原核与真核生物转录及转译的比较课件.ppt

1、第一節 核酸的發現第二節 核酸的構造與複製第三節 基因與蛋白質的合成第四節 基因的表現第五節 遺傳工程第六節 突變證明核酸為遺傳物質1.性狀轉變（格里夫茲）2.證實DNA造成性狀轉變（艾佛力）3.證實噬菌體的遺傳物質是DNA，不是蛋白質（賀雪、蔡斯）性狀轉變（格里夫茲）證實DNA造成性狀轉變（艾佛力）肺炎雙球菌性狀轉變的實驗證實噬菌體的遺傳物質是DNA，不是蛋白質（賀雪、蔡斯）DNA及RNA的基本組成與構造DNA的複製RNA的種類RNA的修飾2023/2/37 DNA與RNA的比較DNA及RNA的基本組成與構造基本單元DNA：去氧核糖核 酸 dAMP、dTMP、dCMP、dGMPRNA：核糖核

2、 酸 AMP、UMP、CMP、GMP構成DNA的四種核酸DNA及RNA的核酸差異DNA雙螺旋模式圖DNA 分子之模型雙股DNA的結構2023/2/312 DNA的構造與組成的構造與組成 2023/2/313 DNA的構造與組成的構造與組成 DNA的複製方式：半保留新股合成方向：5 3酵素：DNA聚合 、DNA連接 岡崎片段：複製時不連續的DNA片段2023/2/315DNA的複製的複製 資料來源：Campbell,N.A.1996.Biology.The Benjamin/Cumming Publishing Company,Inc.,p.299DNA複製模式圖2023/2/3172023/2

3、/318DNA如何複製2023/2/319真核細胞如何複製DNA 第第0代代第第1代代第第2代代第第3代代證明DNA複製為半保留型RNA的種類傳訊RNA（mRNA）轉送RNA（tRNA）核糖體RNA（rRNA）分子生物學中心教條 轉錄 轉譯DNA RNA 蛋白質RNA的種類轉錄作用2023/2/323 轉錄作用轉錄作用2023/2/324轉錄後修飾：mRNA的修飾構造修飾 前端：5帽（G-P-P-P）後端：3多腺嘌呤尾mRNA剪接：將內插子切除 RNA的修飾2023/2/326修飾作用如何進行？3.真核真核生物轉錄出生物轉錄出來的來的RNA需經修需經修飾飾方能產生作用方能產生作用(1)5 加加

4、G(2)3 加加A(3)切去中斷子切去中斷子（內含子）（內含子）mRNA構造修飾mRNA修飾：加上 5 端帽及多腺嘌呤尾。在 5 端被加了 5 端帽，而在 3 端被加了多腺嘌呤尾，5 端帽及RNA的前導段，並不轉譯成胺基酸，其功能在提供核糖體附於此的訊息。多腺嘌呤尾可能是rnRNA分子離開細胞核所必需，它並非直接接於終止密碼子，而是接在mRNA上不發生轉譯的密碼子之後。mRNA剪接：將內插子切除2023/2/329mRNAmRNA處理階段的調節處理階段的調節BACKBACK基因和DNA密碼子和胺基酸蛋白質的合成蛋白質修飾與角色原核與真核生物之轉錄與轉譯基因和DNA基因成分：一小段DNA 一小段

5、RNA（某些病毒）基因功能：間接控制蛋白質之合成 2023/2/332基因與DNA的關係如何？1.基因是什麼？基因是什麼？(1)基因是基因是一段一段DNA(2)基因是控制生物性狀的基因是控制生物性狀的遺傳單位遺傳單位(3)不同的生物，所具有的基因數不同不同的生物，所具有的基因數不同人類的基因數約人類的基因數約34萬個萬個人類每個基因平均含數萬個鹼基對人類每個基因平均含數萬個鹼基對每一鹼基對的平均分子量約每一鹼基對的平均分子量約6602023/2/333基因與DNA的關係如何？2.基因組是什麼？基因組是什麼？(1)定義：指細胞遺傳物質總量（定義：指細胞遺傳物質總量（單套單套染色體的基因總量染色體

6、的基因總量）(2)通常以通常以鹼基對數目鹼基對數目表示基因組的量表示基因組的量人類基因組：人類基因組：3 109 鹼基對鹼基對大腸桿菌基因組：大腸桿菌基因組：4.7 106鹼基對鹼基對2023/2/334基因與DNA的關係如何？3.人類基因組計畫（人類基因組計畫（HGP）：）：(1)1990年開始，美國和英國主導，有年開始，美國和英國主導，有18個國家個國家參加，包括臺灣參加，包括臺灣(2)預訂於西元預訂於西元2003年完成年完成(3)西元西元2000年年6月，完成人體基因組圖草圖月，完成人體基因組圖草圖(4)我國參與我國參與HGP，以，以榮陽團隊榮陽團隊（榮民總醫院、（榮民總醫院、陽明大學）

