复制是指在细胞分裂过程中,DNA分子通过一系列的生化反应,产生两个完全相同的DNA分子的过程。
这个过程是由酶催化的,具有高度的精确性和复杂性。
DNA复制的过程可以分为三个主要步骤:解旋、复制和连接。
首先,DNA双链被酶解旋成两条单链,形成复制起点。
然后,DNA聚合酶酶将游离的核苷酸与模板链上的互补碱基配对,形成新的DNA链。
这个过程是半保留复制,即每个新的DNA分子中包含一个旧的模板链和一个新合成的链。
最后,DNA连接酶将新合成的DNA片段连接起来,形成完整的DNA分子。
DNA复制的精确性和稳定性是由多个因素保证的。
首先,DNA聚合酶具有校正功能,能够检测和修复错误的碱基配对。
其次,细胞中还有其他酶参与到复制过程中,如拆解错误配对的酶和修复DNA损伤的酶。
此外,细胞还有复制起始蛋白和复制因子等分子参与到复制过程中,确保复制的顺利进行。
DNA复制是生物体繁殖的基础。
在有性生殖中,父母的DNA会通过生殖细胞的复制传递给下一代。
这样,孩子会继承父母的遗传特征,如外貌、性格和疾病易感性等。
而在无性生殖中,细胞通过自我复制的方式进行繁殖,保持了遗传物质的连续性。
除了DNA复制,遗传信息还通过DNA转录和翻译来传递。
转录是指DNA分子通过酶的作用,将基因信息转录成RNA分子的过程。
这个过程发生在细胞核中,产生的RNA分子称为信使RNA(mRNA)。
而翻译是指mRNA分子通过核糖体的作用,将基因信息转化为蛋白质的过程。
这个过程发生在细胞质中,产生的蛋白质决定了细胞的功能和特征。
DNA的复制和遗传信息的传递是生物体进化的基础。
通过复制和传递遗传信息,生物体能够适应环境的变化,形成新的适应性特征。
这是进化的驱动力之一。
例如,通过突变和基因重组,生物体可以产生新的基因型和表型,从而适应新的环境和生存条件。
生物化学-DNA复制、转录、翻译
4、解链、解旋酶类
DNA解链酶
解开DNA双链 每个bp消耗2个ATP
与单链DNA结合,维持单
单DNA结合蛋 白(SSB)
链状态 (“镇纸”)
使其不受核酸酶水解,保 持完整性。
4、DNA拓扑异构酶
改变DNA分子构象,理顺DNA链,使复制能顺利进行。
拓扑异构酶Ⅰ 转轴酶
切断DNA双螺旋中的一 股,张力下降后封闭。
拓扑异构酶Ⅱ 旋转酶
切断DNA双链,使另一 双链经过此缺口,再封闭。
5、引发体
RNA引物的合成和复制的起始必需。
蛋白质 DnaA蛋白
结合到DNA双链复制起始部位
DnaB蛋白 引物酶
解链酶的作用 合成RNA引物
6、DNA连接酶
催化二段DNA链之间3’,5’ 磷酸二酯键的形
DNA互补链取代杂交链中的RNA,恢复双 螺旋结构。
5’
RNA链的延长
合成方向
3’
DNA
5 3
RNA
RNA聚合酶 核糖体
原核生物转录过程中的羽毛状现象
3、终止
RNA聚合酶到达终止位点,聚合反应停止。
分类: 依赖ρ因子(终止子)的转录终止 非依赖ρ因子的转录终止
释放RNA分子
RNA聚合 酶
遗传信息的传递
—DNA、RNA、蛋白质的生物合成
中心法则
复制
转录
翻译
复制 DNA
RNA
蛋白质
逆转录
第一节 DNA的生物合成 — DNA的复制
-概念: 以亲代DNA分子为模板,合成子代DNA分子的 过程。
-时期: 有丝分裂间期、减数第一次分裂间期
-场所: 细胞核(主要)、叶绿体、线粒体 -碱基互补配对原则: A=T G≡C
遗传信息的传递与表达解析
遗传信息的传递与表达解析遗传信息的传递是指将父代的遗传信息传递给子代的过程,其中遗传物质DNA起着重要的作用。
DNA是由核苷酸组成的双螺旋结构,它通过遗传密码将信息传递给下一代。
本文将从DNA复制、转录和翻译三个方面解析遗传信息的传递与表达。
一、DNA的复制DNA的复制是指将一个DNA分子复制成两个完全相同的DNA分子的过程。
这个过程在细胞有丝分裂和生殖细胞减数分裂中发生。
复制的起点是DNA的特殊序列,称为起始子。
DNA复制过程中,双螺旋结构被解开,接着酶类开始合成新的DNA链。
其中,DNA聚合酶是复制过程中的关键酶,它能在DNA模板上合成新的互补链。
与此同时,DNA的两条链被分离,每条链被用作合成新的DNA链的模板。
最终,两个相同的DNA分子被合成出来。
二、DNA的转录DNA的转录是指将DNA基因信息转化为RNA信息的过程,通过模板链合成一个新的RNA链。
