《分子生物学》PPT课件 (2)

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分子生物学 PPT课件

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• 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。
• (五)小分子RNA研究进展
• 1993年,Lee RC等发现线虫(C.elegans) lin-4基 因编码的小分子RNA,其长度为22~61个核苷 酸——反义RNA。
• 反义RNA能与lin-14 mRNA的3ˊ非翻译区 (untranslated region,UTR)反义互补结合,阻 断lin-14的翻译,降低线虫早期发育阶段lin-14 蛋白的水平。
• 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:
• 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。
• 其中重组DNA(recombinant DNA)技术是现代分 子生物学技术的核心。
• 重组DNA技术又称为基因操作(gene manipulation )、分子克隆(molecular cloning)、基 因克隆(gene cloning) 或基因工程(gene engineering)等。

分子生物学课件ppt

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转基因技术
转基因技术是将外源基因导入生物体,实现基因的过 表达或补充。转基因技术的关键在于选择合适的载体 和导入方法。
THANKS
感谢观看
基因编辑技术的应用
基因编辑技术在许多领域都有广泛的应用,如罕见病治疗、癌症免疫治疗、农业育种等。 通过基因编辑技术,可以实现对特定基因的敲除、敲入或修饰,以达到治疗或改良的目的 。
基因编辑技术的伦理问题
虽然基因编辑技术具有巨大的潜力,但也引发了伦理和法律等方面的争议。在应用基因编 辑技术时,需要充分考虑伦理和法律问题,确保技术的合理应用和规范发展。
发展趋势
基因组学、蛋白质组学、代谢组学等 多组学研究,跨学科交叉融合,生物 信息学和计算生物学的发展等。
02
分生物学基本概念
基因与DNA
基因
基因是生物体内携带遗传信息的最小 单位,负责编码蛋白质或RNA分子 。
DNA
DNA是生物体的主要遗传物质,由四 种不同的脱氧核苷酸组成,通过特定 的序列排列储存遗传信息。
高通量测序
高通量测序是指一次可以对大量DNA或RNA分子进行序列测定的技术。高通量测序技术极大地提高了 基因组学和转录组学研究的效率,为生物医学研究提供了强大的工具。
04
分子生物学应用
生物医药研究
01
02
03
药物设计与开发
利用分子生物学技术,研 究药物与靶点的相互作用 ,提高药物的疗效和降低 副作用。
分子生物学前沿研究
表观遗传学研究
01
表观遗传学研究
表观遗传学是研究基因表达的调控机制,通过研究DNA甲基化、组蛋
白修饰等机制,揭示基因表达的调控规律,以及环境因素对基因表达的
影响。
02

分子生物学(共19张PPT)

分子生物学(共19张PPT)

04
蛋白质的结构与功能
蛋白质的分子组成与结构
氨基酸通过肽键连 接形成多肽链,即 蛋白质的一级结构 。
多条多肽链组合在 一起,形成蛋白质 的三级结构。
蛋白质的基本组成 单位是氨基酸,共 有20种常见氨基酸 。
多肽链经过盘绕、 折叠形成二级结构 ,主要形式包括α螺旋和β-折叠等。
在特定条件下,蛋 白质可形成四级结 构,由多个亚基组 成。
发展历程
从20世纪50年代DNA双螺旋结构 的发现开始,分子生物学经历了 飞速的发展,成为现代生命科学 中最为活跃和前沿的领域之一。
分子生物学的研究对象与任务
研究对象
主要包括DNA、RNA、蛋白质Байду номын сангаас生 物大分子,以及它们之间的相互作用 和调控机制。
研究任务
揭示生物大分子的结构、功能及其相 互作用机制;阐明基因表达调控的分 子机制;探索生物大分子在生命过程 中的作用和意义。
转录因子
01
真核生物中存在大量转录因子,它们与DNA特定序列结合,激
活或抑制基因转录。
表观遗传学调控
02
通过DNA甲基化、组蛋白修饰等方式,改变染色质结构,影响
基因表达。
microRNA调控
03
microRNA是一类小分子RNA,通过与mRNA结合,抑制其翻
译或促进其降解,从而调节基因表达。
基因表达调控的分子机制
发育生物学研究生物体的发育过程,而分子 生物学则揭示了发育过程中基因表达和调控 的分子机制。
02
DNA的结构与功能
DNA的分子组成与结构
DNA的基本组成单位
脱氧核糖核苷酸,由磷酸、脱氧核糖 和碱基组成。
DNA的碱基
DNA的双螺旋结构

