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基因工程第2页,共50页，2024年2月25日，星期天一、核酸的分类与功能基因信息的储存和表达的分子基础复习二、DNA的分子组成和结构三、RNA的分子组成和结构四、核酸的变性、复性与杂交返回主菜单第3页,共50页，2024年2月25日，星期天核酸的分类与功能——核糖核酸（RNA）：脱氧核糖核酸（DNA）：
rRNA（信使RNA）（转运RNA）（核蛋白体RNA）参与蛋白质的生物合成Pr合成的直接模板活化与转运AA充当装配机，提供场所遗传的物质基础
基因就是染色体中带有遗传信息的DNA的功能片段（即：DNA分子中特定的碱基排列顺序——碱基序列）返回主菜单第4页,共50页，2024年2月25日，星期天二、DNA的分子组成和结构（一）分子组成A、G、T、C和脱氧核糖及磷酸Chargff规律
同一种生物体内，DNA分子的A=T/G=C（亲缘相近的生物，其碱基组成相似；反之亦然）
（同一生物的DNA分子中嘌呤碱与嘧啶碱总量相等）（二）分子结构1、一级结构——DNA链中A、T、C、G的序列
脱氧核糖核苷酸之间以磷酸二酯键相连返回主菜单第5页,共50页，2024年2月25日，星期天2、空间结构（二级结构）——双螺旋结构（1）结构要点：
两链之间有特定的碱基互补规律（碱基配对）A—TG—C（通过两个氢键相连）（通过三个氢键相连）
是DNA复制、转录和翻译的分子基础返回主菜单第6页,共50页，2024年2月25日，星期天示意图ATGC第7页,共50页，2024年2月25日，星期天示意图腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）尿嘧啶（C）返回主菜单第8页,共50页，2024年2月25日，星期天三、RNA的分子组成和结构（一）分子组成与结构特点：A、G、U、C
及少量稀有碱基（m7-G）核糖、磷酸RNA链中A、G、U、C的序列2、一级结构：1、组成：3、组成与结构特点：
多为单链结构，且碱基组成较不规律返回主菜单第9页,共50页，2024年2月25日，星期天（二）三种RNA分子组成与结构特点１、tRNA（1）一级结构的共同特点
反密码环顶端：反密码子（携带AA的部位）（识别mRNA上特定的密码子）——三叶草形——活化与转运AA返回主菜单第10页,共50页，2024年2月25日，星期天示意图5’-末端反密码环3’-末端氨基酸臂返回主菜单第11页,共50页，2024年2月25日，星期天2、mRNA——蛋白质合成的直接模板（1）mRNA分子从5-端起读，每三个相邻的核苷酸（碱基）所组成的一个三连码，决定某种AA，称为密码子。（2）mRNA分子的首尾结构
3’-端（尾部）：poly-A（7-甲基尿苷三磷酸）（多聚腺苷酸）3、rRNA——蛋白质合成的场所，起“装配机”的作用
在胞浆中起“装配机”的作用返回主菜单第12页,共50页，2024年2月25日，星期天三、核酸的变性、复性与杂交（一）变性1、概念核酸双链间氢键断裂，双链结构解开形成两条单链的的过程变性因素：加热及化学处理（有机溶剂等）2、特性——伴有高色（增色）效应
DNA达到50%变性时的温度DNA分子中G-C组份愈多，Tm值就愈高DNA分子就愈稳定。反之亦然。返回主菜单第13页,共50页，2024年2月25日，星期天（二）复性1、概念因变性而解开的两条单链，在温度缓慢下降时重又聚合成双链结构，这一过程叫作复性2、特性
变性后若温度迅速下降，则不发生复性（三）分子杂交1、概念分子杂交是以核酸的变性和复性为基础
不同来源的两条核酸单链，若有大致相同的碱基互补顺序，经退火处理，可形成杂交双链。
和RNA-RNA返回主菜单第14页,共50页，2024年2月25日，星期天第一节遗传的中心法则第二节DNA的生物合成（一）复制（二）逆转录（三）DNA的损伤和修复主菜单第15页,共50页，2024年2月25日，星期天DNADNAmRNA蛋白质复制转录翻译逆转录
原料NTP第一节遗传的中心法则返回主菜单第16页,共50页，2024年2月25日，星期天第二节DNA的生物合成一、复制——DNA的复制是以半保留复制方式进行的1、半保留复制
）四种dNTP：作为原料相应的酶类：DDDP等一小段RNA：作为DNA聚合引物
）概念和模式返回主菜单第17页,共50页，2024年2月25日，星期天2、参与复制的酶类——DNA聚合酶、DNA连接酶解旋和解链酶类、引物酶等（1）引物酶
单链结合蛋白：沿着复制叉，促进两条互补链分离解旋，克服扭结现象固定已分离解旋的单链，便于复制返回主菜单第18页,共50页，2024年2月25日，星期天
DNA聚合酶Ⅲ——聚合、填空、修补——聚合、填空、修补（复制时起主要作用的酶）（3）DNA聚合酶DNA聚合酶Ⅰ是一种多功能酶——聚合、填空、修补
外切酶的作用（切除引物和损伤部位）（4）DNA连接酶连接冈崎片段返回主菜单第19页,共50页，2024年2月25日，星期天3、复制的过程模板DNA先解链解旋引物酶作用，以NTP为原料合成RNA引物dNTP存在下由DNA聚合酶Ⅲ催化，在RNA引物基础上合成DNA新链DNA聚合酶Ⅰ外切作用切除引物(空缺部位再由该酶发挥填补作用)DNA连接酶连接冈崎片段形成完整的DNA分子(解链酶、解旋酶和单链结合蛋白）（引物酶、NTP）（DNA聚合酶Ⅲ、dNTP）（DNA聚合酶Ⅰ、dNTP）（DNA连接酶）参与的物质返回主菜单第20页,共50页，2024年2月25日，星期天
