《基因动物生物化学》课件

基因动物生物化学课程导入基因动物的定义和分:类定义分类基因动物是指经过基因修饰或基因动物可分为转基因动物、改造的动物它们的遗传物质被基因敲除动物、基因敲入动物,改变从而表现出独特的性状或等它们在研究领域具有广泛的,,功能应用的基础结构和功能DNA脱氧核糖核酸是生物体遗传信息的载体决定生物体的性状DNA,由脱氧核糖核苷酸组成包括脱氧核糖、磷酸基团和碱基碱基包括腺DNA,嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤A TC G的结构呈双螺旋结构两条链以反向平行的方式缠绕在一起通过碱基DNA,,配对连接在一起A-T,C-G的类型及其在基因表达中的作用RNA信使转运核糖体RNA mRNARNA tRNARNA rRNA携带遗传信息从到核糖体，指导蛋将氨基酸转运到核糖体，参与蛋白质合构成核糖体的主要成分，为蛋白质合成DNA白质合成成的过程提供场所氨基酸及其性质结构性质每个氨基酸都有一个中心碳原子，侧链决定了氨基酸的性质，包括极连接着氨基、羧基、氢原子和一个性、电荷和疏水性独特的侧链功能氨基酸是蛋白质的基本组成单位，参与各种生理活动，如酶的催化和激素的合成蛋白质的结构层次四级结构1多个多肽链的聚合三级结构2单个多肽链的折叠二级结构3肽链局部空间结构一级结构4氨基酸序列蛋白质的生物合成过程转录1中的遗传信息被转录成DNA mRNA翻译2被核糖体识别，氨基酸根据的密码子序列，mRNA mRNA被翻译成蛋白质折叠3蛋白质链折叠成特定的三维结构，以发挥其生物学功能蛋白质的翻译后修饰糖基化磷酸化乙酰化糖基化是将糖分子添加到蛋白质中，增磷酸化是将磷酸基团添加到蛋白质中，乙酰化是将乙酰基团添加到蛋白质中，加蛋白质的稳定性，改变其功能调节蛋白质的活性改变蛋白质的稳定性和活性酶的催化机理和作用降低活化能提供反应场所12酶通过降低反应的活化能来酶的活性中心为反应物提供加速反应速度，但不改变反一个特定的三维空间，使反应的平衡常数应物更容易结合并发生反应催化多种反应3酶在生物体内的各种代谢过程中发挥着至关重要的作用，催化着数千种不同的生化反应酶活性的调控机制底物浓度温度12酶活性随底物浓度增加而升高，直到达到饱和状态酶活性随温度升高而增加，但超过最适温度会失活值抑制剂pH34每个酶都有最适值，偏离最适值会降低酶活性抑制剂可通过与酶结合来抑制酶活性，分为竞争性抑制pH pH和非竞争性抑制代谢的基本概念和种类代谢过程能量代谢生物体内的所有化学反应的总和，生物体利用能量物质进行生命活动包括合成和分解反应的能量转换过程，包括物质的分解和合成物质代谢生物体对物质的合成和分解过程，包括糖类、脂类、蛋白质和核酸等物质的代谢糖类代谢糖酵解和循环:TCA糖酵解1将葡萄糖分解为丙酮酸循环TCA2丙酮酸进入线粒体，进行氧化分解能量生成3产生和还原剂ATP NADH脂肪酸代谢氧化和生物合成:β-β-氧化脂肪酸分解过程，将脂肪酸降解为乙酰辅酶，产生能量A生物合成合成脂肪酸的过程，从乙酰辅酶开始，合成脂肪酸链A调节激素和营养物质调节脂肪酸代谢，以满足能量需求氨基酸代谢消化吸收和代谢途径:消化吸收蛋白质在胃和小肠中被消化成氨基酸，然后被吸收进入血液蛋白质合成氨基酸被用于合成新的蛋白质，这是生物体的主要组成部分能量代谢氨基酸可以被分解成能量，为身体活动提供动力代谢途径氨基酸代谢途径包括氨基酸的合成、分解、转化和排泄核酸代谢复制和合成:DNA