DNA复制转录翻译讲解学习教案

会计学1DNA复制复制(fzh)转录翻译讲解转录翻译讲解第一页，共78页。肺炎支原体肺炎流行病学、临床特征与诊疗肺炎支原体肺炎流行病学、临床特征与诊疗(zhnlio)规范化研究规范化研究潘长旺潘长旺发展(fzhn)简史2主要(zhyo)内容345DNA复制、转录和翻译DNA重组与基因工程重组与基因工程基因与疾病基因与疾病1第1页/共77页第二页，共78页。准备准备(zhnbi)和酝酿和酝酿建立建立(jinl)和和发展发展蛋白质是生命的主要基础物质蛋白质是生命的主要基础物质DNA是遗传的物质基础是遗传的物质基础遗传中心法则的建立遗传中心法则的建立蛋白质翻译合成的基本过程蛋白质翻译合成的基本过程1953年年 第2页/共77页第三页，共78页。第3页/共77页第四页，共78页。基因工程基因工程(jyn gngchng)技术技术基因表达基因表达(biod)的调控的调控生物大分子的结构和功能生物大分子的结构和功能生物信息学生物信息学第4页/共77页第五页，共78页。第5页/共77页第六页，共78页。遗传信息传递遗传信息传递(chund)方向方向的规律的规律第6页/共77页第七页，共78页。第7页/共77页第八页，共78页。第8页/共77页第九页，共78页。第9页/共77页第十页，共78页。（一）复制的基本规律（一）复制的基本规律（二）（二）DNADNA复制的条件复制的条件（三）（三）DNADNA生物生物(shngw)(shngw)合成过程合成过程（四）真核生物（四）真核生物(shngw)(shngw)端粒端粒（五）逆转录（五）逆转录第10页/共77页第十一页，共78页。染色体DNA基因(jyn)基因(jyn)和染色体，DNA和脱氧核苷酸的关系：每一条染色体只含有一个每一条染色体只含有一个DNADNA分分子，每个子，每个DNADNA分子上有很多基因分子上有很多基因，基因是，基因是DNADNA片段，在染色体上片段，在染色体上呈线性排列，每个基因中又有成呈线性排列，每个基因中又有成百上千个脱氧核苷酸。每个基因百上千个脱氧核苷酸。每个基因有特定有特定(tdng)(tdng)的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸排列顺序，它代表着遗传信息排列顺序，它代表着遗传信息是基因的载体。是基因的载体。第11页/共77页第十二页，共78页。1、半保留、半保留(boli)复复制制（一）复制（一）复制(fzh)的基本的基本规律规律第12页/共77页第十三页，共78页。复制复制亲代亲代DNA子代子代DNADNADNA半保留半保留(boli)(boli)复制示意图复制示意图第13页/共77页第十四页，共78页。第14页/共77页第十五页，共78页。半保留复制半保留复制(fzh)的的意义意义第15页/共77页第十六页，共78页。2、有一定、有一定(ydng)的复制起始的复制起始点点第16页/共77页第十七页，共78页。53oriorioriori535533553复制子复制子3复制复制(fzh)(fzh)起始点与复制起始点与复制(fzh)(fzh)子示意图子示意图第17页/共77页第十八页，共78页。第18页/共77页第十九页，共78页。第19页/共77页第二十页，共78页。3、需要、需要(xyo)引物引物第20页/共77页第二十一页，共78页。4、双向复制、双向复制(fzh)第21页/共77页第二十二页，共78页。5、半不连续、半不连续(linx)复制复制第22页/共77页第二十三页，共78页。3 5 3 5 3 5 3 5 解链方向解链方向领头领头(ln tu)链链(leading strand)随从随从(sucng)链链(lagging strand)DNADNA的半不连续的半不连续(linx)(linx)复制复制3 5 第23页/共77页第二十四页，共78页。第24页/共77页第二十五页，共78页。第25页/共77页第二十六页，共78页。(dNMP)n+dNTP (dNMP)n+1+PPi（二）（二）DNA复制复制(fzh)的条的条件件第26页/共77页第二十七页，共78页。DNADNA复制过程复制过程(guchng)(guchng)中脱氧核糖核苷酸的中脱氧核糖核苷酸的聚合反应聚合反应第27页/共77页第二十八页，共78页。的两股链解开后，可分别作为模板(mbn)进行复制。2 2、模板、模板(mbn)(template)(mbn)(template)第28页/共77页第二十九页，共78页。3 3、引发、引发(yn f)(yn f)体和体和RNARNA引引物物第29页/共77页第三十页，共78页。