《分子生物学》教学PPT课件电子讲义.ppt

操纵子学说 法国的雅克布（Jacob）和莫诺（Monod）等人于1961年提出乳糖操纵子学说。 内容：有一个专一的阻遏分子（蛋白质）结合在靠近β－半乳糖苷酶基因上面，这段DNA被他们称之为操纵基因。由阻遏分子结合在DNA的操纵基因上，从而阻止了RNA聚合酶合成β－半乳糖苷酶的mRNA。 操纵子的基本组成 结构基因 操纵子中被调控的编码蛋白质或RNA的基因可称为结构基因。一个操纵元中含有2个以上的结构基因，多的可达十几个。 操纵子的基本组成 启动子 启动子是指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。操纵子中至少有一个启动子，一般在第一个结构基因5端一侧的上游，控制整个结构基因群的转录。 操纵子的基本组成 操纵基因 操纵基因是指能被调控蛋白特异性结合的一段DNA序列，常与启动子邻近或与启动子序列重叠，当调控蛋白结合在操纵基因子序列上，会影响其下游基因转录的强弱。 操纵子的基本组成 调节基因 调节基因是编码合成那些参与基因表达调控的RNA和蛋白质的特异DNA序列。调节基因编码的调节物通过与DNA上的特定位点结合控制转录是调控的关键。 操纵子的基本组成 终止子 终止子是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列。在一个操纵子中至少在结构基因群最后一个基因的后面有一个终止子。终止子按其作用是否需蛋白因子的协助至少可以分为两类：一类是不依赖ρ因子的终止子，另一类是依赖ρ因子的终止子。 乳糖操纵子 mRNA 阻遏蛋白 I Z Y A O P pol 没有乳糖存在时 乳糖操纵子的负调控 阻遏基因 DNA mRNA 阻遏蛋白 有乳糖存在时 I DNA Z Y A O P pol 启动转录 mRNA 乳糖 半乳糖 β-半乳糖苷酶 乳糖操纵子的正调控 乳糖操纵子的正调控 tRNA 功能 翻译成氨基酸的遗传信息以三联密码子的形式存在于mRNA分子上，在合成蛋白质时依赖于tRNA的解码机制。 生物机体内的20种氨基酸都各有其特定的tRNA，而且一种氨基酸常有数种tRNA，在ATP和酶的存在下，通过氨酰tRNA合成酶活化，消耗两分子高能磷酸键，进而与特定的tRNA结合，生成有活性的氨酰-tRNA，被带往mRNA-核糖体复合物中，插入多肽链的适当位置。 tRNA 种类 起始tRNA和延伸tRNA 能特异识别mRNA模板上起始密码子的tRNA，称起始tRNA(tRNAiMet和tRNAifMet)，其它tRNA统称为延伸tRNA(tRNAMet)。 同工tRNA 由于密码子的简并性，生物机体中可能有多个tRNA来识别一种氨基酸的多个密码子，我们代表相同氨基酸的几个tRNA称为同工tRNA。 校正tRNA 在结构基因中，核苷酸的改变可能使代表氨基酸的密码子发生变化，从而使合成的多肽可能失去功能或部分功能。 基因突变及校正 同义突变 同义突变是基因突变改变了密码子的组成，但由于密码子具有简并性而未改变所编码氨基酸的突变。 错义突变 错义突变是基因突变改变了所编码氨基酸的种类或位置的突变，能不同程度地影响蛋白质或酶的活性。 。 无义突变 当单个碱基置换导致出现终止密码子（UAG、UAA、UGA）时，多肽链将提前终止合成，所产生的蛋白质（或酶）大都失去活性或丧失正常功能 。 基因突变及校正 终止密码突变 当RNA分子中一个终止密码发生突变，成为编码氨基酸的密码子，从而形成异常延长的肽链。 抑制基因突变 基因内部不同位置上的碱基发生了两次突变，其中一次抑制另一次突变的遗传效应，后一基因称为前一基因的抑制基因。 移码突变与整码突变 移码突变是指DNA链上插入或丢失1个或2个甚至多个碱基（但不是三联密码子及其倍数），在读码时，导致原来的密码子移位。 核糖体 结构 大小亚基 真核生物核糖体为80S，分为40S小亚基和60S大亚基，原核生物核糖体为70S，分为30S小亚基和50S大亚基。 核糖体蛋白 核糖体RNA 核糖体上有多个活性中心，每个中心都由一组特殊的核糖体蛋白质构成。 原核生物包括5S、16S和23S rRNA，真核生物包括5S、5.8S、18S和28S rRNA。 核糖体 结构 核糖体上有3个tRNA结合位点，分别称为P位（肽酰基位，是肽酰-tRNA的结合位点）、A位（氨酰基位，是氨酰-tRNA的结合位点）和E位（空载tRNA的脱出位点）。 具有3个tRNA结合位点 核糖体 功能 核糖体小亚基负责模板mRNA进行序列特异性识别