转录是在细胞质中进行的,其中的关键酶是RNA聚合酶。
转录的起点是DNA的启动子,转录速率由启动子的活性和转录因子的调节来决定。
在转录过程中,RNA聚合酶将RNA 核苷酸与DNA模板链上的DNA核苷酸互补配对,形成单链RNA。
RNA链长度的增加、RNA链的脱离和DNA的二级结构的复原是转录过程中的重要步骤。
最终,合成的RNA链脱离DNA模板,完成转录过程。
三、RNA的翻译RNA的翻译是指将RNA信息转化为蛋白质的过程。
这一过程发生在细胞质中,借助转移RNA(tRNA)和核糖体。
首先,mRNA与小亚单位结合并找到起始密码子,然后大亚单位加入形成完整的核糖体。
接下来,tRNA与氨基酸结合,通过互补碱基配对与mRNA上的密码子配对。
每个tRNA携带特定的氨基酸,随着mRNA链的移动,氨基酸被逐个连接起来,形成多肽链。
最终,蛋白质合成完成,tRNA与肽链分离,释放出新合成的蛋白质。
总结:遗传信息的传递与表达解析涉及到DNA的复制、转录和翻译三个过程。
DNA的复制是将一个DNA分子复制成两个相同的DNA分子,转录是将DNA基因信息转化为RNA信息,而翻译是将RNA信息转化为蛋白质。
遗传信息的传递与表达(全)
1、氨基酸的活化,形成 氨酰 –tRNA
“氨酰-tRNA合成酶”
①氨基酸 + ATP 氨酰-AMP-酶 + PPi ②氨酰-AMP-酶 + tRNA 氨酰-tRNA + AMP + 酶
2、肽链合成的起始
①起始氨基酸 及 起始氨酰-tRNA的合成: E.Coli等原核生物(Prok)为fMet(甲酰甲 硫氨酸)及fMet-tRNAf ②mRNA链上起始信号 (即起始密码子 AUG) 的识别 ③起始复合物 (核糖体+mRNA+起始氨 酰-tRNA) 的形成
2、 真核生物DNA复制的终止 端粒(telomeres)是真核细胞染色体末端所 特有的结构,一段DNA序列与蛋白质形成的 一种复合体。 功能: ⑴保证线性DNA的完整复制 ⑵保护染色体末端 ⑶决定细胞寿命(端粒的截短或丢失是细胞衰 老和老化的重要原因),胚系细胞含端粒酶, 体细胞不表达端粒酶。
端粒酶含有RNA和蛋白质(起DNA聚合酶的 作用)两种组分,RNA分子约159bp,含有 多 个 CyAx 重 复 序 列 , RNA 分 子 用 作 端 粒 TxGy链合成的模板。 端粒酶是一种反转录酶,它只合成与酶自身的 RNA模板互补的DNA片段。
3、 复制终止后DNA的加工
进行修饰,防止降解
DNA损伤(DNA突变)
1、点突变 2、插入、缺失(移码突变) 3、链断裂、两链交联
DNA修复
错配修复:通过Dam甲基化酶修复复 制过程中的错配。 直接修复:光复活作用和鸟嘌呤修复 切除修复:在复制前对错误碱基进行 切除,然后互补合成缺口片段 重组修复:在复制后利用另一模板链 进行重组,互补合成缺口片段 SOS修复:修复大面积的损伤,会导 致错误碱基,但能增加存活率
DNA复制、RNA转录、蛋白质翻译
NA + D NMN
HOP
ATP AMP+PPi
5′
3′
5′
3′
3′
5′ DNA 3l′ igase
5′
(四)DNA的半不连续复制
•半不连续复制:双链DNA分子的两条链是反向平 行的。而DNA聚合酶的方向都是5’ 3’。当DNA复制 时,一条链是连续合成的,称前导链,而另一条在 5’ 3’方向合成小片段DNA(冈崎片段),然后通过 酶将这些片段连接起来,这不连续合成的DNA 链为 滞后链。
在 RNA 聚 合 酶 的 催 化 下 , 以 一 段 DNA 链 为模板合成RNA,从而将DNA所携带的 遗传信息传递给RNA的过程称为转录。
RNA转录合成时,只能以DNA分子中的 某一段作为模板,故存在特定的起始位 点和特定的终止位点.特定起始点和特定 终止点之间的DNA链构成一个转录单位。
N1N2
N3
3′ OH
+5′
DNA聚合酶
OH
5′ p p
PPP
Mg2+
γβα
DNA聚合反应的特点:
(1) 以4种dNTP为底物;
(2) DNA模板; Mg2+
(3)带3’-OH末端的引物;
(4)延长方向5’ 3’;
(5)产物DNA的性质与模板相同。
N1N2N3
5′ p
p
p
3′ OH
+P
2.DNA聚合酶
5’ 3’
5’
模板链 编码链
5’ 3’ 5’
