第二章1基因工程基础4学时.ppt

第二章 基因工程 RNA的分子结构 至于RNA的分子结构，就其化学组成上看，也是由四种核苷酸组成的多聚体。它与DNA的不同，首先在于以U代替了T，其次是用核糖代替了脱氧核糖，此外，还有一个重要的不同点，就是绝大部分RNA以单链形式存在，但可以折叠起来形成若干双链区域。在这些区域内，凡互补的碱基对间可以形成氢键(图)。但有一些以RNA为遗传物质的动物病毒含有双链RNA。 四. DNA与基因 1909年丹麦遗传学家约翰逊（W.Johansen）在《精密遗传学原理》一书中提出“基因”概念。“基因型”(genotype)、“遗传学”(genetics)等名词由此派生而来的。 基因(gene) 具有特定功能的DNA片段，这些片段有的编码蛋白质，有的编码rRNA、tRNA，有的则是与复制、转录调控有关的DNA序列。 原核生物 真核生物 核酸 核糖核酸 （RNA） 脱氧核糖核酸（DNA） 核糖体RNA（rRNA） 转运RNA（tRNA） 信使RNA（mRNA） 分类 分布 细胞核、线粒体、叶绿体、质粒等 功能 遗传信息的载体 细胞质、细胞核 核糖体的成分 转运氨基酸 传递DNA的遗传信息，指导蛋白质合成 基因是指一切生物体内储存遗传信息且有自我复制能力的遗传功能单位，其物质基础是一个具有特定核苷酸（碱基+核糖）顺序的核酸片段。 从基因的功能上看，可分为三种： 1、结构基因。 控制某种蛋白质酶的合成. 2、操纵基因， 它的功能象“开关”，控制结构基因的表达。 3、调节基因， 具有调节功能，可以合成阻碍蛋白，附着在操纵基因，关闭结构基因的活动，进而阻碍酶的合成。不同功能的基因是通过组成调控系统而发挥作用的。 基因 ? 启动基因P 操纵子 操纵基因O 基因调控系统 结构基因 S 调节基因R 生物生长的主要活动是蛋白质的合成，蛋白质是以RNA为模板在核糖体上合成的，与RNA和DNA的合成有关，RNA分为四种，分别是mRNA、tRNA、 rRNA和反义RNA。蛋白质的合成过程分为以下几步： 1.复制。 决定该种蛋白质分子结构的相应一段 DNA链进行自我复制。 2.转录。 以上述DNA分子的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则，转录出mRNA，同时还以相同方式得到tRNA、rRNA。这一过程在细胞核内完成。 蛋白质的合成 3.翻译。 合成好的各种RNA通过核孔进入细胞质中发挥各自作用。rRNA与蛋白质结合形成核糖体作为合成蛋白质的场所；tRNA相当于搬运工，通常为带有三个环的“三叶草”结构，其上下两端分别具有特定识别作用，上端识别特定的氨基酸，并可以与之暂时结合，将其运送到核糖体中，下端由三个核苷酸序列形成反密码子，识别mRNA上与之互补的密码子，并暂时结合。 一种tRNA只能转运一种特定的氨基酸,当第一种tRNA把一个氨基酸分子准确运到核糖体内后，其他tRNA也以同样方式运送第二个氨基酸分子进入核糖体中，此时，第一种tRNA就把它携带的氨基酸传给后来者，它则游离出来，又去转运下一个相同的氦基酸。 4.蛋白质合成。 不断重复3.的过程，经过多种tRNA这样多次转运，使各种需要的氨基酸一个一个全都按mRNA携带的指令，排列到相应的位置上，彼此相连形成具有特定氨基酸顺序的肽链，一旦遇到mRNA中的终止密码，该肽链就脱离下来，并高度折叠形成特定蛋白质。 非编码区：某的区段不能转录为相应的RNA，也就是说不能编码蛋白质，这样的区段叫做非编码区。 非编码区 非编码区 编码区：原核细胞的基因中的某些区段能够转录为相应的RNA，进而指导蛋白质的合成，即能够编码蛋白质，这样的区段叫做编码区。 编 码 区 与RNA聚合酶结合位点 原核细胞的基因结构 与RNA聚合酶结合位点 基因1 基因2 基因间区 基因间区 基因间区 DNA 编码区 非编码区 非编码区 基因 mRNA 氨基酸序列 蛋白质 转录 翻译 基因1 基因2 基因间区 基因间区 基因间区 DNA 氨基酸序列 蛋白质 转录 翻译 外显子 内含子 与RNA聚合酶结合位点 编码区 非编码区 非编码区 c d e f a 基因 b mRNA 加工 真核细胞的基因结构 非编码区 非编码区 编 码 区 与RNA聚合酶结合位点 外