3 HO53 5 3 5 引物酶催化合成引物酶催化合成(hchng)(hchng)短链短链RNARNA引物分子引物分子 引物引物引引物物酶酶第30页/共77页第三十一页，共78页。2.核酸外切酶活性第31页/共77页第三十二页，共78页。DNA链连接成一条(y tio)完整的链。5 5、DNADNA连接酶连接酶第32页/共77页第三十三页，共78页。DNA连接酶连接酶ATP（NAD+）ADP+Pi（NMN+AMP）HO5POO-O-O353POO-O-O3553DNADNA连接连接(linji)(linji)酶的连接酶的连接(linji)(linji)作用作用第33页/共77页第三十四页，共78页。DNA复制复制(fzh)过程简图过程简图第34页/共77页第三十五页，共78页。D N A 连 接 酶 在 复 制 中 起 最 后 接 合 缺 口 的 作 用连 接 酶 在 复 制 中 起 最 后 接 合 缺 口 的 作 用(zuyng)。在在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用(zuyng)。是基因工程的重要工具酶之一。是基因工程的重要工具酶之一。DNA连接酶的作用连接酶的作用(zuyng)第35页/共77页第三十六页，共78页。n每解开一对(y du)碱基，需消耗2分子ATP。6、解螺旋、解螺旋(luxun)酶酶第36页/共77页第三十七页，共78页。7 7、单链、单链DNADNA结合结合(jih)(jih)蛋白蛋白第37页/共77页第三十八页，共78页。第38页/共77页第三十九页，共78页。人类拓扑人类拓扑(tu p)异构酶异构酶的分的分子结构子结构能够能够(nnggu)松解松解DNA超螺旋结构的酶。超螺旋结构的酶。第39页/共77页第四十页，共78页。1010 8 8 局部解链后局部解链后DNADNA复制过程中正复制过程中正(zhn zhn)(zhn zhn)超超螺旋的形成螺旋的形成第40页/共77页第四十一页，共78页。解链过程中正解链过程中正(zhn zhn)(zhn zhn)超螺旋的超螺旋的形成形成第41页/共77页第四十二页，共78页。拓扑异构酶的作用特点拓扑异构酶的作用特点既能水解既能水解(shu(shuji)ji)、又能连接磷酸二、又能连接磷酸二酯键酯键 拓扑拓扑(tu p)(tu p)异构酶异构酶 拓扑拓扑(tu p)(tu p)异构酶异构酶分分 类类第42页/共77页第四十三页，共78页。拓扑异拓扑异构酶构酶切断切断DNA双链中双链中一股一股链，使链，使DNA解链旋转不致打结；适当时候封解链旋转不致打结；适当时候封闭切口，闭切口，DNA变为松弛状态变为松弛状态。反应反应不需不需ATP。拓扑异拓扑异构酶构酶切断切断DNA分子分子两股两股链，断端通过链，断端通过切口旋转使超螺旋松弛。切口旋转使超螺旋松弛。利用利用ATP供能，连接断端，供能，连接断端，DNA分子进入负超螺旋状态。分子进入负超螺旋状态。DNA拓扑异构酶的作用拓扑异构酶的作用(zuyng)机制机制 第43页/共77页第四十四页，共78页。（三）（三）DNA生物生物(shngw)合合成过程成过程解旋解链，形成复制叉解旋解链，形成复制叉引发引发(yn f)体组装和引物合体组装和引物合成成2、复制的延长、复制的延长DNA聚合酶聚合酶第44页/共77页第四十五页，共78页。5 5 3 35 5dATPdGTPdTTPdCTPdTTPdGTPdATPdCTPOH 33 3DNA-polDNADNA复制复制(fzh)(fzh)的延长过程的延长过程第45页/共77页第四十六页，共78页。去除引物，填补去除引物，填补(tinb)缺口缺口连接冈崎片段连接冈崎片段第46页/共77页第四十七页，共78页。端的结构部分(b fen)，通常膨大成粒状。（四）真核生物（四）真核生物(shngw)端粒端粒第47页/共77页第四十八页，共78页。功能功能 维持染色体的稳定性维持染色体的稳定性 保证保证DNA复制的完整性复制的完整性端粒的结构特点端粒的结构特点 由末端单链由末端单链DNA序列和蛋白质构成。序列和蛋白质构成。末端末端DNA序列是多次重复的富含序列是多次重复的富含G、T碱碱基的短基的短 序列。序列。TTTTGGGGTTTTGGGG第48页/共77页第四十九页，共78页。5 3 3 5 5 3 3 5 第49页/共77页第五十页，共78页。端粒酶端粒酶(telomerase)端粒酶是一种端粒酶是一种RNA-蛋白质复合体，它可以蛋白质复合体，它可以其其RNA为模板，通过为模板，通过(tnggu)逆转录过程逆转录过程对末端对末端DNA链进行延链进行延长。长。