内容正文:
第四章 基因的表达
基因的表达
1.基因指导蛋白质的合成
(1)RNA的组成与分类
(2)遗传信息的转录与翻译
2.基因对性状的控制
(1)中心法则
(2)基因、蛋白质与性状的关系
第一节 基因指导蛋白质的合成
一、RNA的组成与分类
1.DNA控制蛋白质的合成需要特定的物质(RNA)和场所(细胞)。
2.RNA有三种:(1)信使RNA,也叫mRNA——是控制蛋白质合成的直接模板。
(2)转运RNA,也叫tRNA——运载氨基酸的“搬运工”。
(3)核糖体RNA,也叫rRNA——与蛋白质一起构成核糖体。
3.RNA和DNA的比较
比较项目
DNA
RNA
组成单位
基本组成单位不同
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
五碳糖不同
脱氧核糖
核糖
碱基不同
DNA中特有的是胸腺嘧啶
RNA中特有的是尿嘧啶
结构不同
规则的双螺旋结构
一般为单链,能通过核孔
二、遗传信息的转录与翻译
1.转录
(1)定义:在细胞核中,以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成RNA的过程,叫做转录。
(2)过程
①解旋:DNA双链解开,碱基得以暴露。
②配对:细胞中游离的核糖核苷酸随机地与DNA链碱基碰撞,当核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补时,两者以氢键结合。
③连接:在RNA聚合酶的作用下,新结合的核糖核苷酸连接在正在合成的mRNA分子上。
④脱离:合成的mRNA从DNA链上释放,然后DNA双链恢复为双螺旋结构。脱离后的mRNA穿过核孔进入细胞质。
(3)总结 ①场所:主要在细胞核 ②模板:DNA的一条链
③原料:四种核糖核苷酸 ④碱基互补配对:A-U T-A G-C C-G
⑤产物:单链的RNA ⑥信息传递:DNA→RNA
⑦酶:RNA聚合酶 ⑧能量:细胞呼吸产生的ATP
2.翻译
(1)定义: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:细胞质的核糖体上。
(3)过程
①结合:mRNA 与核糖体结合。
②配对:tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对,tRNA将氨基酸转运到mRNA相应的位置上。
③缩合:两个氨基酸分子脱水缩合。
④移位:tRNA离开,再去转运新的氨基酸,核糖体随着mRNA滑动,另一个tRNA上的碱基与mRNA上的密码子配对。
⑤脱离:读取到终止密码时,翻译宣告终止。肽链脱离核糖体。
⑥肽链合成后,就从核糖体与mRNA的复合物上脱离,经过一系列步骤,被运送到各自的“岗位”,盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子,开始承担细胞生命活动的各项职责。
(3)总结 ①场所:细胞质的核糖体中 ②模板:单链的mRNA
③原料:20种氨基酸 ④碱基互补配对:A-U U-A G-C C-G
⑤产物:有一定氨基酸顺序的多肽链 ⑥信息传递:RNA→蛋白质
⑦酶:多种酶 ⑧能量:细胞呼吸产生的ATP
(4)相关名词概念及对应关系
①密码子:mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,有64种。一个密码子只决定一种特定的氨基酸,一种氨基酸可能有多个密码子。
②遗传密码共64个,三个终止密码子不编码氨基酸(能编码氨基酸的密码子有61个)。
③反密码子:tRNA一端与mRNA上一个密码子互补配对的三个相邻的碱基,有61种。
④tRNA:识别氨基酸并将氨基酸转运到核糖体中,是运载工具。有61种,一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,一种氨基酸可以由多种tRNA转运。
⑤mRNA: 碱基的数量 排列顺序 种类 4种
↓决定 ↓决定 ↓决定
蛋白质: 氨基酸的数量 排列顺序 种类 20种
⑥碱基与氨基酸的对应关系:
一个碱基决定一个氨基酸,41=4;
二个碱基决定一个氨基酸,42=16;
三个碱基决定一个氨基酸,43=64。
⑦基因中碱基数:mRNA中碱基数:蛋白质中氨基酸数=6:3:1。
(5)遗传信息、密码子和反密码子的关系:
比较
遗传信息
密码子
反密码子
存在位置
在DNA分子上
在mRNA上
在tRNA上
本质
基因中控制遗传性状的脱氧核苷酸排列顺序
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基;密码子共64种,其中61种决定氨基酸
tRNA中与mRNA密码子配对的三个相邻碱基;一种tRNA运输一种氨基酸,一种氨基酸可以由一个或多个tRNA运输
功能
通过复制、转录传递遗传信息
直接决定蛋白质中氨基酸的种类和排列顺序
根据碱基互补配对原则识别mRNA的密码子
联系
遗传信息间接控制蛋白质中氨基酸排列顺序,遗