RNA转录合成时,只能向一个方向 进行聚合,所依赖的模板DNA链的 方 向 为 3‘→5’ , 而 RNA 链 的 合 成 方 向为5‘→3’。
合 成 的 RNA 中 , 如 只 含 一 个 基 因的遗传信息,称为单顺反子; 如含有几个基因的遗传信息,则 称为多顺反子。
第九章 细胞内遗传信息的传递及调控练习题及答案
第九章细胞内遗传信息的传递及调控一、名词解释1.基因组(genome)2.外显子(exon)3.顺式作用元件( (cis-acting element)4.翻译( translation)5.遗传密码( genetic code)6.启动子(promoter)7.操纵子( operon)8.转录因子(transcription factor,TF)9.染色质重塑( chromatin remolding)二、单项选择题1.下列关于真核生物结构基因的说法中,错误的是A.结构基因大都为断裂基因B.结构基因的转录是不连续的C.编码序列被非编码序列所隔断D.结构基因在基因组中所占比例较小E.产物多为单顺反子RNA2.将一段DNA序列插入某基因启动子下游,能够使该基因表达水平增加4倍,这段DNA序列具有的特征是A.操纵子B.反式作用因子C.增强子D.沉默子E.绝缘子3.关于蛋白质生物合成,叙述错误的是A.氨基酸必须活化B.必须有起始因子参与C.必须有GTP参与D.mRNA做模板E.可以在任意的AUG起始4.下列关于复制的错误叙述是A.形成3,5′-磷酸二酯键B.子链的延伸方向是5'→3'C.模板链的复制方向是3'→5'D.子链走向与模板链复制方向相反E.子链一条延伸的方向是5'→3′,另一条延伸的方向是3'→5'5.蛋白质生物合成过程中,终止密码子为A. AUGB. AGGC. UAAD. UUGE.UUA6.遗传密码的简并性是指A.密码子与反密码子配对不严格B.大多数氨基酸有一个以上的密码子C.一些三联体密码子可缺少一个嘌呤或嘧啶碱基D.一些密码子适用于一种以上的氨基酸E.所有生物使用同一套遗传密码7.直接以DNA为模板合成的物质是A.转录因子B.调节蛋白C.引物酶D. hnrnaE.反式作用因子8.真核生物转录终止修饰点序列是A. TATA boxB. Pribnow盒C. TTGACAD.p因子E. AATAAA和其下游GT序列9.参与RNA剪接的是A. mRNAB. tRNAC snRNAD. 45SRRNAE. hnRNA10.关于转录因子(TF)的正确叙述是A.本质是DNA分子B.是真核生物的启动子C.是原核生物RNA聚合酶的组分D.是真核生物RNA聚合酶的组分E.是真核生物转录调控中的反式作用因子11.人类基因组比大肠杆菌基因组大700倍左右,然而人类基因组复制的时间仅比大肠杆菌基因组复制长6-8倍,这是因为A.人类基因组的GC含量低,两条链更容易解链B.组蛋白的存在提高了人染色体DNA的复制速率C.人染色体DNA上具有多个复制起始区,大肠杆菌只有一个D.人基因组的许多序列不被复制E.人染色质DNA复制贯穿整个细胞周期,而大肠杆菌的DNA复制每小时启动一次12.某RNA为5′- UGACGA-3′,与其对应的DNA双链中的编码链为A.5′- ACTGCT-3′B. 5'-TCGTCA-3'C. 5'-TGACGA-3'D.5′- UCGTCA-3′E.5′- ACTGCU-3'13.真核细胞中由RNA聚合酶I催化生成的产物是A. mRNAB. hnRNA C tRNA D. snRNA E. 45SRNA14.对基因表达的调控,不能发生在A.DNA复制B.转录起始C.转录后调控D.翻译起始E.翻译后水平以下对真核生物tRNA合成的描述,错误的是A.成熟的tRNA中含有内含子对应序列B.tRNA前体在酶作用下切除5-和3-末端处多余的核苷酸C.RNA聚合酶Ⅲ参与tRNA前体的生成D.tRNA3-末端需加上CCA-OHE.tRNA前体还需要进行化学修饰加工16.蛋白质生物合成的方向是A.定点双向进行B.从C端到N端C.从N端到C端D.从5′端到3′端E.从3端到5端17.合成DNA的原料是A.dAMP、dCMP、dCMP、dTMPB.dATP、dGTP、dCTP、TTPC.dADP、dGDP、dCDP、dTDPD.AMP、GMP、CMP、TMIE.ATP、GTP、CTP、TTP18.