完整版《分子生物学》 ppt课件

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底物
模板 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
识别 起始 延伸 终止
启动子(-10区、-35区) 转录单位相关概念 CAP位点 识别过程
不依赖ρ因子的终止子: 内在终止子(intrinsic terminator ) 依赖ρ因子的终止子( ρ-dependent terminator )有发夹结构,但GC含量少, 无U串
核mRNA内含子的剪接 Ⅰ内含子的剪接 Ⅱ类内含子的剪接 反式剪接
核mRNA的 拼接体的拼接
类型ⅰ 自我拼接
类型ⅱ自我 拼接
剪接、3’末端CCA结构、碱基修饰 内含子切除(核酸酶的作用,不是
转酯反应) 连接外显子
蛋 白 参与蛋白质生物合成的物质 质 的 蛋白质生物合成过程 生 物 蛋白质合成的干扰与抑制 合 成 蛋白质的降解
一般模式 复制型转座模式 非复制型转座模式 保守型转座模式 TnA转座模式
通过反义RNA的翻译水平控制 甲基化作用控制转座酶合成及
其与DNA的结合
转座引起插入突变 造成插入位点靶DNA的少量碱基
对重复 插入位点出现新基因 引起染色体畸变 转座引起的生物进化 切除效应 外显子改组
动子:(上游控制元件),-165~ -40,影响转录的频率。
♠ -25bp:TATA盒(Hogness box),识别起 始位点
♠ -75bp:CAAT盒(CAATCT) ,决定启动子
♠ -110bp:GC盒的(G转G录GC频G率G),R调N控A起始聚和合酶I的启动子
转录频率
RNA聚合酶Ⅱ的启动子
分子生物学 Molecular Biology
总结复习 Review and Summarize
2020/12/22
1
绪论
引言 分子生物学简史 分子生物学的研究内容 分子生物学进展 分子生物学展望

分子生物学总结 PPT课件共32页

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第三章 复制
一、DNA复制概况
▪ 概念: Replicon、 replication bubbles、 Replication
fork、 semi-coservative replication、 semidiscontinuocos replication、 Okazaki fragment、 leading strand、 lagging strand
组成 • 端粒结合蛋白 • 端粒的功能(※) :保护染色体结构和功能的
完整性 • 端粒酶的作用机制 • 端粒、端粒酶与衰老、肿瘤的关系※
第四章 转录和转录后加工
转录
• 1.概念(※) :transcription、 promoter、 terminator、 read-through、 transcription factors、 Cis-acting elements、 Trans-acting factors、 ribozyme、 alternative splicing、
• 疾病: Thalassemia(地中海贫血)
3. discontinuous gene
• 概念※ :不连续基因(discontinuous gene ) 、
外显子(exon ) 、内含子(intron ) • 证据(理解):R环结构、限制性内切酶分析 • 外显子和内含子的连接区 • (※) … …的可变调控: 组成性剪接、选择性
• 2.概述:转录和DNA复制的区别、 Template(模板) • 3.E.coli RNA聚合酶:全酶 、核心酶 、功能
• 4.转录过程
• 模板的识别:启动子、 -10序列、-35序列
• 起始
• 延伸
• 终止:不依赖ρ因子的终止子、依赖于ρ因子的终止子

