生物化学-DNA复制、转录、翻译 P讲义PT课件
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DNA的转录和翻译ppt课件
•场所: •模板: •原料: •条件: •产物: •特点: •原则:
转录小结
细胞核 DNA上基因的一条链(有义链) 四种核糖核苷酸(A、G、C、U） 需要酶和ATP
单链mRNA
边解旋边转录
碱基互补配对原则 （A-U,T-A; G-C,C-G）
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24
思考和讨论
1、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息 的准确转录有什么意义？
子上。 第一个 tRNA 释放到细完胞整最质新p中pt 。
36
亮氨酸
天冬氨 酸
肽键
异亮氨酸
CU A UAG U U A G AU AUC
后一氨基酸通过缩合反应与前一完整个最新氨pp基t 酸连接起来。
37
亮氨酸
天冬氨 酸
异亮氨酸
UAG U U A G AU AUC
一条肽链形成.
完整最新ppt
38
U U A G AU AUC
9
A A T C AA T AG T T A G T T AT C
完整最新ppt
10
转录发生在细胞核。这是一段展开的DNA.
A A T C AA T AG T T A GT T AT C
1、解旋并以一条链做为模板. 完整最新ppt
11
A A T C AA T AG
RNA 聚合酶
G
2、在酶的作用下，以4种核糖核完整苷最新酸pp为t 原料，碱基互补配对 12
A-U, G-C
多个特定氨基酸顺序的 蛋白质
生物性状 42
4、DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数 三者之家有何数量关系？
翻译 转录
n 3n
3n
3n
DNA复制转录和翻译-幻灯片(1)
核酸外切酶活性
?
5’ A G C T T C A G G A T A
3’
||||||| ||| |
3’ T C G A A G T C C T A G C G A C 5’
3 5 外切酶活性
辨认错配的碱基对，将其水解－校对
5 3 外切酶活性
切除引物或突变的DNA片段
真核生物的DNA聚合酶
DNA - pol 后随链合成 DNA - pol DNA修复
35 ’’
dCTP
DNA-pol DNA-poDl NA-pDolNA-pol
5
’
dGTP
dTTP
dATP
dATP dGTP
dCTP dTTP
（二）复制的 半不连续性
5
3
解链方向 ’
3
3
5 ’
5
领头链 ( leading strand )
顺着解链方向生成的子链，其复制是连续 进行的，所得到一条连续片段的子链。
引发体（primosome）
引物酶与其他和复制有关的蛋白质形成的复合 物。
DNA连接酶 ( DNA ligase )
连接DNA链 3- OH末端和相邻DNA链5- P 末端，使二者生成磷酸酯键 ，从而把两段相 邻的DNA链连接成完整的链。
ATP
OH P
DNA连接酶在DNA修复、重组、剪接中也起 连接缺口的作用。
功能：
复制终止时，染色体线性DNA末端确有 可能缩短，但通过端粒酶的作用，可以补 偿这种由除去引物引起的末端缩短。
telomerase
端粒酶与药物
hTR和hTERT 核酶 逆转录酶抑制剂 3-叠氮胸苷（AZT）
四、其他复制方式
高职、专科专用医学生物化学课件--DNA复制
子 (replicon)。 • 复制子是独立完成复制的功能单位。
真核生物多个复制起始点、复制子与复制叉
真核生物的多复制子复制电镜图
三、复制的半不连续性
3
领头链 (leading strand)
5
3
解链方向
随从链 (lagging strand)
5
• 顺着解链方向生成的子链，复制是连续 进行的这股链称为领头链。
基础，但不是绝对的。
二、双向复制 复制时，DNA从起始点(origin)向两个方 向解链，形成两个延伸相反的复制叉，称为 双向复制。
复制时双链打开，分开成两股，各自作
为模板，子链沿模板延长所形成的Y字形的
结构称为复制叉(replication fork) 。
5' 3' 3' 5' 5' 3' 5'
生物化学
Biochemistry
第 九 章
核酸的生物合成
基 因 (gene)：
DNA分子中编码蛋白质或RNA的功能 片段，是以碱基排列顺序的方式储存的遗 传信息。 基 因 组（genome)： 某一物种拥有的全部遗传物质，从分 子意义上说，是指全部DNA序列。
* 中心法则(the central dogma)
碱基选择与配对
一、原核生物的DNA生物合成
