(共56张PPT)
第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
第4章 基因的表达
基因主要存在于细胞核中
蛋白质在细胞质中合成
指导
通过RNA
在DNA和蛋白质之间，有一种充当信使的物质，它就是RNA
1、中文名称：核糖核酸
2、基本单位：核糖核苷酸
3、组成成分
P
A/U/C/G
磷酸
核糖
含氮碱基
腺嘌呤 A
胸腺嘧啶 T
胞嘧啶 C
鸟嘌呤 G
腺嘌呤 A
尿嘧啶 U
胞嘧啶 C
鸟嘌呤 G
五碳
糖
磷酸
含N碱基
核苷酸
DNA
脱氧核糖核酸
核酸
脱氧
核糖
核苷酸
腺嘌呤 A
胸腺嘧啶 T
胞嘧啶 C
鸟嘌呤 G
腺嘌呤 A
尿嘧啶 U
胞嘧啶 C
鸟嘌呤 G
核糖核苷酸
五碳
糖
磷酸
含N碱基
核苷酸
RNA
核糖核酸
核酸
脱氧
核苷酸
DNA
脱氧核糖核酸
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
腺嘌呤 A
胸腺嘧啶 T
胞嘧啶 C
鸟嘌呤 G
腺嘌呤 A
尿嘧啶 U
胞嘧啶 C
鸟嘌呤 G
核糖核苷酸
五碳
糖
磷酸
含N碱基
核苷酸
脱氧
核苷酸
DNA与RNA的比较
比较项目 DNA RNA
基本单位
五碳糖
含氮碱基
结构
主要存在部位
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A T C G
A U C G
双链结构（长）
单链结构（短）
细胞核
细胞质
D
基因主要存在于细胞核中
蛋白质在细胞质中合成
指导
通过RNA
(1)它也是由基本单位——核苷酸连接而成，核
苷酸也含有四种碱基( A、U、C、G )，这使
得RNA具备准确传递遗传信息的可能。
(2)RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够
通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
(3)RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配
对原则”；因此以mRNA为媒介可将遗传信
息传递到细胞质中。
为什么RNA适于作DNA的信使？
转运RNA
（transfer RNA, tRNA）
信使RNA
（messenger RNA, mRNA）
核糖体RNA
（ribosomal RNA, rRNA）
转录
在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA过程。
①场所：细胞核（主要）
②模板：DNA的一条链
③产物：RNA
④原料：核糖核苷酸
转录
转录
③延伸：核糖核苷酸依次连接到mRNA上。
①解旋：RNA聚合酶与一段DNA结合，使DNA双链解开，碱基得以暴露。
②配对：游离的核糖核苷酸与DNA互补配对，在RNA聚合酶作用下合成mRNA。
④释放：mRNA从DNA链上释放。DNA双螺旋恢复。
转录的方向
3
5
3
5
5
C
翻译
转录
mRNA合成以后，就通过核孔进入细胞质中。
游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
核酸中的碱基序列蕴含着遗传信息。
翻译的实质是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质中的氨基酸序列。
翻译
翻译
mRNA的4种碱基 决定蛋白质的21种氨基酸
如果mRNA上的1个碱基决定1个氨基酸：4种碱基→________种氨基酸
如果mRNA上的2个碱基决定1个氨基酸：4种碱基→________种氨基酸
如果mRNA上的3个碱基决定1个氨基酸：4种碱基→________种氨基酸
4
42（16）
43（64）
mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基，叫做1个密码子。
密码子
缬氨酸
决定
密码子
甘氨酸
决定
密码子
组氨酸
决定
对应关系？
