遗传信息传递的整体性

BIG DATAEMPOWERSTO CREATEA NEWERA遗传信息传递的整体性讲课课件目录CONTENTS•遗传信息传递概述•DNA的复制与转录•蛋白质的合成与翻译•遗传信息的表达与调控•遗传信息传递中的突变与修复•遗传信息传递的整体性在生物进化中的作用BIG DATAEMPOWERSTO CREATEA NEWERA01遗传信息传递概述遗传信息的定义遗传信息定义遗传信息是指基因中的碱基排列顺序，它决定了生物体的遗传特征和功能遗传信息载体DNA是主要的遗传信息载体，它包含了生物体的所有遗传信息遗传信息的传递方式010203DNA复制转录翻译DNA通过自我复制的方式，DNA中的遗传信息被转录RNA中的遗传信息被翻译将遗传信息传递给下一代成RNA，这是蛋白质合成成氨基酸序列，最终形成的模板蛋白质遗传信息传递的重要性生物进化基础生物多样性来源人类健康与疾病遗传信息的传递是生物进遗传信息的传递和变异是人类许多疾病的发生和发化的基础，通过自然选择生物多样性的重要来源，展都与遗传信息的变异有和突变，生物体不断适应使得地球上的生物种类丰关，如癌症、遗传性疾病环境变化富多彩等BIG DATAEMPOWERSTO CREATEA NEWERA02DNA的复制与转录DNA的复制过程起始阶段终止阶段DNA复制完成后，DNA聚合酶从DNA聚合酶在DNA复制起点处结合DNA链上释放下来，复制出的新DNADNA双链，并解开双链之间的氢键，双链重新形成氢键，双链恢复为双螺形成复制泡旋结构延伸阶段DNA聚合酶催化脱氧核糖核苷酸按照碱基互补配对原则，沿解开的模板链延伸，合成新的DNA链DNA的转录过程01020304启动子识别转录起始转录延伸转录终止RNA聚合酶首先识别DNA上RNA聚合酶结合后，启动转RNA聚合酶沿DNA模板链不当RNA聚合酶遇到终止子序的启动子序列，并与之结合录过程，合成RNA链断向前移动，同时合成RNA列时，转录过程停止，RNA链聚合酶和RNA链从DNA上释放DNA复制与转录的调控复制水平调控通过调控DNA聚合酶的活性以及转录水平调控复制起始点的数量和位置，可以控制DNA复制的速度和产量通过调控启动子和终止子的序列，以及RNA聚合酶的活性，可以控制转录的起始和终止表观遗传调控通过DNA甲基化、组蛋白乙酰化等表观遗传修饰，可以调控基因的表达和遗传信息的传递BIG DATAEMPOWERSTO CREATEA NEWERA03蛋白质的合成与翻译蛋白质合成的原料氨基酸rRNA蛋白质的基本组成单位，通过核糖体的主要组成部分，参与DNA序列中的密码子在核糖体蛋白质合成的起始、延长和终上合成止过程tRNA其他辅助因子转运氨基酸的RNA分子，通过如酶、能量等，参与蛋白质合反密码子与mRNA上的密码子成过程中的化学反应配对，将氨基酸带到核糖体上蛋白质的合成过程氨基酸活化肽链起始氨基酸在氨基酰-tRNA合成酶的催化下活化，形成氨基酰甲酰蛋氨酰-tRNA与mRNA结合进入核糖体的A位点，形-tRNA成起始复合物肽链延伸肽链终止与释放核糖体沿mRNA移动，读取密码子并选择相应的氨基酰-当核糖体遇到终止密码子时，释放因子识别终止密码子并tRNA进入A位点，形成进位复合物，然后进位到P位点，发挥作用，肽酰-tRNA从核糖体上释放出来，同时多肽链形成肽酰-tRNA从tRNA上脱落蛋白质合成的调控转录水平调控翻译水平调控通过调控相关基因的转录，影响蛋白通过调控mRNA的稳定性、翻译起始质合成的数量和延伸等过程，影响蛋白质合成的速率和方向磷酸化与去磷酸化泛素化与去泛素化通过蛋白质磷酸化与去磷酸化修饰，通过泛素化与去泛素化修饰，调控蛋调控蛋白质的活性与功能白质的降解与稳定性BIG