（一）复制的起始
需要解决两个问题： 1. DNA解开成单链，提供模板。
2. 合成引物，提供3-OH末端，形成引发体。
原核生物复制起始的相关蛋白质
蛋白质（基因） 通用名 功能 辨认起始点
DnaA (dnaA) DnaB (dnaB) DnaC (dnaC)
AMP 5’ 3’
DNA复制、转录、翻译ppt课件
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4、解链、解旋酶类
DNA解链酶
解开DNA双链 每个bp消耗2个ATP
与单链DNA结合,维持单
单DNA结合蛋 白(SSB）
链状态 (“镇纸”)
使其不受核酸酶水解，保 持完整性。
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23
4、DNA拓扑异构酶
改变DNA分子构象，理顺DNA链，使复制能顺利进行。
拓扑异构酶Ⅰ 转轴酶
切断DNA双螺旋中的一 股，张力下降后封闭。
拓扑异构酶Ⅱ 旋转酶
切断DNA双链，使另一 双链经过此缺口，再封闭。
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5、引发体
RNA引物的合成和复制的起始必需。
蛋白质 DnaA蛋白
结合到DNA双链复制起始部位
DnaB蛋白 引物酶
解链酶的作用 合成RNA引物
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端粒酶：催化端粒复制的一种RNA-蛋白质复合物，
携带RNA模板（与端粒互补）的逆转录酶。
功能：1）起模板作用； 2）有逆转录酶的作用。
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端粒复制:
1）借RNA与末端DNA 互补；
2）以酶上RNA为模板 合成一段DNA；
3）延长的DNA反折为 双链。
是不依赖模板DNA 的复制来补偿切除引 物引起的末端缩短。
耐受
snRNA 极敏感 中度敏感
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（二）真核生物的RNA聚合酶
3种： Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
类型 部位
转录 产 物
对鹅膏蕈碱的敏感度
Ⅰ
核仁 5.8S\18S\28S rRNA
不敏感
Ⅱ
核质Leabharlann mRNA, snRNA, hnRNA
DNA复制、转录和翻译(复习PPT课件
原核基因转录调节特点 操纵子模型的普遍性
• 操纵子—一个转录单位 RNA聚合酶对转录起始的调节
调节蛋白对转录起始的调节
第34页/共47页
操纵子（operon）： 原核生物的一段DNA序列，由几个串联排列的功能相关的结构基因，加上调控
序列组成的一个完整的连续的功能单位。
乳糖操纵子
调
P：启动子
控 序
——启动子（promoter)
第11页/共47页
保守序列 （一致性序列）
5
3
-5 0 -40 -30 -20 -10 1 10
3
5
-35 区
原核生物启动子
间隔区
-10 开始转录
区
TTGACA AAC T G T
T A T A A T Pu A T A T T A Py
（Sextama框） 识别部位，
个开放阅读框架。
• 遗传密码（genetic codon）
开放阅读框架内每3个碱基组成的三联体，决定一个氨基酸，称为遗传密 码。
第26页/共47页
• 遗传密码的特点
（一）遗传密码的连续性（commaless） （二）简并性（degeneracy） （三）摆动性（wobble） （四）通用性（universal） （五）偏爱性
Ｐ
Ｏ
RNA聚合酶
lacZ
结构基因
lacY
lacA
转录
mRNA 翻译
阻遏蛋白 别乳糖
半乳糖苷酶 通透酶
阻遏蛋白与别乳糖结合后构象发生了改变， 因而不能与操纵基因结合，使得结构 基因进行转录。
第41页/共47页
乙酰转移酶
CAP的正调控（Positive Control of CAP）
• 操纵子—一个转录单位 RNA聚合酶对转录起始的调节
调节蛋白对转录起始的调节
第34页/共47页
操纵子（operon）： 原核生物的一段DNA序列，由几个串联排列的功能相关的结构基因，加上调控
序列组成的一个完整的连续的功能单位。
乳糖操纵子
调
P：启动子
控 序
——启动子（promoter)
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保守序列 （一致性序列）
5
3
-5 0 -40 -30 -20 -10 1 10
3
5
-35 区