《分子生物学》课件

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介绍CRISPR-Cas9系统的原理 及在基因编辑中的应用。
基因编辑实验室
展示现代基因编辑实验室的设 备和技术。
基因治疗
探讨基因编辑技术在治疗遗传 病和癌症中的潜力。
生物信息学与计算生物学
大数据分析
使用生物信息学和计算生物学的工具来分析 海量生物数据。
蛋白质结构预测
通过模拟和计算来预测和研究蛋白质的结构 和功能。
3 基因修复与修复机

探讨基因损伤修复和细 胞保护机制在环境暴露 中的作用。
生物多样性与保护
生物多样性
解释生物多样性的重要性和全球生物多样性状 况。
保护生物多样性
讨论保护生物多样性的 分子标记物
液体活检
通过PCR和测序技术检测基因突变和遗传病。
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《分子生物学》PPT课件大纲: 1. 介绍分子生物学概念 2. DNA和RNA结构与功能 3. 蛋白质的合成与结构 4. DNA复制和细胞分裂 5. 基因表达与转录 6. RNA加工修饰 7. 蛋白质翻译和折叠 8. 基因调控及表观遗传学
基因编辑与CRISPR技术
CRISPR Cas9
介绍分子标记物在疾病诊断和治疗中的应用, 如肿瘤标志物。
探讨液体活检在肿瘤诊断和监测中的潜力。
分子生物学的社会影响
1 伦理和法律问题
讨论基因编辑和遗传修 复等技术引发的伦理和 法律问题。
2 公众教育和意识
强调公众了解分子生物 学的重要性和科学素养 的培养。
3 医疗与健康
探讨分子生物学在医疗 和健康领域的革命性发 展。
基因组学研究
利用计算方法研究基因组结构、功能和进化。
网络生物学
通过构建和分析生物网络来揭示生物体内的 复杂关系。

《分子生物学全套》ppt课件

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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

分子生物学课件(共51张PPT)(2024)

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四级结构
由两条或两条以上的多肽链组 成的一类结构,每一条多肽链
都有完整的三级结构。
21
蛋白质的功能与分类
结构蛋白:作为细胞的结构,如膜蛋白,染色体蛋白等 。 酶:催化生物体内的化学反应。
抗体:参与免疫应答。
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功能蛋白
激素:调节生物体的生理活动。
蛋白质的分类还可以根据其溶解度、形状等进行划分。 例如,根据溶解度可分为清蛋白、球蛋白等;根据形状 可分为纤维状蛋白和球状蛋白等。
RNA的基本组成单位是核糖核苷酸, 由磷酸、核糖和碱基组成。
磷酸二酯键
核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接 形成RNA链。
碱基
RNA中的碱基主要有腺嘌呤(A)、 鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶 (U)。
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RNA的种类与结构
mRNA
信使RNA,负责携带遗 传信息并指导蛋白质合
成。
翻译水平调控
通过控制翻译的起始、延伸和 终止来调控基因表达。
蛋白质水平调控
通过控制蛋白质的活性、稳定 性和相互作用来调控基因表达

表观遗传学调控
通过改变染色质结构和DNA 甲基化等方式来调控基因表达

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05
蛋白质的结构与功能
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蛋白质的分子组成
氨基酸
蛋白质的基本组成单元,共有20 种标准氨基酸。
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tRNA
转运RNA,负责携带氨 基酸并识别mRNA上的
遗传密码。
rRNA
其他RNA
核糖体RNA,是核糖体 的组成部分,参与蛋白
质合成。
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如miRNA、snRNA等, 在基因表达调控等方面

