《生物信息的传递上》PPT课件

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1、1、什么是DNA的半保留复制？2、DNA复制的生物学意义是什么？3、原核生物中主要有那几种DNA聚合酶？请说出它们的主要功能？4、说出人类细胞中最大的和最小的染色体，它们各有多少bp。5、说出DNA作为遗传物质的最基本特征。6、有什么证据说明染色体可能是由核小体组成的？7、大肠杆菌DNA完全伸展时有多长？8、重叠基因是怎样发现的，是从哪种生物里首次发现的？3生物信息的传递（上）从DNA到RNA主要内容转录的基本过程转录机器的主要成分启动子和转录起始原核和真核生物mRNA的特征比较终止和抗终止内含子的

2、剪接、编辑、再编码及化学修饰基因作为唯一能够自主复制、永久存在的单位，其生物学功能是以RNA或蛋白质的形式表达出来的。DNA序列是遗传信息的贮存者，它通过自主复制得到永存，并通过转录生成信使RNA，翻译生成蛋白质的过程来控制生命现象。基因表达包括转录（transcription）和翻译（translation）两个阶段。转录是指拷贝出一条与DNA链序列完全相同（除了T→U之外）的RNA单链的过程，是基因表达的核心步骤。翻译是指以新生的mRNA为模板，把核苷酸三联遗传密码子翻译成氨基酸序列、合成多肽链

3、的过程，是基因表达的最终目的。DNA分子中的核苷酸排列顺序不但决定了胞内所有RNA及蛋白质的基本结构，还通过蛋白质（酶）的功能间接控制了细胞内全部有效成份的生产、运转和功能发挥。FrancoisJacob(Left),JacquesMonod(Center)&AndreLwoff(Right)与mRNA序列相同的那条DNA链是编码链（codingstrand）或称有意义链（sensestrand），另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链则被称为模板链（templatestrand）或称反义

4、链（antisensestrand）。DNA模板与mRNA分子及多肽链之间存在共线性关系DNA和RNA虽然很相似，只有T或U及核糖的第二位碳原子上有所不同，但它们的生物学活性却很不同。RNA主要以单链形式存在于生物体内，其高级结构很复杂，它们既担负着贮藏及转移遗传信息的功能，又能作为核酶直接在细胞内发挥代谢功能。因为只有mRNA所携带的遗传信息才被用来指导蛋白质生物合成，所以人们一般用U、C、A、G这4种核苷酸而不是T、C、A、G的组合来表示遗传性状。生物体内拥有三类RNA，即：编码特定蛋白质序列的

5、mRNA；能特异性解读mRNA中的遗传信息并将其转化成相应氨基酸后加入多肽链中的tRNA；直接参与核糖体中蛋白质合成的rRNA。3.1RNA转录过程无论是原核还是真核细胞，转录的基本过程都包括：模板识别转录起始通过启动子转录的延伸转录的终止大肠杆菌中依赖于DNA的RNA转录过程图示。转录泡中单链DNA的长度约在17bp左右，被聚合酶复合物所保护的DNA序列约为35bp左右。3.1.1模板识别模板识别阶段主要指RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。启动子（promoter）是基因

6、转录起始所必需的一段DNA序列，是基因表达调控的上游顺式作用元件。真核生物RNA聚合酶不能直接识别基因的启动子区，需要一些被称为转录调控因子的辅助蛋白质按特定顺序结合于启动子上，RNA聚合酶才能与之相结合并形成复杂的前起始复合物（preinitiationtranscriptioncomplex,PIC），以保证有效地起始转录。3.1.2转录起始转录起始不需要引物，启动子附近的DNA双链分开形成转录泡以促使底物核糖核苷酸与模板DNA的碱基配对。转录起始就是RNA链上第一个核苷酸键的产生。转录起始后直

7、到形成9个核苷酸短链是通过启动子阶段，此时RNA聚合酶一直处于启动子区，新生的RNA链与DNA模板链的结合不够牢固，很容易从DNA链上掉下来并导致转录重新开始。一旦RNA聚合酶成功地合成9个以上核苷酸并离开启动子区，转录就进入正常的延伸阶段。所以，通过启动子的时间代表一个启动子的强弱。一般说来，通过启动子的时间越短，该基因转录起始的频率也越高。3.1.3转录延伸RNA聚合酶离开启动子，沿DNA链移动并使新生RNA链不断伸长的过程就是转录的延伸。大肠杆菌RNA聚合酶的活性一般为每秒50-90个核苷酸。

8、随着RNA聚合酶的移动，DNA双螺旋持续解开，暴露出新的单链DNA模板，新生RNA链的3’末端不断延伸，在解链区形成RNA-DNA杂合物。3.1.4转录终止转录到终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键，RNA-DNA聚合物分离，DNA恢复，RNA及RNA聚合酶释放。37℃时，转录生成mRNA的速度大约是每分钟2500个核苷酸，即每秒钟合成14个密码子，而蛋白质合成的速度大约是每秒钟15个氨基酸。正常情况下，从一个基因开始表达到细胞中出现其mRNA的间隔约为2.