有关遗传密码的错误描述是A.每种氨基酸至少有一个密码子B.位于mRNA分子上C.有起始密码子和终止密码子D.由mRNA排列顺序决定的E.所有密码子都负责编码氨基酸19.蛋白质合成过程中,需要形成碱基配对的步骤是A.移位B.进位C.转肽D.结合终止因子E.释放肽链20.下列关于遗传密码的描述,错误的是A.一种氨基酸可有一个以上的密码子B.遗传密码阅读有方向性,5'端起始,3'端终止C.遗传密码有种属特异性,所以不同生物合成不同的蛋白质D.密码子第3位碱基在决定掺入氨基酸的特异性方面重要性较小E.个别氨基酸的同义密码子可多达6个21.真核生物转录发生的部位是A.细胞核B.细胞质C.线粒体D.内质网E.微粒体22.氨酰-RNA合成酶的特点是A.只存在于细胞核内B.对氨基酸的识别没有专一性C.对tRNA的识别没有专一性D.催化反应需GTPE.对氨基酸识别有专一性23.关于反式作用因子的描述,错误的是A.绝大多数反式作用因子属转录因子B.大多数的反式作用因子是DNA结合蛋白质C.指具有激活功能的调节蛋白D.包括基本转录因子和特异性转录因子E.通常含有DNA结合域24.不直接参与蛋白质合成的是A. MRNAB.氨基酸C. DNAD.蛋白因子E.tRNA25.遗传密码的特点不包括A.通用性B.连续性C.多样性D.简并性 E方向性26.氨基酸在掺入肽链前必须活化,氨基酸活化的部位是A. 细胞质B. 附着核糖体C.高尔基复合D. 细胞核E. 游离核糖体27. 下列不属于转录后调控的是A.mRNA的加工修饰B. mRNA的转运C. mRNA的细胞质定位D.mRNA 的稳定性E.蛋白质泛素化降解28. 肤链延长的起始步强为A. 移位B.转肤C. 进位D.氨基酸活化E. 核糖体结合29.使乳糖操纵子实现高表达的条件是A.乳糖存在,葡萄糖缺乏B.乳糖缺乏,葡萄糖存在C.乳糖和葡萄糖均存在D.乳糖和葡萄糖均不存在E. 葡萄糖存在30. 原核生物与真核生物翻译起始的区别,正确的是A.原核生物需要的起始因子比真核生物多B. 真核生物的核糖体先结合tRNA 再结合mRNAC. 原核生物的核糖体先结合tRNA 再结合mRNAD. 真核生物靠 SD序列保证核糖体与mRNA 正确结合E.真核生物起始氨基酸需要修饰31.对增强子特点的描述,正确的是A.增强子距离转录起始点不能太远B.仅存在于启动子的上游C.增强子作用的发挥不依赖启动子D.在结构基因5'-端的DNA序列E.是较短的能增强转录的DNA序列32.遗传密码的摆动性是指A.一种反密码子能与几种密码子配对B.使肤键在核糖体大亚基中得以伸展的一种机制C.在翻译中形成肽键的机制D.指核糖体沿着mRNA从其5'端向3'端的移动E.IRNA 与氨基酸结合的多样性33.下列属于翻译后加工的是A.加5'端帽子结构B.加3'端poly(A)尾C.酶的激活D.酶的别构调节E.氨基酸残基的糖基化34.关于基因表达的叙述中,错误的是A.某些基因表达的产物是蛋白质B. 某此基因表达的产物是 RNAC.总是经历基因转录及翻译的过程D. 基些基因表达经历基因转录及翻译等E 某此基因表达只经历基因转录过程35. 关于基因表达调控的说法,错误的是A. 环境因素影响管家基因的表达B.转录起始是调控基因表达的关键C.在发育分化和适应环境上有重要意义D.表现为基因表达的时间特异性和空间特异性E.真核生物的基因表达调控较原核生物复杂得多36. 基因表达调控是多级的,其主要环节是A. 翻译B. 基因活化C. 转录D. 转录后加工E. 翻译后加工37、乳糖操纵子模型调节基因表达的环节是A. 复制水平B.转录水平C.转录后水平D. 翻译水平E. 翻译后水平38.下列关于启动子的叙述,正确的是A.能与 RNA 聚合酶结合B.属于负性顺式调节元件C.能编码阻遏蛋白D.发挥作用的方式与方向无关E.位于操纵子的第一个结构基因处39.下列RNA分子中具有调节基因表达功能的是A.rRNAB.tRNAC.mRNAD.hnRNAE.siRNA40.下列物质与真核生物翻译起始无关的是A. AUGB. 核糖体C. RNA聚合配D. 帽子结构E. elF41. Lac阻遏蛋白结合乳糖操纵子的A.启动序列B.操纵序列C. I基因D.CAP结合位点E.结构基因42.外源基因在大肠杆菌中高效表达受很多因素影响,其中SD序列起的作用是A.