密码子
反密码子
21种氨基酸的密码子表
可以决定氨基酸的
密码子有____种
所以反密码子有____种，
tRNA有____种
62
62
62
翻译
游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
①场所：核糖体
②模板：mRNA
③产物：多肽→蛋白质
④原料：氨基酸
⑤搬运工具：tRNA
mRNA在细胞核中转录形成后，通过核孔出来，到细胞质中。
翻译
C
U
G
A
A
U
G
A
C
U
C
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
G
A
U
C
C
U
A
A
G
G
C
U
U
C
A
甲
色
A
C
C
组
精
G
A
C
（1）起始：① mRNA在细胞质中与核糖体结合
G
G
U
翻译
位点1
位点2
U
C
A
甲
色
A
C
C
组
精
G
A
C
（1）起始：②携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1
U
C
A
甲
U
C
A
G
G
U
C
U
G
A
A
U
G
A
C
U
C
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
G
A
U
C
C
U
A
A
G
G
C
U
甲
U
C
A
翻译
位点1
位点2
C
U
G
A
A
U
G
A
C
U
C
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
G
A
U
C
C
U
A
A
G
G
C
U
色
A
C
C
组
精
G
A
C
（2）运输：携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2
甲
U
C
A
G
G
U
G
G
U
组
G
G
U
组
G
G
U
翻译
位点1
位点2
C
U
G
A
A
U
G
A
C
U
C
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
G
A
U
C
C
U
A
A
G
G
C
U
色
A
C
C
精
G
A
C
（3）合成：甲硫氨酸与组氨酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上
甲
U
C
A
组
G
G
U
甲
翻译
位点1
位点2
位点1
位点2
色
A
C
C
精
G
A
C
（4）延伸：①核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的tRNA进入位点1。
U
C
A
组
G
G
U
甲
C
U
G
A
A
U
G
A
C
U
C
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
G
A
U
C
C
U
A
A
G
G
C
U
U
C
A
翻译
位点1
位点2
色
A
C
C
精
G
A
C
（4）延伸：②一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成
G
G
U
组
甲
C
U
G
A
A
U
G
A
C
U
C
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
G
A
U
C
C
U
A
A
G
G
C
U
U
C
A
A
C
C
色
A
C
C
色
A
C
C
组
甲
翻译
位点1
位点2
G
A
C
（5）停止：随着核糖体的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止。
G
G
U
C
U
G
A
A
U
G
A
C
U
C
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
G
A
U
C
C
U
A
A
G
G
C
U
U
C
A
A
C
C
A
G
G
半
色
组
甲
精
谷
半
脯
丝
U
C
U
终止密码
翻译