7、的成果最顯赫。其完成陽明大學）的成果最顯赫。其完成第四對第四對染染色體上色體上q22q24片段的一千萬個鹼基定序，該片段的一千萬個鹼基定序，該片段共有片段共有218個基因個基因密碼子和胺基酸遺傳密碼：DNA上三個含氮鹼基一組，決定一種胺基酸密碼子：mRNA上三個含氮鹼基一組，決定一種胺基酸補密碼：tRNA上三個含氮鹼基一組，與密碼子反向配對，以攜帶 正確胺基酸密碼子詳細資料2023/2/337密碼子與胺基酸 1.mRNA有有64組密碼子組密碼子(1)UAA，UAG和和UGA為為終止終止密碼子，不密碼子，不 決決定任何胺基酸定任何胺基酸(2)有有61組密碼子可決定胺基酸組密碼子可決定胺基酸同義碼

8、同義碼：決定同一胺基酸的數個密碼子：決定同一胺基酸的數個密碼子例如：例如：AAG和和AAA皆決定離胺酸皆決定離胺酸(3)AUG為為起始起始密碼子，並決定甲硫胺酸密碼子，並決定甲硫胺酸 蛋白質的合成tRNA的構造mRNA的轉譯過程聚核糖體傳送RNA（tRNA）的構造補密碼與密碼子配對情形 2023/2/340 核糖體核糖體 轉譯過程2023/2/342聚核糖體許多核糖體常同時附在一條mRNA上進行轉譯，這一些核糖體與mRNA分子合稱為聚核糖體。蛋白質修飾與角色轉譯後修飾：蛋白質修飾1.多鏈自動摺疊成有功能蛋白質2.蛋白質加上醣類、脂質、磷酸基3.某些酵素會被切割成兩段或多段2023/2/345蛋

9、白質的合成與修飾 原核與真核生物轉錄及轉譯的比較原核生物真核生物原核與真核生物mRNA的比較細胞分化細胞基因表現不同原核生物基因表現真核生物基因表現原核生物基因表現基因操縱組構造基因：可轉錄轉譯出蛋白質的基因啟動子：RNA聚合附著之一小段DNA操作子：構造基因轉錄之開關，可控制 RNA聚合移動至構造基因調節基因：可轉錄轉譯出抑制蛋白，抑 制蛋白可與操作子結合大腸桿菌的乳糖操縱組AB大腸桿菌的色胺酸操縱組AB動物固醇類激素起始因子活化：影響轉譯不活化的mRNA真核生物基因表現應 用 範 圍基因重組操作過程基因放大技術(PCR)基 因 轉 殖應 用 範 圍農業：品種改良（抗蟲、高產量）醫學：基因診

10、斷、基因治療基因重組操作過程目標基因及載體選取重組DNA重組DNA送入細菌內，表現性狀篩選轉形細胞重組DNA圖示2023/2/357質體2023/2/358人工基因重組如何操作？1.製備載體和外源製備載體和外源DNA：(1)載體：常用細菌質體、噬菌體載體：常用細菌質體、噬菌體DNA(2)以相同限制酶切割載體和外源以相同限制酶切割載體和外源DNA 2023/2/359基因放大技術(PCR)材料：DNA鑄模、DNA聚合、一對引子、四種核苷酸步驟：1.加熱分離兩股2.冷卻使引子與目標基因結合3.DNA聚合酶由引子處開始複製4.重複以上循環20-30次PCR圖示2023/2/3622023/2/363

11、 DNA指紋親子鑑定基 因 轉 殖做法：使用基因工程或分子生物技術，將遺傳物質殖入活細胞或生物體，產生基因改造現象應用：基因轉殖動物：畜牧、漁業養殖基因轉殖植物：Ti質體 2023/2/365 生長激素的基因基因轉殖 促進動物生長基因轉殖動物：具有轉殖基因的山羊植物遺傳工程：使用Ti質體作為載體2023/2/368 農桿菌質體重組農桿菌質體重組DNADNA侵入植物細胞侵入植物細胞DNADNABACKBACK2023/2/369 基因轉殖植物的形成基因轉殖植物的形成BACKBACK突變的定義基因突變的形成突變的原因突變的定義廣義突變：染色體構造、數目改變狹義突變：基因改變基因突變的形成單基因突變：半乳糖血症點突變：鐮形血球性貧血症單基因突變：半乳糖血症單基因突變半乳糖血症：基因突變以致於無法合成有功能的酵素（3），故造成中間產物半乳糖及半乳糖磷酸的累積。點突變：鐮形血球性貧血症正常人鐮形血球性貧血症患者突變的原因自發性突變：DNA複製DNA修補基因重組誘導突變：物理因子：紫外線、X射線化學因子：亞硝酸、五嗅嘧啶DNA修補作用2023/2/377資料參考:南一教學光碟龍騰教學光碟台大生化所莊榮輝教授網站