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复制起始时,母链即已解开,两股单链都 是模板,其作用是按碱基配对规律指引核 苷酸加入到新链。
每次加入的单个核苷酸,都是以dNTP为原 料,复制时子链从5’向3’延长。
复制延长速度相当快。E.coli每秒钟能加入 的核苷酸数达2500个。
复制的半不连续性和冈崎片段
在形成双螺旋结构时,DNA双链的走 向是相反的。复制经解链后,两股单链在 复制叉上也是走向相反。复制,包括引物 合成,只能从5′向3′延伸。而在同一复制叉 上,解链的方向只可能有一个。复制方向 与解链方向不一致,可以理解不连续复制 的成因。
四种碱基:腺嘌呤 (adenine,缩写为A) 胸腺嘧啶(thymine,缩写为T) 胞嘧啶(cytosine,缩写为C) 鸟嘌呤(guanine,缩写为G)
DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链组成的。
DNA分子的结构特点是:
DNA分子是由两条链组成的,这两链按反 向平行方式盘旋成双螺旋结构。
复制的终止
原核生物基因是环状DNA,双向复制的 复制片段在复制的终止点(ter)处汇合。复制 的起始点和终止点刚好把环状DNA分为两 个半圆,两个方向各进行180,同时在终止 点汇合。
原核DNA聚合酶的种类:
有三种DNA聚合酶(I,II,III),可 进行5’→3’方向聚合和3’→5’外切酶活性逐 个切下核苷酸,聚合酶I和III还可从5’→3’ 切下核苷酸。聚合酶III是主要的DNA复制 酶,酶I填补引物去除后的缺口,而酶II与 酶I协作或作为其补充。
B.真核生物的DNA复制
真核生物每个染色体有多个起始点,是多 复制子复制。复制有时序性,即复制子以 分组方式激活而不是同步起动。
在复制叉及RNA引物生成后,DNA-polδ通 过PCNA的协同作用,逐步取代DNA-polα, 在引物的3’-OH基础上分别合成领头链和 随从链。复制子复制完成后,除去引物。

分子生物学(二)

分子生物学(二)