原核生物启动子
间隔区
-10 开始转录
区
TTGACA AAC T G T
T A T A A T Pu A T A T T A Py
（Sextama框） 识别部位，
个开放阅读框架。
• 遗传密码（genetic codon）
开放阅读框架内每3个碱基组成的三联体，决定一个氨基酸，称为遗传密 码。
第26页/共47页
• 遗传密码的特点
（一）遗传密码的连续性（commaless） （二）简并性（degeneracy） （三）摆动性（wobble） （四）通用性（universal） （五）偏爱性
Ｐ
Ｏ
RNA聚合酶
lacZ
结构基因
lacY
lacA
转录
mRNA 翻译
阻遏蛋白 别乳糖
半乳糖苷酶 通透酶
阻遏蛋白与别乳糖结合后构象发生了改变， 因而不能与操纵基因结合，使得结构 基因进行转录。
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乙酰转移酶
CAP的正调控（Positive Control of CAP）
生物化学ppt课件11.第十一章DNA的生物合成复制
2.复制的起始需要DNA-polα（引物酶活性） 和polδ（解螺旋酶活性）参与。还需拓扑酶和复 制因子(replication factor, RF)。
3.增殖细胞核抗原(proliferation cell nuclear antigen, PCNA)在复制起始和延长中起关键作用。
(二)复制的延长
OH N
N
O
CH3
P R
CH3
CH3
N
O
N
OH
嘧啶二聚体
2. 化学因素
常见的化学诱变剂
化合物类别
碱基类似物 如：5-FU
作用点
A 5-FU G
羟胺类（NH2OH）
T C
亚硝酸盐（ NO2）
烷化剂 如：氮芥类
C U G mG
分子改变
-A -
-G -
-T -
-C -
-T -
-C -
-A -
-G -
①拓扑异构酶Ⅰ 切断DNA双链中一股链，使
DNA解链旋转不致打结；适当时候封闭切口，DNA 变为松弛状态。反应不需ATP。
②拓扑异构酶Ⅱ 切断DNA分子两股链，断端通 过切口旋转使超螺旋松弛。利用ATP供能连接断端， DNA分子进入负超螺旋状态。
局部解链后 10
8
(5)DNA连接酶(DNA ligase) 连接DNA链3-OH 末端和相邻DNA链5-P末端，使二者生成磷酸二 酯键，从而把两段相邻的DNA链连接成一条完整 的链。
切除引物 延长冈崎片段
校读作用 DNA损伤修复
DNA聚合酶II 120 — + + —
DNA损伤修 复
DNA聚合酶III 900
60 000 + + —
3.增殖细胞核抗原(proliferation cell nuclear antigen, PCNA)在复制起始和延长中起关键作用。
(二)复制的延长
OH N
N
O
CH3
P R
CH3
CH3
N
O
N
OH
嘧啶二聚体
2. 化学因素
常见的化学诱变剂
化合物类别
碱基类似物 如：5-FU
作用点
A 5-FU G
羟胺类（NH2OH）
T C
亚硝酸盐（ NO2）
烷化剂 如：氮芥类
C U G mG
分子改变
-A -
-G -
-T -
-C -
-T -
-C -
-A -
-G -
①拓扑异构酶Ⅰ 切断DNA双链中一股链，使
DNA解链旋转不致打结；适当时候封闭切口，DNA 变为松弛状态。反应不需ATP。
②拓扑异构酶Ⅱ 切断DNA分子两股链，断端通 过切口旋转使超螺旋松弛。利用ATP供能连接断端， DNA分子进入负超螺旋状态。
局部解链后 10
8
(5)DNA连接酶(DNA ligase) 连接DNA链3-OH 末端和相邻DNA链5-P末端，使二者生成磷酸二 酯键，从而把两段相邻的DNA链连接成一条完整 的链。
切除引物 延长冈崎片段
校读作用 DNA损伤修复
DNA聚合酶II 120 — + + —
DNA损伤修 复
DNA聚合酶III 900
60 000 + + —
DNA的复制转录和翻译.ppt
2)转录起始和延伸(Initiation & Extension)
酶与启动基因的结合 原 DNA局部解螺旋(10-20bp) 核 全酶至转录起始位点，σ释放，转录开始,第一个磷酸二 生 脂键形成（原核） 物 核心酶覆盖双链DNA和RNA复合物，向前推进，边解螺
旋，边释放RNA链，已转录区重螺旋（原核）。
2）连接冈崎片段
在DNA连接酶的催化下，形成最后一个磷酸酯键，将冈崎 片段连接起来，形成完整的DNA长链
原核生物和真核生物DNA复制区别
区别 DNA合成的时期
原核生物 整个细胞生长过程
复制起点数
单个
RNA引物长度 冈崎片段长度
10~16核苷酸 1000~2000核苷酸
前导链与后随链的合成 聚合酶Ⅲ同时控制
