遗传信息的转录和翻译

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携带着特定的氨基酸的 tRNA按照碱基配补原则, 识别并进入第二阶段。 3、终止阶段: 多肽链合成并被释放。
翻译后加工:
从核糖体释放的多肽链,不一定具备生物活性。肽 链从核糖体释放后,经过细胞内各种修饰处理过程, 成为有活性的成熟蛋白质,称为翻译后加工。 如:切除部分氨基酸,盘曲、折叠、糖基化、羟基 化、磷酸化、形成二硫键等修饰。
RNA
核糖核苷酸(4种)
Pi
脱氧核糖 A、G、C、T 核DNA、 质DNA 核、线粒体、叶绿体 通常是双链结构 甲基绿
Pi
核糖 A、G、C、U mRNA、 tRNA、rRNA 主要存在于细胞质中 通常是单链结构 吡罗红
碱基
分类 存在部位 结构 鉴别
DNA(脱氧核糖核酸)
RNA(核糖核酸)
功能
作为遗传物质, ①在少数病毒中作为遗传物 质 储存、传递、表 达遗传信息 ②参与基因的表达 a、mRNA:携带DNA中的遗 传的信息,在翻译过程 中作为蛋白质合成的模 板 b、tRNA:识别密码子,搬 运特定氨基酸至核糖体 c、rRNA:参与构成核糖体 ③少数RNA具有催化功能 RNA可作为DNA遗传信息传递的信使
②通过 控制蛋白质的合成 ——表达遗
传信息。
基因(DNA )
主要在细 胞核中
控制
蛋白质的合成
在细胞质 里进行
通过信使RNA
U U A G U U A U C
mRNA
RNA的组成及分类
• 基本单位:核糖核苷酸
• 化学成分:
A(腺嘌呤) G(鸟嘌呤) C(胞嘧啶) U(尿嘧啶) 含氮碱基 核糖 磷酸
2、tRNA携带下一个氨基酸进入位点2
肽键
甲硫 氨酸
H2O
组 氨酸
① C G②U G U A A U G C A C U G G C G U
mRNA 3、核糖体上的两个氨基酸形成肽键,
转移到位点2的tRNA上
„„
源自文库4、核糖体读取下一个密码子
位点1的tRNA离开核糖体,占据位点2的tRNA进入位点1 重复第2、3、4步骤,直至终止密码
转录、翻译过程基因中,碱基数∶mRNA碱基数∶ 多肽链中氨基酸数=6∶3∶1,图解如下:
[特别提醒]由于基因中有的片段不转录以及转录出 的mRNA中有终止密码子等原因,所以基因中碱基 数比蛋白质中氨基酸目的6倍多。
一、中心法则的提出:1957年,克里克
复 制
DNA
转录
RNA
翻译
蛋白质
中心法则体现了基因的两大基本功能
肽键 甲硫 组 氨酸 氨酸
H2O
② ① G U G A U G C A C U G G C G U
„„
mRNA
4、核糖体读取下一个密码子
位点1的tRNA离开核糖体,占据位点2的tRNA进入位点1 重复第2、3、4步骤,直至终止密码
1、起始阶段: mRNA、tRNA与核糖体相 结合。
2、延伸阶段:
该过程需要哪些细胞器的参与?