提供一个 mRNA转录终止子B.提供一个mRNA转录起始子C.提供一个核糖体结合位点D.提供翻译终点E.提供选择性剪接位点43.蛋白质中可作为潜在的磷酸化修饰位点的氨基酸是A.甘氨酸B. 酪氨酸C. 苯丙氨酸D.谷氨酸E.赖氨酸44.关于蛋白质生物合成叙述,错误的是A.包括起始、延长、终止三个阶段B.延长阶段可以分为进位、成肤、转位三个步骤C.每个阶段都需要各种蛋白质因子参与D.蛋白质的合成过程就是翻译的过程E.原核生物在细胞液中完成,真核生物在细胞核中完成45. 关于转录因子的描述,错误的是A.指具有激活功能的特异性调节蛋白B.通过蛋白质-蛋白质或DNA-蛋白质相互作用来发挥作用C.转录因子的调节作用可是DNA依赖或DNA 非依赖D.转录因子的调节作用通常属反式调节E.转录因子都含有转录激活域和DNA结合域46. 乳糖操纵子的调控方式是A.CAP的正调控B.阻遏蛋白的负调控C.正、负调控机制不可能同时发挥作用D.CAP拮抗阻遏蛋白的转录封闭作用E.阻遏作用解除时,仍需 CAP加强转录活性47. 下列不属于真核基因顺式作用元件的是A.GC盒B.TATA盒C. CAAT盒D.增强子E. Pribnow 盒48.以下不影响染色质结构变化的是A.染色质重塑B.组蛋白修饰C. DNA 修饰D.mRNA 修饰E.非编码 RNA49. RNA聚合酶识别并结合的DNA片段是A.启动子B.绝缘子C. 沉默子D.DNA结合结构域E.增强子50. 下列不参与调控真核基因特异性表达的是A.基本转录因子B.转录抑制因子C.转录激活因子D.增强子E.沉默子51.多肽链上可发生乙酰化修饰的氨基酸残基是A. 赖氨酸B.酪氨酸C.脯氨酸D. 甲酰甲硫氨酸E.甲硫氨酸52.关于增强子作用特点的描述,错误的是A.可远距离作用B.无基因特异性C. 是顺式作用元件D.某些增强子具有组织特异性E.无需结合反式作用因子即能发挥作用53.真核生物转录时结合RNA聚合酶的蛋白质称为A.启动子B.增强子C.转录因子D.a因子E.p因子54. 蛋白质合成终止不包括A.RF进入P位B.核糖体停止移动C.mRNA从核糖体分离D.肽链从核糖体释放E.大小亚基分开5. 下列关于转录后加工修饰反应描述错误的是A.5'-端加上帽子结构B.3'-端加多聚腺昔酸尾巴C.RNA 编辑D.内含子去除E.外显子对应序列去除56.CpG序列的高度甲基化对多数基因而言,是A.染色质呈转录活性状态B.抑制转录C.促进转录D.既不抑制也不促进转录E.与基因表达无关57.关于内含子的叙述,正确的是A.hnRNA除去外显子对应序列的过程称为剪接B. hnRNA除去内含子对应序列的过程称为剪接C. hnRNA 上只有外显子对应序列而无内含子对应序列D.内含子对应序列可存在于成熟的mRNAE.内含子对应序列没有任何功能58.核编码蛋白质合成的起始部位是A. 核小体B. 线粒体C.游离核糖体D. 细胞核E. 附着核糖体59.核糖体A位功能是A.接受游离氨基酸B.接受氨基酰-IRNAC.活化氨基酸D.催化肽键形成E.释放肽链60. DNA 复制发生在A.内质网B. 高尔基复合体C. 核糖体D.细胞核E.细胞质三、多项选择题1.直接以DNA为模板合成的物质是A.转录因子B.rRNAC.tRNAD.hnRNAE. IncRNA2.蛋白质生物合成过程中,终止密码子包括A. AUGB.UAGC.UAAD. UGAE.UUA3.下列过程属于转录后调控的是A.mRNA 的稳定性B.mRNA在核内的加工修饰C.mRNA的细胞质定位D.mRNA的转运E.hnRNA的形成4. 蛋白质生物合成体系包括A.mRNAB.氨基酸C. DNAD.起始因子E. ATP5. 遗传密码的基本特点是A.通用性B.连续性C.摆动性D.简并性E.方向性6.肽链延长的步骤包括A.进位B.成肽C.转位D.氨基酸活化E.结合核糖体7. 下列属于真核细胞上游启动子的是A.GC盒B.TATA盒C.CAAT盒D.增强子E.Pribnow盒8.蛋白质生物合成的三个阶段包括A.起始B.延长C.终止D.进位E.转位9. 基因表达调控的主要环节包括A.基因活化B.转录起始C.转录后加工和转运D.蛋白质翻译E.蛋白质降解10. 蛋白质合成后的加工包括A 硫酸化B 信号肽去除C 亚基聚合D 乙酰化 D 折叠参考答案一、名词解释1.基因组(gemome):指细胞或生物体的一套完整的单信体遗传物质,是所有染色体全部基因和基因间的DNA总和,含有一个生物体进行各种生命话动所需要的全部遗传信息。