真核生物：过程相似，但由RNA聚合酶Ⅱ起始，且需转录因子， 如TBP, CTF等。
3)转录终止（Termination)
原 核 生 物
终止信号（终止子）：AA/UGA, UAG 依赖ρ因子的终止子:ρ附着在新生RNA链上，随全 酶至终止子
不依赖ρ因子的终止子:终止序列中富含G·C碱基对 ，其下游6-8个A(PolyA).RNA上的茎环(发夹)结构
mRNA不加工tRNA、rRNA需加工 mRNA、tRNA、rRNA均 加工
3、DNA序列翻译
翻译(Translation)：以mRNA为模板，以氨 基酸为底物，在核糖体上通过各种tRNA， 酶和辅助因子的作用，合成多肽的过程。
mRNA: 5’- AUG.GUG. UUU…-3’
密码子
氨基酸: 3’- Try – Val – Phe –.-5’
单肽链的大分子蛋白质，可被特异的蛋白酶水解为两个片段， 其中的大片段称为Klenow fragment，具有5'→3'聚合酶活性和 3'→5'外切酶的活性。
DNA分子、复制、转录、翻译ppt课件
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中心法则:
用实线表示确信无疑的结论,用虚线表示可能正确 的结论
复制 DNA 转录 RNA 翻译 蛋白质
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33
基因对性状的控制:
1.通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生 物性状的.
例1：圆粒豌豆——淀粉分支酶的基因正常——淀粉 分支酶含量正常——淀粉含量高——吸水多饱满
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19
DNA的复制
结果: 1分子DNA 边解旋、边复制
特点: 半保留复制
2分子DNA
意义: 使亲代遗传信息通过复制传递一 份给子代，从而保持前后代之间 一定的连续性。
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半保留复制
1个DNA复制n次， 得到2n个精D选NppAt课,件得202到1 （2n—1）×2条新链22 。
DNA分子的平面结构
A
T
氢键
T
A
G
C
C
G
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13
DNA分子的结构特点
（1）一个DNA分子由两条脱氧核苷酸链 组成，且两条链按反平行方式盘旋成双 螺旋结构；
（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替 连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱 基排列在内侧；
（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱
mRNA为模板 二十种氨基酸
酶 能量 原则 特点 产物
DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
特定的酶等
ATP A-T、G-C
半保留复制 边解旋边复制 2个子代DNA分子
ATP A-U、T-A G-C ，C-G 边解旋边转录
DNA复制转录翻译讲解PPT课件
第56页/共77页
： 1 、 m R N A 前 体 的 加 工
原核生物的mRNA转录后一般不需要加工，转录的同时即进行翻译（半寿期短）。 亦有少数多顺反子的mRNA需要核酸酶切成小单位，然后再翻译。
第57页/共77页
真核生物mRNA（半寿期较长）转录物很大，在 加工过程中形成许多分子大小不等的中间物，它们 被称为核内不均一RNA（heterogeneous nuclear RNA, hnRNA)，需要进一步进行加工 修饰转化为mRNA。加工包括：
原核与真核生物的rRNA转录后也都需要进行加工。
第8页/共77页
•染色体结构与DNA复制 •基因的转录与加工 •蛋白质的翻译
• 蛋白质合成后的修饰加工 • 蛋白质合成后的靶向输送
第9页/共77页
一、染色体结构与DNA复制
（一）复制的基本规律 （二）DNA复制的条件 （三）DNA生物合成过程 （四）真核生物端粒 （五体。
遗传中心法则的建立 蛋白质翻译合成的基本过程
第2页/共77页
Watson-Crick的DNA双螺旋
第3页/共77页
主要内容
基因工程技术 基因表达的调控 生物大分子的结构和功能 生物信息学
第4页/共77页
DNA复制、转录和翻译
第5页/共77页
中心法则（ central dogma）
遗传信息传递方向的规律