需内质网,高尔基体、线粒体。
真核细胞蛋白质的“分选”
附 着 在 内 质 网 上 的 核 糖 体
游 离 细 胞 质 肽链合成后,经过一系列步骤,被运送到各 中 自的“岗位”,盘曲折叠成具有特定空间结构和 的 核 功能的蛋白质分子,开始承担细胞生命活动的各 糖 体 项职责。
mRNA在细胞核中合成
细胞核
A A T C A A T A G U U A G U U A U C
mRNA
DNA
细胞质
核孔
mRNA通过核孔进入细胞质
细胞核
A A T C A A T A G T T A G T T A T C
DNA
细胞质 核孔
U U A G U U A U C
mRNA
(4)条件: ①原料:4种游离的核糖核苷酸 ②模板:基因的一条链 ③能量:细胞呼吸提供的能量 ④酶:RNA聚合酶 (5)产物:RNA(mRNA、tRNA、rRNA)
核苷 核苷酸
• 结构:由许多核糖核苷酸通过脱水聚合形成3,5磷酸二酯键而连接成单链结构,长度比DNA短; 能通过核孔,从细胞核转移到细胞质中
P P P
核糖
A
G C U
核糖
RNA适合做DNA 信使的原因:

核糖
P
核糖
由核苷酸连接而成,能储存遗传信息。
★ 一般是单链,比 DNA 短,通过核孔从细胞核转移到细胞质中。 ★ RNA与DNA的关系中,也遵循“碱基互补配对原则”。
非编码区
RNA聚合酶 结合位点
编码区
非编码区
真核细胞基因结构
外显子
内含子
RNA聚合酶:催化DNA转录为mRNA,从编码区开始进行 转录 非编码区:调控遗传信息的表达
原核细胞 编码区 真核细胞
连续的,能转录为mRNA,并翻译成蛋白质 间隔、不连续,外显子编码蛋白质
基因的功能:
①通过 复制 ——传递遗传信息。
转运RNA
氨基酸
A A U
反密码子:与mRNA分子中密码子互补配对的tRNA上的3个碱基
C U A
1、每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
2、一种氨基酸可由一种或几种转运RNA来运输。 3、理论上tRNA有61种。
遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区分:
遗传信息的翻译
(1)概念:游离的各种氨基酸,以mRNA为模板合成 具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 (2)场所: 真核生物:主要在细胞质的核糖体中,少数发生线 粒体和叶绿体的核糖体中 原核生物:细胞质的核糖体中 DNA病毒:宿主活细胞核糖体上 (3)工具:装配机器:核糖体 搬运工(翻译者):tRNA (4)条件: ①原料:20种游离的氨基酸 ②模板:mRNA ③能量:细胞呼吸提供的能量 ④酶:
②对于含有逆转录酶的RNA病毒来说,如HIV病毒, 其遗传物质是RNA,其RNA在逆转录酶的作用下合成 DNA,整合到宿主细胞的DNA上,再以整合的DNA 为模板转录成mRNA和新的病毒RNA,并翻译合成病 毒的蛋白质
中心法则几个过程的比较
过程 原料 产物
DNA
模板
碱基配 对
代表生物
以DNA作遗传物质 的生物 几乎所有生物
RNA的种类
(信使RNA)
(核糖体RNA)
(转运RNA) 结构特点 线形 三叶草形 功能 遗传信息的携带者 运输氨基酸,识别密码子 组成核糖体
名称
mRNA 信使RNA tRNA 转运RNA rRNA 核糖体RNA
DNA与RNA 的区别
DNA
基本单位
基本 无机酸 单位 组成 五碳糖 成分 脱氧核苷酸(4种)
结果:DNA上的遗传信息就传递到mRNA上
思考:
组成蛋白质的氨基酸: 20种 信使RNA的碱基: 4种 4种碱基如何决定蛋白质的20种氨基酸呢? 4种,即 如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定__ 16 种,即 如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定___
64种,即 如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定___
(1)概念:在细胞核内,以DNA的一条链为模板, 按碱基互补配对原则,合成RNA的过程
(2)场所:
真核生物:主要在细胞核内,少数发生线粒体和叶 绿体中 原核生物:细胞质 DNA病毒:宿主活细胞内
(3)过程:
①解旋:DNA一片段双链解开,即基因的双链解开 ②配对:细胞中游离的核糖核苷酸与基因的一条链(模板链)的碱基互 补配对 注意:◇以基因解开的一条链作为模板,以4种游离的核糖核苷酸为 原料,按照碱基互补配对原则,从转录起点开始转录基因的编码区直 至转录的终点 ◇碱基互补配对原则:DNA:A T C G RNA:U A G C • ◇产物RNA的碱基数:基因的碱基数约等于1:2 ③连接:在RNA聚合酶的作用下,依次连接核糖核苷酸,形成一个RNA 分子 注意:RNA聚合酶:催化DNA转录形成RNA,即催化核糖核苷酸进行 脱水聚合反应,形成3,5-磷酸二酯键 ④脱离:合成的RNA从基因的模板链释放,而后基因双链结构恢复 注意:RNA从基因的模板链释放需要消耗能量;RNA合成以后,可通 过核孔进入细胞质中
