第三章 生物信息的传递 1
1 第三章 生物信息的传递
(上)从DNA到RNA ◆基因作为唯一能够自主复制、永久存在的单位， 其生物学功能是以蛋白质的形式表达出来的。 ◆DNA序列是遗传信息的贮存者，它通过自主复 制得到永存，并通过转录生成信使RNA,翻译 生成蛋白质的过程来控制生命现象。 2
2 （上）从DNA到RNA ◆ 基因作为唯一能够自主复制、永久存在的单位， 其生物学功能是以蛋白质的形式表达出来的。 ◆ DNA序列是遗传信息的贮存者，它通过自主复 制得到永存，并通过转录生成信使RNA，翻译 生成蛋白质的过程来控制生命现象
◆基因表达包括转录(transcription)和翻译 （translation)两个阶段。 ◆转录是指拷贝出一条与DNA链序列完全相同 (除了T→U之外)的RNA单链的过程，是基因 表达的核心步骤。 ◆翻译是指以新生的mRNA为模板，把核苷酸三联 遗传密码子翻译成氨基酸序列、合成多肽链的 过程，是基因表达的最终目的。 3
3 ◆ 基因表达包括转录（transcription）和翻译 （translation）两个阶段。 ◆ 转录是指拷贝出一条与DNA链序列完全相同 （除了T→U之外）的RNA单链的过程，是基因 表达的核心步骤。 ◆ 翻译是指以新生的mRNA为模板，把核苷酸三联 遗传密码子翻译成氨基酸序列、合成多肽链的 过程，是基因表达的最终目的
Francois Jacob (Left),Jacques Monod (Center)& Andre Lwoff(Right) 4
4 ◆ Francois Jacob (Left), Jacques Monod (Center) & Andre Lwoff (Right)
◆DNA分子中的核苷酸排列顺序不但决定了胞内所 有RNA及蛋白质的基本结构，还通过蛋白质（酶） 的功能间接控制了细胞内全部有效成份的生产、 运转和功能发挥。 ●与mRNA序列相同的那条DNA链是编码链(coding strand)或称有意义连（sense strand) 另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链 则被称为模板链（template strand)或称反义链 (antisense strand). 5
5 ◆ DNA分子中的核苷酸排列顺序不但决定了胞内所 有RNA及蛋白质的基本结构，还通过蛋白质（酶） 的功能间接控制了细胞内全部有效成份的生产、 运转和功能发挥。 ⚫ 与mRNA序列相同的那条DNA链是编码链（coding strand）或称有意义连（sense strand）； ⚫ 另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链 则被称为模板链（template strand）或称反义链 （antisense strand）
DNA模板与mRNM分子及多肽链之间存在共线性关系 DNA mRNA 蛋白质 DNA和RNA虽然很相似，只有T或U及 氨基播 核糖的第二位碳原子上有所不同， Arg 但它们的生物学活性却很不同。 88 8 Gly A ◆RA主要以单链形式存在于生物体内， 其高级结构很复杂，它们既担负着 Thr 贮藏及转移遗传信息的功能，又能 作为核酶直接在细胞内发挥代谢功 Phe 能。 88 Ala ◆因为只有mRNA所携带的遗传信息才 Val 被用来指导蛋白质生物合成，所以 人们一般用U、C、A、G这4种核苷酸 Ser 3 A 6 安基省 而不是T、C、A、G的组合来表示遗 传性状。 模板链 6
6 ◆ DNA和RNA虽然很相似，只有T或U及 核糖的第二位碳原子上有所不同， 但它们的生物学活性却很不同。 ◆ RNA主要以单链形式存在于生物体内， 其高级结构很复杂，它们既担负着 贮藏及转移遗传信息的功能，又能 作为核酶直接在细胞内发挥代谢功 能。 ◆ 因为只有mRNA所携带的遗传信息才 被用来指导蛋白质生物合成，所以 人们一般用U、C、A、G这4种核苷酸 而不是T、C、A、G的组合来表示遗 传性状。 DNA模板与mRNA分子及多肽链之间存在共线性关系
生物体内拥有三类RNA,即： 口编码特定蛋白质序列的mRNA; ■能特异性解读RNA中的遗传信息并将其转化 成相应氨基酸后加入多肽链中的tRNA; ■直接参与核糖体中蛋白质合成的rRNA。 7
7 生物体内拥有三类RNA，即： ◼ 编码特定蛋白质序列的mRNA； ◼ 能特异性解读mRNA中的遗传信息并将其转化 成相应氨基酸后加入多肽链中的tRNA； ◼ 直接参与核糖体中蛋白质合成的rRNA
主要内容 3.1RNA的转录 3.2启动子与转录起始 3.3原核与真核生物mRNA的特征比较 3.4 RNA Pol I和PolⅢ介导的基因转录 3.5内含子的剪接、编辑及化学修饰 8
8 主要内容 3.1 RNA的转录 3.2 启动子与转录起始 3.3 原核与真核生物mRNA的特征比较 3.4 RNA Pol I和Pol III介导的基因转录 3.5 内含子的剪接、编辑及化学修饰
3.1 RNA的转录 ◆转录的基本过程 ◆转录机器的主要成分 RNA聚合酶；转录复合物 9
9 ◆转录的基本过程 ◆转录机器的主要成分 RNA聚合酶；转录复合物 3.1 RNA的转录
3.1 RNA的转录 ◆3.1.1转录的基本过程 无论是原核还是真核细胞，转录的基本过程 都包括： 模板识别 转录起始 通过启动子 转录的延伸和终止 10
10 3.1 RNA的转录 ◆3.1.1 转录的基本过程 无论是原核还是真核细胞，转录的基本过程 都包括： 模板识别 转录起始 通过启动子 转录的延伸和终止