第 10 講 基因的表達一、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（一）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1、DNA 與 RNA 的異同點核酸項目DNARNA結(jié)構(gòu)通常是雙螺旋結(jié)構(gòu)， 極少數(shù)病毒是單鏈結(jié)構(gòu)通常是單鏈結(jié)構(gòu)基本單位脫氧核苷酸（4 種）核糖核苷酸（4 種）五碳糖脫氧核糖核糖堿基A、G、C、TA、G、C、U產(chǎn)生途徑DNA 復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄、RNA 復(fù)制存在部位主要位于細胞核中 染色體上，極少數(shù)位 于細胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體上主要位于細胞質(zhì)中功能傳遞和表達遺傳信 息mRNA：轉(zhuǎn)錄遺傳信息，翻譯的模板tRNA：運輸特定氨基酸rRNA：核糖體的組成成分細胞生物（如人、水稻）內(nèi)含：2 種核酸、5 種堿基、8 種核苷酸 病毒含：1 種核酸、4 種堿基、5 種核苷酸2、RNA 的類型（1）信使 RNA（mRNA）（2）轉(zhuǎn)運 RNA（tRNA）（3）核糖體 RNA（rRNA）3、轉(zhuǎn)錄（1）轉(zhuǎn)錄的概念：以 DNA 的一條鏈為模板通過堿基互補配對原則形成信使 RNA 的過程。（2）轉(zhuǎn)錄的場所：主要在細胞核（3）轉(zhuǎn)錄的模板：以 DNA 的一條鏈為模板（4）轉(zhuǎn)錄的原料：4 種核糖核苷酸（5）轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：一條單鏈的 mRNA（6）轉(zhuǎn)錄的原則堿基互補配對（7）轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的異同（下表）階段項目復(fù)制轉(zhuǎn)錄時間細胞有絲分裂的間期或減數(shù)第一 次分裂間期生長發(fā)育的連續(xù)過程進行場所主要細胞核主要細胞核模板以 DNA 的兩條鏈為模板以 DNA 的一條鏈為模板原料4 種脫氧核苷酸4 種核糖核苷酸條件需要特定的酶和 ATP需要特定的酶和 ATP過程在酶的作用下，兩條扭成螺旋的雙 鏈解開，以解開的每段鏈為模板，按堿基互補配對原則（AT、在細胞核中，以 DNA 解旋后的一條 鏈為模板，按照 AU、GC、TA、CG 的堿基互補配對原則，形成5CG、TA、GC）合成與模 板互補的子鏈；子鏈與對應(yīng)的母鏈 盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)mRNA，mRNA 從細胞核進入細胞質(zhì) 中，與核糖體結(jié)合產(chǎn)物兩個雙鏈的 DNA 分子一條單鏈的 mRNA特點邊解旋邊復(fù)制；半保留式復(fù)制（每 個子代 DNA 含一條母鏈和一條子 鏈）邊解旋邊轉(zhuǎn)錄；DNA 雙鏈分子全保 留式轉(zhuǎn)錄（轉(zhuǎn)錄后 DNA 仍保留原來 的雙鏈結(jié)構(gòu)）；只轉(zhuǎn)錄部分基因遺傳信息的傳遞方向遺傳信息從親代 DNA 傳給子代DNA 分子遺傳信息由 DNA 傳到 RNA（二）遺傳信息的翻譯1、遺傳信息、密碼子和反密碼子遺傳信息密碼子反密碼子概念基因中脫氧核苷 酸的排列順序mRNA 中決定一 個氨基酸的三個 相鄰堿基tRNA 中與 mRNA 密碼子互補配對的三個堿基作用控制生物的遺傳性狀直接決定蛋白質(zhì)中的氨基酸序列識別密碼子，轉(zhuǎn)運氨基酸種類基因中脫氧核苷 酸種類、數(shù)目和 排列順序的不 同，決定了遺傳 信息的多樣性64 種61 種：能翻譯出 氨基酸3 種：終止密碼 子，不能翻譯氨 基酸61 種或 tRNA 也為 61 種聯(lián)系基因中脫氧核苷酸的序列 ¾決¾¾定® mRNA 中核糖核苷酸的序列mRNA 中堿基序列與基因模板鏈中堿基序列互補密碼子與相應(yīng)反密碼子的序列互補配對2、翻譯（1）定義：在核糖體中以信使 RNA 為模板，以轉(zhuǎn)運 RNA 為運載工具合成具有一定氨基酸 排列順序的蛋白質(zhì)分子。（2）翻譯的場所：細胞質(zhì)的核糖體上 （3）翻譯的模板：mRNA （4）翻譯的原料：20 種氨基酸（5）翻譯的產(chǎn)物：多肽鏈（蛋白質(zhì) ） （6）翻譯的原則：堿基互補配對（7）翻譯與轉(zhuǎn)錄的異同點（下表）：階段項目轉(zhuǎn)錄翻譯定義在細胞核中，以 DNA 的一條鏈為模板合成 mRNA 的過程以信使 RNA 為模板，合成具有一 定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程場所細胞核細胞質(zhì)的核糖體模板DNA 的一條鏈信使 RNA信息傳遞的方向DNAmRNAmRNA蛋白質(zhì)原料含 A、U、C、G 的 4 種核苷酸合成蛋白質(zhì)的 20 種氨基酸產(chǎn)物信使 RNA有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)實質(zhì)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信息的表達（三）基因表達過程中有關(guān) DNA、RNA、氨基酸的計算1、轉(zhuǎn)錄時，以基因的一條鏈為模板，按照堿基互補 配對原則，產(chǎn)生一條單鏈 mRNA，則轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的 mRNA 分子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的一半， 且基因模板鏈中 A+T（或 C+G）與 mRNA 分子中 U+A（或 C+G）相等。2.翻譯過程中，mRNA 中每 3 個相鄰堿基決定一個氨基酸，所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中 氨基酸數(shù)目是 mRNA 中堿基數(shù)目的 1/3，是雙鏈 DNA 堿基數(shù)目的 1/6 。 二、基因?qū)π誀畹目刂?.中心法則：最先是由克里克命名，指的是遺傳信息傳遞的一般規(guī)律。 2.基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系 酶或激素細胞代謝基因性狀結(jié)構(gòu)蛋白細胞結(jié)構(gòu)（1）基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀；如白化病等（2）基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，直接控制生物的性狀；如鐮刀型細胞貧血等3.基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系，基因的表達過程中或表達后的蛋白質(zhì)也可能受到環(huán)境因素的影 響。4.生物體性狀的多基因因素：基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間多種因素存在 復(fù)雜的相互作用，共同地精細地調(diào)控生物的性狀。