第4章

基因的表達第1節(jié)

基因指導蛋白質(zhì)的合成基因是有遺傳效應的DNA片段，DNA主要存在于細胞核中，DNA分子過大不能穿過核孔蛋白質(zhì)在細胞質(zhì)中合成Q1:DNA攜帶的遺傳信息是怎樣傳遞到細胞質(zhì)中的？Q2：蛋白質(zhì)是如何合成的？科學家推測，在DNA和蛋白質(zhì)之間，有一種物質(zhì)充當信使。后來發(fā)現(xiàn)細胞中確實有這樣的物質(zhì)，它就是RNA。RNA（核糖核苷酸）五碳糖核糖脫氧核糖堿基腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、胞鳥嘌呤（G）嘧啶（C）（一）結(jié)構(gòu)（vsDNA）一般是單鏈，比DNA短，能穿過核孔。RNADNA1.信使RNA（mRNA）由DNA的一條鏈作為模板轉(zhuǎn)錄而來的、攜帶遺傳信息能指導蛋白質(zhì)合成的一類單鏈核糖核酸。占細胞內(nèi)RNA總量的2%~5%（二）種類2.核糖體RNA（rRNA）細胞內(nèi)含量最多的一類RNA，也是3類RNA中相對分子質(zhì)量最大的一類RNA，它與蛋白質(zhì)結(jié)合而形成核糖體，其功能是在mRNA的指導下將氨基酸合成為肽鏈。真核細胞核糖體80S核糖體60S大亞基40S小亞基50種蛋白質(zhì)5S、5.8S、28SrRNA33種蛋白質(zhì)18SrRNA原核細胞核糖體70S核糖體50S大亞基30S小亞基31種蛋白質(zhì)5S、23SrRNA21種蛋白質(zhì)16SrRNA3.轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）是一種由76-90個核苷酸所組成的RNA，其3’端可以在氨酰-tRNA合成酶催化之下，接附特定種類的氨基酸。二級結(jié)構(gòu)（三葉草結(jié)構(gòu)）三級結(jié)構(gòu)（倒“L”）二氫尿苷酸（D）假尿苷酸（Ψ）（CCA莖）①氨基酸+ATP→氨酰-AMP+焦磷酸②氨酰-AMP+tRNA→氨酰-tRNA+AMP一

遺傳信息的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄：以雙鏈DNA中的一條鏈為模板，以A、U、C、G四種核糖核苷酸為原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA的過程。3原核生物和真核生物mRNA有不同的特點：1.原核生物mRNA常以多順反子（一條mRNA鏈編碼幾種功能相關聯(lián)的蛋白質(zhì)）的形式存在；

真核生物mRNA一般以單順反子（翻譯產(chǎn)物僅是單個蛋白質(zhì)鏈）的形式存在。2.原核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄與翻譯一般是偶聯(lián)的；

真核生物轉(zhuǎn)錄的mRNA前體則需經(jīng)轉(zhuǎn)錄后加工為成熟的mRNA，與蛋白質(zhì)結(jié)合生成信息體后才開始工作。3.原核生物mRNA半衰期很短，一般為幾分鐘，最長只有數(shù)小時；

真核生物mRNA的半衰期較長，如胚胎中的mRNA可達數(shù)日。4.真核生物mRNA具有5‘帽子和3’多聚A尾巴，原核生物沒有這樣的首尾結(jié)構(gòu)。真核pre-mRNA加工1.5’端加帽：5’帽（也稱為RNA帽，RNA

7-甲基鳥苷帽或RNAm7G帽）,在轉(zhuǎn)錄開始不久后就被添加到新產(chǎn)生的真核mRNA的5’端。通過5’-5’-磷酸酯鍵與第一轉(zhuǎn)錄出的核苷酸連接。它的存在對于核糖體的識別和對mRNA的保護至關重要。2.3’端加尾：在真核生物中，大多數(shù)信使RNA（mRNA）分子在3'末端被多聚腺苷酸化。PolyA尾巴和與其結(jié)合的蛋白質(zhì)有助于保護mRNA免于被核酸外切酶降解。3’端加尾對于轉(zhuǎn)錄終止，從細胞核輸出mRNA和翻譯也很重要。多腺苷酸化信號多腺苷酸化信號募集RNA結(jié)合蛋白，并指導核酸內(nèi)切酶切斷之后的轉(zhuǎn)錄物多聚腺苷酸聚合酶使3’端加上多個腺苷酸真核pre-mRNA加工3.剪接

剪接體（蛋白質(zhì)和RNA的復合物）切除內(nèi)含子連接外顯子二

遺傳信息的翻譯翻譯：游離在細胞質(zhì)中的氨基酸，以mRNA為模版合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)。Q：4種堿基如何決定21種氨基酸？1個堿基決定1個氨基酸4種堿基決定4種氨基酸2個堿基決定1個氨基酸4種堿基決定16種氨基酸3個堿基決定1個氨基酸4種堿基決定64種氨基酸推測：3個堿基決定1個氨基酸克里克以T4噬菌體為實驗材料，研究其中某個基因的堿基增加或減少對其所編碼蛋白質(zhì)的影響。他發(fā)現(xiàn)在相關堿基序列中增加或刪除1個或2個堿基，無法產(chǎn)生具有正常功能的蛋白質(zhì)，但是當增加或刪除3個堿基時，卻合成了具有正常功能的蛋白質(zhì)。用實驗證明了3個堿基決定1個氨基酸密碼子：mRNA上相鄰的3個堿基。密碼子具有：1.簡并性

除色氨酸和甲硫氨酸外，幾個密碼子共同編碼一個氨基酸的現(xiàn)象2.連續(xù)性

密碼子的三聯(lián)體不間斷，需三個一組連續(xù)閱讀4.擺動性

密碼子第三個堿基與反密碼子的第一個堿基不嚴格配對的現(xiàn)象5.普遍性與特殊性

所有生物共用同一套密碼合成蛋白質(zhì)的現(xiàn)象，但有例外如動物細胞的線粒體、植物細胞的葉綠體3.方向性

從mRNA的5’端至3’端I（次黃嘌呤核苷酸）UGACA、U、GA、GC、UUG原料：細胞中游離的21種氨基酸模版：mRNA運載工具:tRNA合成場所：細胞質(zhì)中的核糖體產(chǎn)物：多肽肽鏈合成后，就從核糖體和RNA的復合體上脫落，通常經(jīng)過一系列步驟，盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子。翻譯是一個快速高效的過程，通常一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成。三

中心法則

克里克中心法則