肽链合成后，就从核糖体与mRNA复合物上脱离，通常经过一系列步骤盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，然后开始承担细胞生命活动各项职责。
盘曲
折叠
盘绕
聚集
翻译
翻译
多聚核糖体
√
√
√
√
逆转录
DNA
（基因）
翻译
转录
蛋白质
（性状）
RNA
复制
复制
克里克
DNA复制 转录 翻译
场所 细胞核（主要） 细胞核（主要） 核糖体
模板 DNA的两条链 DNA（基因）的一条链 mRNA
产物 两个子代DNA RNA 多肽链
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 脱水缩合相关的酶
能量 ATP 碱基互补配对原则 A-T T-A C-G G-C A-U T-A C-G G-C A-U U-A
C-G G-C
信息传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质
从前，有个mRNA，觉得自己很孤单，就拉个核糖体过来翻译个蛋白给自己作伴，翻译好之后对蛋白说："你好，我是你的模板。"
蛋白说："你好，我是RNA水解酶。"
mRNA沉默了一下，说："没关系，反正我本来也活不了多久，你就陪陪我吧。"
蛋白说："好"。
于是两个人就手拉手默默地站在一起。
过了一会儿蛋白忽然说："其实我现在还不是RNA水解酶。"
mRNA："嗯。"
蛋白："我现在只是多肽。"
mRNA笑了。
蛋白："可是我很快就会变成真的RNA水解酶了。"
mRNA："没有关系。我总是要死的。"
于是蛋白依旧和mRNA靠在一起，他慢慢地转圈，折叠，开始修饰自己。他越来越像真的RNA水解酶，而mRNA慢慢地开始降解。
蛋白说："我走吧，离开了我你也许能活得久一些呢。"
mRNA说："你别走。我有些话要和你说。"
mRNA说，你知道么，我也有过一个模板，他叫DNA。
蛋白说："他现在在哪里呢？"
mRNA说："他的启动子关闭了。他睡着了。"
蛋白问："是谁把他的启动子关掉的呢？他还会醒过来吗？"
mRNA说："是我把他关掉的。"然后他又笑笑："但是他还会醒的，我一消失，他就又会醒来了。"
mRNA说："我记得我刚被转录出来的时候，DNA对我说，你好，我是你的模板。我说你好，我是mRNA。他笑着说很高兴见到你，然后就慢慢睡着了。"
蛋白没有说话。
"我很想念他。"mRNA的声音越来越虚弱，"我马上就要消失了。如果他醒过来，如果你碰到他，请替我再和他说一句你好吧。"
然后mRNA就被降解掉了。
DNA慢慢醒了过来，看到旁边站着一个蛋白正小心翼翼地看着他。
蛋白看DNA醒了，说："你好，我是RNA水解酶。"
DNA说："你好，我是DNA。"
蛋白："你好。"
蛋白："第二句你好，是mRNA让我对你说的。"
DNA想起来，他上次睡觉之前，转录了一个mRNA，可是就说了一句话，自己就睡着了。
DNA："mRNA他在哪里？"
蛋白答非所问："他说他很想念你。"
DNA笑了："我也很想念他。"
蛋白："他已经被降解了。"
蛋白："有时候我却羡慕他。"
DNA："为什么？"
蛋白看看DNA，说："因为你在想念他啊。"蛋白说完，忽然觉得湿湿的。原来是自己哭了。哭着哭着，蛋白就水解了。
DNA终于又转录了一个mRNA。
DNA说："你好，我是你的模板。"
mRNA说："你好，我是mRNA。"
DNA仔细地看着mRNA："你和他，真是一模一样。"
mRNA："谁？"
DNA："我上一次转录的mRNA。"停了停，又说："你们明明是一样的，为什么我还在想念他呢？"说完，DNA慢慢合上了眼睛。
如果相遇的尽头注定是错过，是不是，还是做一个内含子好一些呢？
好心塞的故事。可是如果成为内含子，就连相遇的机会都没有了。虽然相遇的尽头是错过，但回忆总是美好的。还是让我成为外显子吧。
从前，有个mRNA，觉得自己很孤单，就拉个核糖体过来翻译个蛋白给自己作伴，翻译好之后对蛋白说："你好，我是你的模板。"
蛋白说："你好，我是RNA水解酶。"
mRNA沉默了一下，说："没关系，反正我本来也活不了多久，你就陪陪我吧。"