DNA遗传信息传递过程深入解析
DNA遗传信息传递过程深入解析DNA(脱氧核糖核酸)是生物体内的遗传物质,它承载着生物体所有的遗传信息。
DNA通过遗传信息传递过程,确保了物种的遗传稳定性和多样性。
本文将深入解析DNA遗传信息传递过程的各个关键步骤,并介绍相关的分子机制。
DNA遗传信息传递过程分为两个主要步骤:转录和翻译。
转录是将DNA中的基因信息转录为RNA(核糖核酸),翻译则是将RNA中的信息翻译为蛋白质。
这两个步骤都是生物体在细胞内进行的。
首先是转录过程。
转录发生在细胞核中,细胞核内的DNA会通过RNA聚合酶酶的作用,将所需的部分DNA序列复制成RNA分子,形成信使RNA(mRNA)。
转录开始时,RNA聚合酶会识别DNA的启动子,并结合在其上方。
接着,RNA聚合酶会沿着DNA模板链进行“阅读”,合成与DNA模板链互补的RNA链。
转录终止时,RNA聚合酶会遇到终止子,并停止合成RNA链。
转录过程中,所有有关的DNA信息都会被转录到mRNA中,包括编码蛋白质所需的编码区和非编码区等。
接下来是翻译过程。
翻译发生在细胞质的核糖体中。
在这个过程中,mRNA被核糖体“读取”,并根据mRNA上的密码子序列来翻译出相应的氨基酸序列以构建蛋白质。
翻译开始时,核糖体会识别mRNA的起始密码子,并开始合成多肽链。
核糖体会通过匹配mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子,将相应的氨基酸添加到正在合成的多肽链上。
翻译过程中,当核糖体读取到终止密码子时,翻译终止,多肽链被释放出来,最终形成一个完整的蛋白质。
整个DNA遗传信息传递过程的运作离不开大量的分子机制的参与。
其中,核糖核酸聚合酶是转录过程中的重要参与者。
它能够识别DNA中的启动子,结合并沿着DNA模板链合成RNA链。
在翻译过程中,核糖体起到了关键的作用。
核糖体由多个蛋白质和rRNA(核糖体RNA)组成,能够读取mRNA上的密码子,寻找并与相应的tRNA结合,将氨基酸添加到多肽链上。
另外,还有一些辅助分子和机制也起到了重要的作用。
DNA复制和转录
DNA复制和转录DNA复制和转录是生物体中两个重要的遗传过程。
复制是指在细胞分裂前产生相同的DNA分子,而转录则是将DNA的信息转化为RNA的过程。
本文将介绍DNA复制和转录的机制以及其在生物体中的重要性。
一、DNA复制DNA复制是指在细胞分裂前将一个DNA分子复制成两个完全相同的分子的过程。
这个过程发生在细胞的S期,通过一系列复杂的酶和蛋白质协同作用完成。
在DNA复制过程中,首先DNA的双链被酶类分子解开,形成两个单链模板。
接下来,核酸酶会在模板链上识别碱基配对规则,以每个碱基作为起始点,依次将新的碱基逐个加上去。
这一过程称为DNA合成,由DNA聚合酶酶类催化进行。
在DNA复制过程中,还存在两个问题,即双链DNA的开放和合并,以及DNA链的不连续合成。
这两个问题分别由DNA旋转酶和DNA聚合酶解决。
DNA旋转酶可以使DNA的双链旋转,帮助解开和合并DNA。
而DNA聚合酶则通过合成RNA引物,补齐DNA链的断裂部分,以保证DNA链的完整性。
DNA复制的重要性不言而喻。
它不仅是细胞分裂的基础,也是生物体遗传信息传递的关键环节。
通过准确复制DNA分子,细胞可以将遗传信息传递给后代,在生物体的发育和遗传过程中扮演着至关重要的角色。
二、转录过程转录是指在DNA的模板链上合成RNA的过程,通过转录将DNA的遗传信息转化为RNA。
转录过程也是生物体中重要的遗传过程之一。
转录过程由三个主要步骤组成:启动、延伸和终止。
在启动阶段,转录因子结合在启动子位于DNA链上的特定序列上,引起附近DNA酶解,并招募RNA聚合酶。
接下来,RNA聚合酶会将核苷酸逐个添加到RNA链上,与DNA的模板链完成互补配对。
这个过程称为延伸。
最后,在终止阶段,RNA聚合酶遇到终止子序列时停止转录,释放合成的RNA链。
通过转录,细胞可以根据需要在不同的组织和不同时期产生不同的RNA,从而控制基因的表达。
这对于生物体的正常发育、适应环境以及应对生理和病理情况都十分重要。