密码子不编码任何氨基酸,即UAA、UAG、UGA ,是肽链合成终止的信号
③特点:
◇一种密码子只能决定一种氨基酸。
◇密码子的连续性:2个密码子之间没有任何其他的 核苷酸予以隔开。因此要正确地阅读密码必须从 一个正确的起点开始,以后连续不断地一个一个 往下阅读,直至读到终止信号
◇密码子的简并性:是指一种氨基酸可能对应几个 密码子 ◇密码子的通用性:密码子无论是病毒,还是原核 生物或真核生物都是通用的
考试说明要求: 遗传信息的转录和翻译( Ⅱ )
对基因概念的理解
(1)与性状的关系:控制性状的遗传物质 的结构和功能单位(功能)。 (2)与DNA的关系:具有遗传效应的DNA 片断(成分)。 (3)与染色体的关系:染色体为主要载体, 且在染色体上呈线性排列(位置)。
补充:基因的结构
原核细胞基因结构
实验验证:1961年英国的克里克和同事用实验证明一 个氨基酸是由mRNA的3个碱基决定,即三联体密码子
密码子
①概念:mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸, 每3个这样的碱基称为1个密码子
②种类:64种,61种能够编码氨基酸(其中包括2种
起始密码子,即AUG、GUG,既是是肽链合成开
始的信号,也是编码氨基酸的密码子),3种终止
多聚核糖体:一个mRNA上连接多个核糖体。
意义:短时间内能同时合成多条相同肽链
原核细胞中的多聚核糖体常与DNA结合在一起
原核细胞中的转录和翻译是同时同地点进行的
时间 场所 模板 原料 能量 碱基 配对
意义
复制 转录 翻译 细胞分裂的间期 个体生长发育的整个过程 细胞质的 主要在细胞核 主要在细胞核 核糖体 DNA 的两条单链 DNA 的一条链 mRNA 4 种核糖核苷 20 种氨基 4 种脱氧核苷酸 酸 酸 都需要 AT,TA, AU,TA AU,UA, CG,GC CG,GC CG, GC 表达遗传信息,使生物表 传递遗传信息 现出各种性状
(1)对遗传信息的传递功能,它是通过DNA复制完成的。
(2)对遗传信息的表达功能,它是通过转录和翻译完成的。
资料分析
1.1965年科学家发现RNA复制酶 RNA RNA 2.1970年科学家发现逆转录酶
RNA
DNA
3.1982年科学家发现疯牛病是由一种 结构异常的蛋白质“增殖”引起。
中心法则的发展:
简并性的意义: 防止碱基的改变而导致遗传信息的改变。 当密码子中有一个碱基改变时,由于密码子的简并性, 可能并不会改变其对应的氨基酸。
通用性的启示:
说明所有生物可能有相同的起源。
或生命在本质上是统一的。
DNA
转录
mRNA
进入到细 胞质里
氨基酸
一定顺序 排列
蛋白质
在核糖 体合成
主要在细 胞核中
在细胞质 里游离
复制
DNA
转录 逆转录
RNA
翻译
蛋白质
DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的 生物所遵循的法则;
RNA复制和逆转录是某些病毒才会出现的,并 且只有寄生到寄主细胞中才能进行。
核酸 和________ 蛋白质 这两类 中心法则实质蕴涵着______ 联系 和相互作用。 生物大分子之间的相互______
转录 解旋酶、 解 旋 酶 、 DNA 酶 RNA 聚合 聚合酶 酶 一个单链 产物 2 个双链 DNA RNA 通过核孔 传递到 2 个子细 产物去向 进入细胞 胞或子代 质 边解旋边 边解旋边复制, 转 录 , 转 特点 半保留复制 录后 DNA 恢复原状
复制
翻译 合成酶 多肽链(或蛋 白质) 组成细胞结构 蛋白或功能蛋 白 翻译结束后, mRNA 被 降 解成单体
(5)过程:
A U G C A C U G G C G U
mRNA
A U G C A C U G G C G U
mRNA
A U G C A C U G G C G U
mRNA
甲硫 氨酸
② ① U A C A U G C A C U G G C G U „„
mRNA
1、mRNA与核糖体结合,
tRNA携带第一个氨基酸进入位点1
脱氧核苷酸 DNA复制 (4种) 转录 翻译
中心法则与生物种类的关系
(1)以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递:
(2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递:
①对于不含逆转录酶的RNA病毒来说,如SARS病毒、RNA肿 瘤病毒,其遗传物质是RNA,其RNA分子本身也可作为 mRNA翻译合成病毒的蛋白质,同时又可以RNA分子自身作 为模板复制新的RNA分子
联系
DNA与RNA判定方法
①若某核酸分子中有脱氧核糖,一定为DNA;有 核糖一定为RNA
②若含“T”,一定为DNA;若含“U”,一定为 RNA ③用反射性同位素标记“T”或“U”可探知DNA 或RNA。若细胞中大量利用“T”,可认为进 行DNA的复制;若大量利用“U”,可认为进 行RNA的合成
遗传信息的转录
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