4.1 基因指导蛋白质的合成课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修二

第4章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成 1 基因是有遗传效应的DNA片段，DNA主要存在于细胞核中， DNA分子过大不能穿过核孔 蛋白质在细胞质中合成 Q1:DNA携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中的？ Q2：蛋白质是如何合成的？ 科学家推测，在DNA和蛋白质之间，有一种物质充当信使。 后来发现细胞中确实有这样的物质，它就是RNA。 RNA（核糖核苷酸） 五碳糖 核糖 脱氧核糖 碱基 腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、 胞鸟嘌呤（G）嘧啶（C） （一）结构（vsDNA） 一般是单链，比DNA短，能穿过核孔。 RNA DNA 1. 信使RNA（mRNA） 由DNA的一条链作为模板转录而来的、携带遗传信息 能指导蛋白质合成的一类单链核糖核酸。 占细胞内RNA总量的2%~ 5% （二）种类 2. 核糖体RNA（rRNA） 细胞内含量最多的一类RNA，也是3类RNA中相对分子质量最大的一类RNA，它与蛋白质结合而形成核糖体，其功能是在mRNA的指导下将氨基酸合成为肽链。 真核细胞核糖体 80S核糖体 60S大亚基 40S小亚基 50种蛋白质 5S、5.8S、28S rRNA 33种蛋白质 18S rRNA 原核细胞核糖体 70S核糖体 50S大亚基 30S小亚基 31种蛋白质 5S、23S rRNA 21种蛋白质 16S rRNA 3. 转运RNA（tRNA） 是一种由76-90个核苷酸所组成的RNA，其3’端可以在氨酰-tRNA合成酶催化之下，接附特定种类的氨基酸。 二级结构 （三叶草结构） 三级结构 （倒“L”） 二氢尿苷酸（D） 假尿苷酸（Ψ） （CCA茎） ①氨基酸+ATP→氨酰-AMP+焦磷酸 ②氨酰-AMP+tRNA→氨酰-tRNA+AMP 一 遗传信息的转录 转录：以双链DNA中的一条链为模板，以A、U、C、G四种 核糖核苷酸为原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA的过程。 3 tianxinxinxinxin (t) - 模板链用于转录，编码链不用于转录 原核生物和真核生物mRNA有不同的特点： 1. 原核生物mRNA常以多顺反子（一条mRNA链编码几种功能相关联的蛋白质）的形式存在； 真核生物mRNA一般以单顺反子（翻译产物仅是单个蛋白质链）的形式存在。 2. 原核生物mRNA的转录与翻译一般是偶联的； 真核生物转录的mRNA前体则需经转录后加工为成熟的mRNA，与蛋白质结合生成信息体后才开始工作。 3. 原核生物mRNA半衰期很短，一般为几分钟 ，最长只有数小时； 真核生物mRNA的半衰期较长， 如胚胎中的mRNA可达数日。 4. 真核生物mRNA具有5‘帽子和3’多聚A尾巴，原核生物没有这样的首尾结构。 真核pre-mRNA加工 1. 5’端加帽：5’帽（也称为RNA帽，RNA 7-甲基鸟苷帽或RNA m7G帽）,在转录开始不久后就被添加到新产生的真核mRNA的5’端。 通过5’-5’-磷酸酯键与第一转录出的核苷酸连接。它的存在对于核糖体的识别和对mRNA的保护至关重要。 2. 3’端加尾：在真核生物中，大多数信使RNA（mRNA）分子在3'末端被多聚腺苷酸化。Poly A尾巴和与其结合的蛋白质有助于保护mRNA免于被核酸外切酶降解。3’端加尾对于转录终止，从细胞核输出mRNA和翻译也很重要。 多腺苷酸化信号 多腺苷酸化信号募集RNA结合蛋白，并指导核酸内切酶切断之后的转录物 多聚腺苷酸聚合酶使3’端加上多个腺苷酸 真核pre-mRNA加工 3. 剪接 剪接体（蛋白质和RNA的复合物） 切除内含子 连接外显子 二 遗传信息的翻译 翻译：游离在细胞质中的氨基酸，以mRNA为模版合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。 Q：4种碱基如何决定21种氨基酸？ 1个碱基决定1个氨基酸 4种碱基决定4种氨基酸 2个碱基决定1个氨基酸 4种碱基决定16种氨基酸 3个碱基决定1个氨基酸 4种碱基决定64种氨基酸 推测：3个碱基决定1个氨基酸 克里克以T4噬菌体为实验材料，研究其中某个基因的碱基增加或减少对其所编码蛋白质的影响。他发现在相关碱基序列中增加或删除1个或2个碱基，无法产生具有正常功能的蛋白质，但是当增加或删除3个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。 用实验证明了3个碱基决定1个氨基酸 密码子：mRNA上相邻的3个碱基。 密码子具有： 1. 简并性 除色氨酸和甲硫氨酸外，几个密码子共同编码一个氨基酸的现象 2. 连续性 密码子的三联体不间断，需三个一组连续阅读 4. 摆动性 密码子第三个碱基与反密码子的第一个碱基不严格配对的现象 5. 普遍性与特殊性 所有生物共用同一套密码合成蛋白质的现象，但有例外如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体 3. 方向性 从mRNA的5’端至3’端 I