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补救合成途径的生理意义:
· 节省能量和氨基酸消耗 · 某些无法从头合成核苷酸的器官的核苷酸合成途径
•自毁容貌症——HGPRT遗传缺陷症,见于男性,临床症状为尿 酸增高,神经异常,脑发育不全,智力低下, 攻击和破坏性行为,常咬伤自己的嘴唇,手足
三、DNA的生物合成—复制
• DNA是遗传信息的携带者。DNA分子中能编
7.7 kb
目录
• 子链继承母链遗传信息的几种可能方式
全保留式
半保留式
混合式
• 密度梯度实验
梯度离心结果
含重氮-DNA的细菌
培养于普 通培养液
第一代
继续培养于 普通培养液
第二代
——实验结果支持半保留复制的设想。
• 半保留复制的意义
按半保留复制方式,子代DNA与亲代DNA 的碱基序列一致,即子代保留了亲代的全部遗 传信息,体现了遗传的保守性。
引发体引导引物酶到达适当的位置合成引物。
Dna B Dna C
Dna A
3'
5' 3'
5' DNA拓异构酶
引物长度约为十几个到几十个核 苷酸不等。引物的合成方向也是5´→3´ 方向。DNA的聚合就是在引物的3´-OH 上进行的。
二、复制的延长
在DNA聚合酶催化下,以解开的 单链为模板,以四种dNTP为原料,进 行聚合作用。即新进入的 dNTP 与引物 3´-OH形成磷酸二酯键,由5´3´方 向延长子链。
剪接(连接)
去除tRNA内含子
编辑
通过碱基修饰改变mRNA所携带信息,在编码区中插入或缺失碱基
引自《Advanced Molecular Biologiy:A Concise Reference》tabl 27.1,Richard M .Twyman,BIOS Scintific publishers limited,1998
(三)转录的基本过程
转录起始 转录延长 转录终止
1、转录起始
DNA 双链解开,RNA聚合酶辨认( 亚基),并与启动序列结合,第1个NTP加 入,并生成第一个5,3 -磷酸二酯键,转 录启始复合物形成。此时, 亚基脱落, 起始转录。 (RNA-pol - DNA - pppN-OH 3´)
2、延长
遗传的保守性,是物种稳定性的分子基础, 但不是绝对的。
DNA合成期
G2 M
S G1
哺乳动物的细胞周期
一、复制的起始
几个相关概念: 1. 复制起始点 (origin, ori)
原核生物只有一个复制起始点; 真核生物染色体DNA有多个复制起始 点,同时形成多个复制单位, 两个起始点 之间的DNA片段称为复制子(replicon)。
2. 复制叉 (replication fork)
复制时双链打开,分开成两股,新链沿
着张开的模板生成,复制中形成的这种Y
字形的结构称为复制叉。
5'
3'
3'
5'
5'
3'
5'
复制方向
3'
复制起始的解链需 要多种蛋白质参与。这 些蛋白质与复制起始点 的特有序列结合,链 方 向 3'
3'
5 '
3 ' 5 '
3'
5' 3 '
5'
冈崎片段:
• 1968年日本生化学者冈崎用电镜及放射
自显影技术,观察到DNA复制中出现一 些不连续的片段,因而将这些不连续的 片段称为冈崎片段。
• 原核生物的冈崎片段为一至二千个核苷
酸,真核生物约为数百个核苷酸。
(二) 滚环复制
真核生物 mRNA 的转录后加工 成熟mRNA前体: 核内不均一RNA(heterogenous nuclear RNA, hnRNA)经转录后加工而来。 ❖5`-末端加帽:m7G-pppNmN ❖3`-末端加尾:poly A(组蛋白基因转录产物例外) ❖剪接 :外显子和内含子、断裂基因(interrupted gene) ❖编辑
不对称转录
(箭头表示转录产物生成方向)
(二)模板链(非编码链)和编码链(有意义链)
模板链(template strand):
指 DNA分子中可转录成 RNA的一股链。
编码链(coding strand) :
指与模板链互补的一股链。 其与产物 RNA的关系:用T代替RNA分子中U外,其 余都相同。
T TT U UU DNA模板、转录产物和肽的序列比较
不对称转录
1、在DNA双链分子上,仅一股链可转录 2、模板链并非总在同一链上
5´
3´
3´
5´
为编码链 coding strand