蛋白说："好"。
于是两个人就手拉手默默地站在一起。
过了一会儿蛋白忽然说："其实我现在还不是RNA水解酶。"
mRNA："嗯。"
蛋白："我现在只是多肽。"
mRNA笑了。
蛋白："可是我很快就会变成真的RNA水解酶了。"
mRNA："没有关系。我总是要死的。"
于是蛋白依旧和mRNA靠在一起，他慢慢地转圈，折叠，开始修饰自己。他越来越像真的RNA水解酶，而mRNA慢慢地开始降解。
蛋白说："我走吧，离开了我你也许能活得久一些呢。"
mRNA说："你别走。我有些话要和你说。"
mRNA说：“你知道么，我也有过一个模板，他叫DNA。”
蛋白说："他现在在哪里呢？"
mRNA说："他的启动子关闭了。他睡着了。"
蛋白问："是谁把他的启动子关掉的呢？他还会醒过来吗？"
mRNA说："是我把他关掉的。"然后他又笑笑："但是他还会醒的，我一消失，他就又会醒来了。"
mRNA说："我记得我刚被转录出来的时候，DNA对我说，你好，我是你的模板。我说你好，我是mRNA。他笑着说很高兴见到你，然后就慢慢睡着了。"
蛋白没有说话。
"我很想念他。"mRNA的声音越来越虚弱，"我马上就要消失了。如果他醒过来，如果你碰到他，请替我再和他说一句你好吧。"
然后mRNA就被降解掉了。
DNA慢慢醒了过来，看到旁边站着一个蛋白正小心翼翼地看着他。
蛋白看DNA醒了，说："你好，我是RNA水解酶。"
DNA说："你好，我是DNA。"
蛋白："你好。"
蛋白："第二句你好，是mRNA让我对你说的。"
DNA想起来，他上次睡觉之前，转录了一个mRNA，可是就说了一句话，自己就睡着了。
DNA："mRNA他在哪里？"
蛋白答非所问："他说他很想念你。"
DNA笑了："我也很想念他。"
蛋白："他已经被降解了。"
蛋白："有时候我却羡慕他。"
DNA："为什么？"
蛋白看看DNA，说："因为你在想念他啊。"蛋白说完，忽然觉得湿湿的。原来是自己哭了。哭着哭着，蛋白就水解了。
DNA终于又转录了一个mRNA。
DNA说："你好，我是你的模板。"
mRNA说："你好，我是mRNA。"
DNA仔细地看着mRNA："你和他，真是一模一样。"
mRNA："谁？"
DNA："我上一次转录的mRNA。"停了停，又说："你们明明是一样的，为什么我还在想念他呢？"说完，DNA慢慢合上了眼睛。
如果相遇的尽头注定是错过，是不是，还是做一个内含子好一些呢？
好心塞的故事。可是如果成为内含子，就连相遇的机会都没有了。虽然相遇的尽头是错过，但回忆总是美好的。还是让我成为外显子吧。
从前，有个mRNA，觉得自己很孤单，就拉个核糖体过来翻译个蛋白给自己作伴，翻译好之后对蛋白说："你好，我是你的模板。"
蛋白说："你好，我是RNA水解酶。"
mRNA沉默了一下，说："没关系，反正我本来也活不了多久，你就陪陪我吧。"
蛋白说："好"。
于是两个人就手拉手默默地站在一起。
过了一会儿蛋白忽然说："其实我现在还不是RNA水解酶。"
mRNA："嗯。"
蛋白："我现在只是多肽。"
mRNA笑了。
蛋白："可是我很快就会变成真的RNA水解酶了。"
mRNA："没有关系。我总是要死的。"
于是蛋白依旧和mRNA靠在一起，他慢慢地转圈，折叠，开始修饰自己。他越来越像真的RNA水解酶，而mRNA慢慢地开始降解。
蛋白说："我走吧，离开了我你也许能活得久一些呢。"
mRNA说："你别走。我有些话要和你说。"
mRNA说：“你知道么，我也有过一个模板，他叫DNA。”
蛋白说："他现在在哪里呢？"
mRNA说："他的启动子关闭了。他睡着了。"
蛋白问："是谁把他的启动子关掉的呢？他还会醒过来吗？"
mRNA说："是我把他关掉的。"然后他又笑笑："但是他还会醒的，我一消失，他就又会醒来了。"
mRNA说："我记得我刚被转录出来的时候，DNA对我说，你好，我是你的模板。我说你好，我是mRNA。他笑着说很高兴见到你，然后就慢慢睡着了。"
蛋白没有说话。
"我很想念他。"mRNA的声音越来越虚弱，"我马上就要消失了。如果他醒过来，如果你碰到他，请替我再和他说一句你好吧。"
然后mRNA就被降解掉了。