DATAEMPOWERSTO CREATEA NEWERA04遗传信息的表达与调控基因表达的调控方式转录水平调控转录后水平调控翻译水平调控翻译后水平调控通过调节基因转录的起通过影响mRNA的剪接、通过影响蛋白质合成的通过蛋白质的修饰、定始和效率，控制基因的编辑、转运和稳定性等速度和数量，控制基因位和降解等过程，调节表达程度过程，调节基因的表达的表达基因的表达表观遗传学与基因表达调控DNA甲基化组蛋白修饰通过在DNA分子上添加甲基基团，影响基因通过在组蛋白分子上添加或去除修饰基团，转录活性影响基因表达非编码RNA表观遗传学与疾病通过非编码RNA的合成和功能，影响基因表表观遗传学异常可以导致多种疾病的发生和达发展基因表达的时空特异性胚胎发育过程中的时空特异性01基因在不同发育阶段和不同组织中的表达模式不同，对胚胎发育和器官形成具有重要影响细胞分化的时空特异性02细胞分化过程中，基因的表达模式发生变化，导致不同细胞类型具有不同的特征和功能组织特异性和器官特异性的基因表达03一些基因在特定组织或器官中表达，对维持组织和器官的功能具有重要作用BIG DATAEMPOWERSTO CREATEA NEWERA05遗传信息传递中的突变与修复基因突变的类型与原因点突变01指DNA中一个或几个碱基对的增添、缺失或替换，导致基因结构的改变常见原因包括DNA复制过程中的碱基错配、化学物质诱变、辐射诱变等染色体变异02指染色体数量或结构的改变，包括染色体数目异常和染色体结构异常常见原因包括染色体数目的非整倍性变异、染色体结构变异等转座子与反转录转座子03指DNA片段可以在基因组内不同位置移动，导致基因结构的改变转座子是DNA转座元件的简称，反转录转座子则是以RNA为中介，在DNA中进行转座基因突变对生物体的影响致死性突变生长发育异常指导致生物体死亡的突变，如胚胎期致死、指导致生物体生长发育异常的突变，如器出生后致死等官发育不全、形态异常等遗传性疾病肿瘤与癌症指导致遗传性疾病的突变，如镰状细胞贫指导致肿瘤或癌症发生的突变，如体细胞血、囊性纤维化等突变导致癌症的发生基因突变修复机制同源重组修复非同源末端连接修复指利用与受损DNA序列相似的DNA片段作指在DNA双链断裂的末端进行直接连接，不为模板，通过同源配对进行修复的过程需要同源模板进行修复的过程错配修复DNA聚合酶的校对修复指在DNA复制过程中，对碱基错配进行修复指DNA聚合酶在合成过程中对错误的碱基进的过程行校对并修复的过程BIG DATAEMPOWERSTO CREATEA NEWERA06遗传信息传递的整体性在生物进化中的作用生物进化的基本理论物种起源生物多样性进化历程阐述物种起源的原理，包括自然解释生物多样性的形成，以及不概述地球上生物的进化历程，包选择、突变、基因重组等机制同物种之间的进化关系括从单细胞生物到多细胞生物的演化过程遗传信息传递的整体性与生物进化基因组的完整性阐述基因组的完整性对生物进化的重要性，以及遗传信息传递过程中保持整体性的意义基因互作解释基因之间的相互作用，以及这种互作如何影响生物进化适应性进化探讨适应性进化在生物进化中的作用，以及遗传信息传递的整体性如何促进适应性进化遗传信息传递的整体性在生物多样性中的作用生物多样性的形成分析遗传信息传递的整体性如何影响生物多样性的形成，包括种内变异和种间差异物种分化探讨物种分化的过程，以及遗传信息传递的整体性在物种形成中的作用生态平衡阐述生态平衡的维持与遗传信息传递的整体性的关系，以及这种关系对生物多样性的影响。