RNA复制DNA1遗传信息的传递合成RNA2蛋白质合成的模板核酸代谢3生命活动的基础生物信号传导通路及其调控细胞间通讯信号转导过程细胞间通讯是生物体正常生理信号传导通路通常包括受体、活动的基础，通过信号传导通信号转导蛋白和效应器，实现路传递信息信号的传递和放大调控机制信号传导通路受到多种因素的调控，如正负反馈、蛋白磷酸化、蛋白降解等，确保细胞对环境变化做出及时有效的反应基因表达的调控机制转录水平翻译水平蛋白质水平基因表达的调控主要发生在转录水平，在翻译水平上，调控机制包括影响蛋白质的修饰、降解和转运等过程，也通过影响聚合酶的活性，控制转录的稳定性和翻译起始因子，从而参与了基因表达的调控，影响蛋白质的RNA mRNA起始、延伸和终止控制蛋白质合成的效率活性、稳定性和功能细胞周期及其调控期G11细胞生长，合成蛋白质和，准备复制RNA DNA期S2复制，确保每个子细胞获得完整的基因组DNA期G23细胞继续生长，合成蛋白质，为有丝分裂做准备期M4细胞分裂，包括有丝分裂和胞质分裂细胞凋亡及其调控细胞凋亡凋亡通路细胞凋亡是一种程序性细胞死亡，是细胞在受到外界刺激或自主要有两条通路线粒体通路和死亡受体通路:身发育过程中的一种主动性死亡过程干细胞及其分化潜能多能性分化潜力应用前景干细胞具有自我更新的能力，可以分裂干细胞的类型根据其分化潜能的不同而干细胞在组织再生、疾病治疗和药物研形成更多的干细胞，同时也可以分化成有所区别，从多能干细胞到单能干细胞发等领域具有广泛的应用前景其他类型的细胞遗传工程技术及其应用基因改造农业应用医疗应用克隆技术及其在农业、医疗中的应用农业应用医疗应用克隆技术可以用于繁殖具有优克隆技术可用于培育器官移植良性状的牲畜，提高农业生产用的细胞或组织，并为治疗遗效率传性疾病提供新的方法伦理问题克隆技术的应用也引发了伦理和社会问题，需要谨慎对待基因诊断和治疗的原理及进展基因诊断基因治疗12利用基因检测技术，识别个通过修饰或替换有缺陷的基体基因组中的特定突变或异因，治疗遗传性疾病或癌症常，用于疾病的诊断和风险等疾病评估技术进展3基因测序技术、基因编辑技术等不断进步，推动了基因诊断和治疗的发展基因治疗的技术和伦理问题基因编辑技术伦理问题等技术带来了巨大的治疗潜力，但其安全性、基因治疗的应用涉及生命伦理和社会伦理的重大问题，如基因CRISPR-Cas9准确性和潜在的脱靶效应仍需深入研究改造的界限、基因歧视的风险以及对后代的影响转基因生物及其环境风险评估转基因生物的安全性评估是重要的可能存在的风险包括基因逃逸、抗，需要对潜在的风险进行评估虫基因转移、杂草化，以及对生态系统的影响为了确保转基因生物的安全，需要进行严格的风险评估，并采取相应的监管措施生物科技发展趋势及其前景精准医疗合成生物学生物材料123个性化治疗方案，提高治疗效果设计和制造新的生物系统，解决开发可生物降解的材料，促进环和患者生活质量食品、能源等全球性问题保和可持续发展总结与展望本课程介绍了基因动物生物化学的基本原理和应用，为同学们深入学习基因动物相关的专业知识奠定了基础未来，基因动物研究将继续蓬勃发展，在农业、医药、环境等领域发挥更大的作用我们期待着基因动物技术为人类带来更多福祉。