DNA慢慢醒了过来，看到旁边站着一个蛋白正小心翼翼地看着他。
蛋白看DNA醒了，说："你好，我是RNA水解酶。"
DNA说："你好，我是DNA。"
蛋白："你好。"
蛋白："第二句你好，是mRNA让我对你说的。"
DNA想起来，他上次睡觉之前，转录了一个mRNA，可是就说了一句话，自己就睡着了。
DNA："mRNA他在哪里？"
蛋白答非所问："他说他很想念你。"
DNA笑了："我也很想念他。"
蛋白："他已经被降解了。"
蛋白："有时候我却羡慕他。"
DNA："为什么？"
蛋白看看DNA，说："因为你在想念他啊。"蛋白说完，忽然觉得湿湿的。原来是自己哭了。哭着哭着，蛋白就水解了。
DNA终于又转录了一个mRNA。
DNA说："你好，我是你的模板。"
mRNA说："你好，我是mRNA。"
DNA仔细地看着mRNA："你和他，真是一模一样。"
mRNA："谁？"
DNA："我上一次转录的mRNA。"停了停，又说："你们明明是一样的，为什么我还在想念他呢？"说完，DNA慢慢合上了眼睛。
如果相遇的尽头注定是错过，是不是，还是做一个内含子好一些呢？
好心塞的故事。可是如果成为内含子，就连相遇的机会都没有了。虽然相遇的尽头是错过，但回忆总是美好的。还是让我成为外显子吧。
从前，有个mRNA，觉得自己很孤单，就拉个核糖体过来翻译个蛋白给自己作伴，翻译好之后对蛋白说："你好，我是你的模板。"
蛋白说："你好，我是RNA水解酶。"
mRNA沉默了一下，说："没关系，反正我本来也活不了多久，你就陪陪我吧。"
蛋白说："好"。
于是两个人就手拉手默默地站在一起。
过了一会儿蛋白忽然说："其实我现在还不是RNA水解酶。"
mRNA："嗯。"
蛋白："我现在只是多肽。"
mRNA笑了。
蛋白："可是我很快就会变成真的RNA水解酶了。"
mRNA："没有关系。我总是要死的。"
于是蛋白依旧和mRNA靠在一起，他慢慢地转圈，折叠，开始修饰自己。他越来越像真的RNA水解酶，而mRNA慢慢地开始降解。
蛋白说："我走吧，离开了我你也许能活得久一些呢。"
mRNA说："你别走。我有些话要和你说。"
mRNA说：“你知道么，我也有过一个模板，他叫DNA。”
蛋白说："他现在在哪里呢？"
mRNA说："他的启动子关闭了。他睡着了。"
蛋白问："是谁把他的启动子关掉的呢？他还会醒过来吗？"
mRNA说："是我把他关掉的。"然后他又笑笑："但是他还会醒的，我一消失，他就又会醒来了。"
mRNA说："我记得我刚被转录出来的时候，DNA对我说，你好，我是你的模板。我说你好，我是mRNA。他笑着说很高兴见到你，然后就慢慢睡着了。"
蛋白没有说话。
"我很想念他。"mRNA的声音越来越虚弱，"我马上就要消失了。如果他醒过来，如果你碰到他，请替我再和他说一句你好吧。"
然后mRNA就被降解掉了。
DNA慢慢醒了过来，看到旁边站着一个蛋白正小心翼翼地看着他。
蛋白看DNA醒了，说："你好，我是RNA水解酶。"
DNA说："你好，我是DNA。"
蛋白："你好。"
蛋白："第二句你好，是mRNA让我对你说的。"
DNA想起来，他上次睡觉之前，转录了一个mRNA，可是就说了一句话，自己就睡着了。
DNA："mRNA他在哪里？"
蛋白答非所问："他说他很想念你。"
DNA笑了："我也很想念他。"
蛋白："他已经被降解了。"
蛋白："有时候我却羡慕他。"
DNA："为什么？"
蛋白看看DNA，说："因为你在想念他啊。"蛋白说完，忽然觉得湿湿的。原来是自己哭了。哭着哭着，蛋白就水解了。
DNA终于又转录了一个mRNA。
DNA说："你好，我是你的模板。"
mRNA说："你好，我是mRNA。"
DNA仔细地看着mRNA："你和他，真是一模一样。"
mRNA："谁？"
DNA："我上一次转录的mRNA。"停了停，又说："你们明明是一样的，为什么我还在想念他呢？"说完，DNA慢慢合上了眼睛。
如果相遇的尽头注定是错过，是不是，还是做一个内含子好一些呢？
好心塞的故事。可是如果成为内含子，就连相遇的机会都没有了。虽然相遇的尽头是错过，但回忆总是美好的。还是让我成为外显子吧。
学而时习之
不亦转运乎？