是基因工程的重要工具酶之一。
第35页/共77页
6、解螺旋酶
• 解螺旋酶(helicase) ，又称解链酶 或rep蛋白，是用于解开DNA双链的 酶蛋白。
• 每解开一对碱基，需消耗2分子ATP。
第36页/共77页
7、单链DNA结合蛋白
• 单链DNA结合蛋白（single strand binding protein, SSB），又称螺旋反稳 蛋白(HDP)，是一些能够与单链DNA结合 的蛋白质因子。
： 1 、 m R N A 前 体 的 加 工
原核生物的mRNA转录后一般不需要加工，转录的同时即进行翻译（半寿期短）。 亦有少数多顺反子的mRNA需要核酸酶切成小单位，然后再翻译。
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真核生物mRNA（半寿期较长）转录物很大，在 加工过程中形成许多分子大小不等的中间物，它们 被称为核内不均一RNA（heterogeneous nuclear RNA, hnRNA)，需要进一步进行加工 修饰转化为mRNA。加工包括：
原核与真核生物的rRNA转录后也都需要进行加工。
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•染色体结构与DNA复制 •基因的转录与加工 •蛋白质的翻译
• 蛋白质合成后的修饰加工 • 蛋白质合成后的靶向输送
第9页/共77页
一、染色体结构与DNA复制
（一）复制的基本规律 （二）DNA复制的条件 （三）DNA生物合成过程 （四）真核生物端粒 （五体。
遗传中心法则的建立 蛋白质翻译合成的基本过程
第2页/共77页
Watson-Crick的DNA双螺旋
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主要内容
基因工程技术 基因表达的调控 生物大分子的结构和功能 生物信息学
第4页/共77页
DNA复制、转录和翻译
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中心法则（ central dogma）
遗传信息传递方向的规律
是基因工程的重要工具酶之一。
第35页/共77页
6、解螺旋酶
• 解螺旋酶(helicase) ，又称解链酶 或rep蛋白，是用于解开DNA双链的 酶蛋白。
• 每解开一对碱基，需消耗2分子ATP。
第36页/共77页
7、单链DNA结合蛋白
• 单链DNA结合蛋白（single strand binding protein, SSB），又称螺旋反稳 蛋白(HDP)，是一些能够与单链DNA结合 的蛋白质因子。
2017生物一轮《DNA的复制、转录、翻译》复习课件
复 制
DNA
转录 逆转录
复 制
RNA
翻译
蛋白质
2．联系
总结
中关村的DNA标志
一、DNA分子的结构
A T连 接T来自AGC
C
G
结构特点：
1.两条链反向平行盘旋成 双螺旋结构
2.脱氧核糖和磷酸交替连 接排在外侧构成基本骨 架； 碱基排在内侧 3.碱基通过氢键连接成碱 基对： A＝T、G≡C
1.DNA复制的过程
DNA的复制小结
①时间 ： 发生在细胞分裂的间期
②模板： DNA解开的两条单链 ③原料： 四种游离的脱氧核苷酸 ④能量： ATP是直接的能源物质 ⑤酶： 解旋酶，DNA聚合酶 ⑥原则：
⑦场所： 碱基互补配对原则
主要在细胞核内
边解旋边复制 半保留复制
⑧特点：
⑨意义
保持前后代遗传信息的连续性
2、基因的表达 转录 翻译 DNA中的一条链
信使 RNA
蛋白质
翻 译
中心法则
遗传信息从DNA传递给RNA， 再从RNA传递给蛋白质的转录和 翻译过程，以及遗传信息从DNA 传给DNA的复制过程，叫做中心 法则。
DNA
转录 逆转录
复 制
RNA
翻译
蛋白质
2．联系
总结
中关村的DNA标志
一、DNA分子的结构
A T连 接T来自AGC
C
G
结构特点：
1.两条链反向平行盘旋成 双螺旋结构
2.脱氧核糖和磷酸交替连 接排在外侧构成基本骨 架； 碱基排在内侧 3.碱基通过氢键连接成碱 基对： A＝T、G≡C
1.DNA复制的过程
DNA的复制小结
①时间 ： 发生在细胞分裂的间期
②模板： DNA解开的两条单链 ③原料： 四种游离的脱氧核苷酸 ④能量： ATP是直接的能源物质 ⑤酶： 解旋酶，DNA聚合酶 ⑥原则：
⑦场所： 碱基互补配对原则
主要在细胞核内
边解旋边复制 半保留复制
⑧特点：
⑨意义
保持前后代遗传信息的连续性
2、基因的表达 转录 翻译 DNA中的一条链
信使 RNA
蛋白质
翻 译
中心法则
遗传信息从DNA传递给RNA， 再从RNA传递给蛋白质的转录和 翻译过程，以及遗传信息从DNA 传给DNA的复制过程，叫做中心 法则。