分子生物学(二)引言概述:分子生物学是研究生物分子结构和功能的学科。

本文将继续讨论分子生物学的相关内容,重点关注五个大点,包括蛋白质合成、基因表达调控、DNA复制、基因突变和分子诊断技术。

正文:一、蛋白质合成1. 转录和翻译的关系:RNA聚合酶合成mRNA,然后在核糖体中翻译成蛋白质。

2. 编码和非编码RNA:编码RNA包括mRNA和tRNA,而非编码RNA则不直接编码蛋白质,如rRNA和miRNA。

3. 编码RNA修饰:例如,剪接和RNA编辑,可以改变RNA序列,并对蛋白质产生重要影响。

4. 信使RNA降解:通过RNA酶的作用,mRNA可以被降解,控制蛋白质的合成量和速率。

5. 蛋白质翻译后修饰:包括磷酸化、糖基化和乙酰化等多种修饰形式,影响蛋白质的功能和稳定性。

二、基因表达调控1. 转录调控:转录因子的结合可以激活或抑制基因的转录过程,影响蛋白质的合成。

2. 染色质结构:染色质的组织结构和修饰可以影响基因的可及性,进而调控基因表达。

3. miRNA的调控作用:miRNA可以与mRNA结合,抑制其翻译或诱导降解,进而调控基因表达。

4. DNA甲基化:DNA甲基化是一种在基因调控中重要的表观遗传修饰方式,参与基因的静默。

5. 细胞信号转导:细胞内外的信号转导通路可以调控基因表达,对细胞发育和功能起重要作用。

三、DNA复制1. DNA复制的步骤:包括解旋、合成互补链和连接等多个步骤,确保DNA的准确复制。

2. DNA聚合酶:DNA聚合酶是复制DNA的主要酶类,具有高度专一性和准确性。

3. 复制起始位点选择:复制起始位点的选择是复制过程的关键步骤,受到复制起始蛋白的调控。

4. DNA损伤修复:复制过程中,可能会发生DNA损伤,细胞会通过修复机制保护DNA的完整性。

5. 复制过程的调控:多种蛋白质和调控机制参与DNA复制的调节,确保复制的顺序和精确性。

四、基因突变1. 突变的类型:包括点突变、缺失、插入和倒位等多种突变类型,影响DNA序列的改变。

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1.3 Protein Structure and
1.3 蛋白质的结构与
Function: A Few Examples
功能:几个例子
1.4 The Dynamics of Proteins 1.4 蛋白质动力学
1.5 Experiments
1.5 实验研究
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Chapter 1 Amino Acids to Proteins
✓Any amino acid can join to any other amino acid. ✓Proteins can be composed of any combination of
twenty amino acids, in any number and in any order.
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Glycine
甘氨酸
Gly G
Alanine
丙氨酸
Ala A
Isoleucine 异亮氨酸 Ile I
Leucine
亮氨酸
Leu L
Methionine 甲硫氨酸 Met M
Phenylalanine 苯丙氨酸 Phe F
Tryptophan 色氨酸
Trp W
Proline
脯氨酸
Pro P
Valine
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➢The twenty amino acids and abbreviation
They can be divided into four groups according to the property of their R groups.
9 Hydrophobic R groups 疏水的R基团
生命几乎就是蛋白质 的杰作。蛋白质让生 物可以生长和繁殖。 它们为生物提供了外 形和力量,以及运动 功能。 在细胞中,蛋白质无 处不在,行使着几乎 任何功能。
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萤火虫的荧光素酶消耗ATP催化底物发光
红细胞含有大量携氧的血红蛋白
犀牛是唯一的一种具有完全由角蛋白组 成角的动物。
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1.1 Protein Composition@
➢The formation of a peptide bond
The carboxyl group of one amino acid can react with the amino group of another amino acid to form a peptide bond(amide bond-酰胺键).
缬氨酸
Val V
2 Acidic R groups 酸性的R基团
Aspartic acid 天冬氨酸 Asp D
Glutamic acid 谷氨酸
Glu E
6 Hydrophilic R groups 亲水的R基团
Serine
丝氨酸
Ser S
Threonine 苏氨酸
Thr T
Asparagine 天冬酰胺 Asn N
Glutamine 谷氨酰胺 Gln Q
Cysteine
半胱氨酸 Cys C
Tyrosine
酪氨酸
Tyr Y
3 Basic R groups 碱性的R基团
Arginine
精氨酸
Arg R
Histidine
组氨酸
His H
Lysine
赖氨酸
Lys K
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✓Structures of hydrophobic amino acids
Life is most directly the work of proteins. Proteins allow organisms to grow and reproduce. They provide shape, strength and movement. In the cell, proteins are everywhere and do almost everything.
➢Proteins are composed of small molecules called
amino acids. Carbon atom attachs to four different chemical groups.
hydrogen atom
R group
Different amino acids have different R groups.
咪唑基
acidic R groups
胍基 basic R groups
Negative charge
PositivLeabharlann chargeAsp and Glu carry negative charges,Lys, Arg and His carry
positive charges at physiological pH value (7.2~7.6).
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➢20种氨基酸三字符必需记住:
• Ala Arg Asp Asn Cys Glu Gln Gly His Ile 丙 精 天 酰氨 半 谷 酰氨 甘 组 异亮
• Leu Lys Met Phe Pro Ser Thr Trp Tyr Val 亮 赖 甲硫 苯丙 脯 丝 苏 色 酪 缬
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脂 肪族和芳香族支链 维持蛋白质三维结构中起着重要作用(蛋白质的疏水核心)
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✓Structures of the hydrophilic amino acids
这类氨基酸的侧链都能与水形成氢键,因此易溶于水。 R基团有极性但一般不解离。
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✓Structures of acidic and basic amino acids
Chapter 1 Amino Acids to Proteins 从氨基酸到蛋白质
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Chapter 1 Amino Acids to Proteins
1.1 Protein Composition
1.1 蛋白质的组成
1.2 Protein Conformations
1.2 蛋白质的构象
✓Character of peptide bond:
Partial double bond / 部分双键
Double-bond joining the carbon and oxygen is also distributed between the same carbon and the adjacent nitrogen. This means that the peptide bond exists as an intermediate between a single bond and double bond.
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