随后链合成方向与复制叉移动方向相同，进行连续复制的这一条新链合成方向与复制叉移动方向相反，进行不连续复制的另一条新链随后链上所进行不连续复制而成的DNA片段
逆转录（酶）的意义（1）逆转录酶存在于所有致癌RNA病毒中（与病毒致癌有关）（2）对中心法则进行了必要的补充（3）有助于基因工程的实施（用于获得目的基因）模式返回主菜单第22页,共50页，2024年2月25日，星期天（三）DNA的损伤和修复1、DNA的损伤2、DNA的修复
主要修复机制——切除修复——紫外线照射碱基和核苷类似物抗菌素及其类似物——切除修复、SOS修复重组修复、光修复切除修复返回主菜单第23页,共50页，2024年2月25日，星期天第三节RNA的生物合成一、转录的概念和条件三、转录的过程四、转录后的加工和修饰二、转录与复制的区别主菜单第24页,共50页，2024年2月25日，星期天第三节RNA的生物合成——转录）一、转录的概念和条件1、概念以DNA为模板，指导RNA合成的过程
模板链DNA二、转录与复制的区别转录是基因表达的第一步，也是最关键的一步通过转录把DAN的信息传递给RNA（RNA的生物合成DDRP区别返回主菜单第25页,共50页，2024年2月25日，星期天三、转录的过程酶与DNA模板的结合转录的起始RNA链的延长RNA链的终止与释放
蛋白返回主菜单第26页,共50页，2024年2月25日，星期天四、转录后的加工和修饰（真核细胞）——以mRNA转录后的加工为例hnRNAmRNA加帽连尾剪辑加工（核不均一RNA）
剪辑加工连接外显子切除内含子（具有编码功能的序列）（不具编码功能的序列）
示意图示意图返回主菜单第27页,共50页，2024年2月25日，星期天三、蛋白质合成的过程第四节蛋白质的生物合成一、概念二、参与翻译所需的物质四、蛋白质生物合成与医学的关系主菜单第28页,共50页，2024年2月25日，BG大游星期天翻译蛋白质的生物合成——一、概念以mRNA为模板，在其它RNA及因子的参与下，合成蛋白质的过程二、参与翻译所需的物质1、三类RNA（
mRNA、tRNA、rRNA）2、20种编码氨基酸3、参与翻译的酶类4、其它因子（合成蛋白质的原料）起始因子、延长因子、终止和释放因子K+
密码子（64种，分三类）起始密码终止密码AA信息码1个（AUG，兼蛋AA）3个（UGA，UAA，UAG）61个
密码子的特点密码的简并性密码无标点符号密码的通用性密码的摆动性？返回主菜单密码子第30页,共50页，2024年2月25日，星期天
核蛋白体由RNA和多种蛋白质复合而成是蛋白质生物合成的场所和装配机由大小两个亚基组成（rRNA）
给位（P位）受位（A位）有mRNA结合部位返回主菜单第32页,共50页，2024年2月25日，星期天参与蛋白质合成的酶类
转肽酶返回主菜单第33页,共50页，2024年2月25日，星期天三、蛋白质合成的过程1、AA的活化AA+tRNA氨基酰-tRNA酶、Mg+
氨基酸残基的修饰二硫键的形成返回主菜单第34页,共50页，2024年2月25日，星期天
嘌呤霉素：是氨基酰-tRNA的类似物，结合在A位，造成未成熟肽链的终止，对真、原核细胞均有效。返回主菜单第35页,共50页，2024年2月25日，星期天核蛋白体循环m7Gppppoly-AAUGACUGCACGAUAAUAC蛋UAC蛋UGA苏CGU丙UGA苏进位核蛋白体循环(延长)
进位移位转肽移位返回主菜单第42页,共50页，2024年2月25日，星期天返回主菜单第43页,共50页，2024年2月25日，星期天
第五节基因工程和聚合酶链反应1.基因工程的概念：是用人工方法将所要研究的基因（目的基因）在体外与载体DNA结合成重组DNA，然后引入缩主细胞，筛选出能表达重组DNA的活细胞，并加以纯化、传代、扩增成为克隆。2.基因工程的简要步骤：可归纳为分、切、接、转、筛五个字。3.聚合酶链反应：体外DNA扩增法基本原理同DNA复制。返回主菜单第44页,共50页，2024年2月25日，星期天3’3’5’5’A--TC--GT--AG--C5’5’3’3’ACTG5’3’5’3’5’3’5’3’5’3’TGAC5’3’TGAC5’3’5’3’ACTG半保留复制返回主菜单第45页,共50页，2024年2月25日，星期天病毒RNA
示意图逆转录酶作用病毒RNA病毒双链的DNA返回主菜单第46页,共50页，2024年2月25日，星期天示意图DNA损伤的切除修复内切酶外切酶DNA聚合酶DNA连接酶返回主菜单第47页,共50页，2024年2月25日，星期天
——转录的主要酶返回主菜单第48页,共50页，2024年2月25日，星期天转录与复制的区别DNA复制RNA转录原料DNTP、（NTP）NTP碱基配对A与T，G与CU与A，G与C催化的酶DDDP模板整个DNA分子的二条完整单链DNA分子上的某个基因中的一条链加工与修饰不需要在真核细胞内需要DDRP返回主菜单第49页,共50页，2024年2月25日，星期天感谢大家观看第50页,共50页，2024年2月25日，星期天
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