端粒酶的分子结构端粒酶的分子结构(fn z ji u)第50页/共77页第五十一页，共78页。端粒酶的爬行端粒酶的爬行(pxng)(pxng)模型（动画演模型（动画演示）示）第51页/共77页第五十二页，共78页。第52页/共77页第五十三页，共78页。逆转录病毒细胞逆转录病毒细胞(xbo)(xbo)内的逆转录现象：内的逆转录现象：RNA 模板模板逆转录酶逆转录酶DNA-RNA 杂化双链杂化双链RNA酶酶单链单链DNA逆转录酶逆转录酶双链双链DNA第53页/共77页第五十四页，共78页。2 2、逆转录研究、逆转录研究(ynji)(ynji)的意义的意义 逆转录酶和逆转录现象，是分子生物学研究中的逆转录酶和逆转录现象，是分子生物学研究中的重大发现重大发现(fxin)(fxin)。逆转录现象说明：至少在某些生物，逆转录现象说明：至少在某些生物，RNARNA同样兼有同样兼有遗传信息传代与表达功能。遗传信息传代与表达功能。对逆转录病毒的研究，拓宽了对逆转录病毒的研究，拓宽了2020世纪初已注意到世纪初已注意到的病毒致癌理论。的病毒致癌理论。第54页/共77页第五十五页，共78页。第55页/共77页第五十六页，共78页。第56页/共77页第五十七页，共78页。第57页/共77页第五十八页，共78页。第58页/共77页第五十九页，共78页。2 2、tRNAtRNA前体的加工：前体的加工：原核原核(yun h)(yun h)与真核生物的与真核生物的tRNAtRNA转录后转录后都需要加工。都需要加工。3 3、rRNA rRNA前体的加工前体的加工(ji(ji gng)gng)：原核与真核生物的rRNA转录后也都需要进行加工。原核：刚转录的rRNA为30S，先在特定的碱基上进行甲基化（核糖2-羟基(qingj)）修饰，后逐步裂解。真核：45S（哺乳动物）、38S（果蝇）、37S（酵母）第59页/共77页第六十页，共78页。tRNAs are cleaved from transcripts of rRNA operons第60页/共77页第六十一页，共78页。第61页/共77页第六十二页，共78页。（一）遗传密码（一）遗传密码(m m)两个概两个概念念第62页/共77页第六十三页，共78页。3、遗传遗传(ychun)密码字典密码字典第63页/共77页第六十四页，共78页。第64页/共77页第六十五页，共78页。第65页/共77页第六十六页，共78页。核糖体可以不从核糖体可以不从mRNAmRNA上解离上解离(ji l)(ji l)连续合成三个蛋白质连续合成三个蛋白质Eukaryotic mRNAProkaryotic mRNA第66页/共77页第六十七页，共78页。3、rRNA核糖体是蛋白质合成(hchng)的工厂 核糖体得到分离后，发现含有核糖体得到分离后，发现含有RNA，即称即称rRNA。第67页/共77页第六十八页，共78页。小亚基：小亚基：通过密码子与反密码子的配对，识别并通过密码子与反密码子的配对，识别并结合模板结合模板mRNA，蛋白质合成中，蛋白质合成中A位、位、P位、位、E位的一部分等。位的一部分等。大亚基：大亚基：结合多肽链，催化肽键结合多肽链，催化肽键(ti jin)形成、形成、蛋白质合成中蛋白质合成中A位、位、P位、位、E位的一部分位的一部分等。等。第68页/共77页第六十九页，共78页。核糖体发挥生物学功能的核糖体发挥生物学功能的5个基本个基本(jbn)部位部位第69页/共77页第七十页，共78页。进进位位移移位位转肽转肽第70页/共77页第七十一页，共78页。Ala（A）Val（V）Leu（L）Ile（I）Pro（P）Met（M）His（H）Gly（G）Ser（S）Thr（T）Cys（C）Phe（F）Trp（W）Asp（D）Glu（E）Lys（K）Gln（Q）Arg（R）Tyr（Y）Asn（N）（四）（四）蛋白质合成蛋白质合成(hchng)中使用的中使用的20种氨基酸种氨基酸第71页/共77页第七十二页，共78页。多数多顺反子的翻译独立发生多数多顺反子的翻译独立发生某些细菌中，某些细菌中，mRNA相邻相邻(xin ln)顺反子翻译顺反子翻译直接相连，可由一个核糖体翻译直接相连，可由一个核糖体翻译（五）（五）蛋白质合成蛋白质合成(hchng)的生物学机的生物学机制制第72页/共77页第七十三页，共78页。第73页/共77页第七十四页，共78页。第74页/共77页第七十五页，共78页。第75页/共77页第七十六页，共78页。第76页/共77页第七十七页，共78页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第77页/共77页第七十八页，共78页。