为模板链 template strand
(有意义链 sense strand,
(反义链 antisense strand ,
Crick链)—— 结构基因
Watson链,非编码链)
嘧啶核苷酸分解过程
(三) 核苷酸的合成代谢
可以通过两条完全不同的途径进行:
• 利用氨基酸,一碳基团,CO2及磷酸戊糖等简单
原料,进过一系列的酶促反应,从嘌呤及嘧啶的 合成开始进行的核苷酸的合成
——从头合成途径**
• 由现成的嘌呤,嘧啶,核苷及磷酸核糖焦磷酸
(PRPP)在酶的作用下直接合成核苷酸 ——补救合成途径
复制(replication)
是指遗传物质的传代,以母链DNA为模板 合成子链DNA的过程。
亲代DNA
复制
子代DNA
复制的方式
——半保留复制(semi-conservative replication)
复制的高保真性(high fidelity) 双向复制(bidirectional replication) 半不连续复制(semi-discontinuous replication)
第九章 基因信息的传递与表达
本章主要内容: 一 核酸的代谢 二 DNA的生物合成—复制 三 RNA的生物合成—转录 四 蛋白质的生物合成—翻译 五 基因工程
第一节核酸的代谢
主要内容
一 核酸的消化吸收 二 核苷酸的分解代谢
1. 嘌呤的分解代谢 2. 嘧啶的分解代谢 三 核苷酸的合成代谢 1. 嘌呤核苷酸的合成代谢 2. 嘧啶核苷酸的合成代谢
• mRNA:“穿鞋”,“带帽” • tRNA:“斩头”,“去尾”,化学修饰成
稀有碱基
• rRNA:甲基化,降解成形成核糖体的大、
小亚基
RNA加工反应的分类
加工反应
举例
剪切
使rRNA和tRNA从多顺反子转录本中释放,终止真核生物mRNA转录
内切降解
加工rRNA和tRNA产生成熟末端
核酸转移
转移CCA到某些tRNA的3’末端
在 RNA聚合酶(核心酶)催化下,按 5 3 方向合成 5,3-磷酸二酯键,形成 RNA/DNA杂化 双链,使RNA链不断延伸。
酶-DNA-RNA形成转录复合物(转录空泡)。
5’ 3’ RNA 5`pppNpN
原核生物的转录空泡
RNA 聚合酶 DNA 3`
有意义链 3’
5’ 反义链
注1:碱基配对稳定性比较 —— G-C > A-T > A-U 注2:在原核生物中,当mRNA链尚未转录完全,其5`-端 已经附着核糖体,开始进行mRNA的翻译过程。
嘌呤核苷酸的合成
• 从头合成途径
· 原料: ①甘氨酸,天冬氨酸,谷氨酰胺,一碳基团 ②5-磷酸核糖
· 反应部位: 细胞浆中
· 关键反应: 磷酸核糖焦磷酸(PRPP)的生成
· 关键酶: 磷酸核糖酰胺转移酶
嘌呤环合成的原料
AMP、GMP的生成
嘧啶核苷酸的合成
• 从头合成途径
原料:CO2,谷氨酰胺,天冬氨酸,PRPP 合成部位:细胞浆中
(一) 半不连续复制
领头链 (leading strand) 顺着解链方向生成的子链,其复制是
连续进行的,得到一条连续的子链。
3'
5' 解 链 方 向 3 '
5'
3'
5'
随从链 (lagging strand) 复制方向与解链方向相反,须等解开
足够长度的模板链才能继续复制,得到 的子链由不连续的片段所组成。
AT GC GC TA AT CG TA GC CG CG AT CG TA GC GC
母链DNA
CG CG AT CG TA GC GC
复制过程中形成 的复制叉
AT
AT
GC
GC
GC
GC
TA
TA
AT
AT
CG
CG
TA
TA
GC + GC
CG
CG
CG
CG
AT
AT
CG
CG
TA
TA
GC
GC
GC
GC
子代DNA
(rolling circle replication)
一些简单低等生物或染色体以外的DNA 复制的特殊形式。
3'
33'' 5'
5' 5'
三、复制的终止
1. 随从链不连续片段的连接 2. 原核生物在复制终止点的汇合
3. 真核生物端粒的合成
(一)不连续片段的连接
3 ' 5 '
3' 5'
3' 5'
3' 5'
尿嘧啶的合成
• 补救合成途径
原料: 嘌呤碱(A、G、I)、PRPP
部位: 骨髓、脑组织
反应酶: 腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)