《DNA的复制与表达》课件

《的复制与表达》DNA的化学组成DNA脱氧核糖核酸核苷酸结构含氮碱基DNA是由脱氧核糖核酸组成的，它是一每个核苷酸由三个部分组成脱氧核糖、DNA中含有四种含氮碱基腺嘌呤种长链的聚合物，由许多核苷酸单体连磷酸基和含氮碱基（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和接而成胸腺嘧啶（T）的双螺旋结构DNA双螺旋结构1两条反向平行的多核苷酸链2碱基配对原则3氢键连接4复制的概述DNA复制过程1DNA复制是一个将DNA分子复制成两个完全相同的DNA分子的过程复制时间2复制通常发生在细胞分裂之前，以确保每个子细胞都得到完整的DNA信息复制结果3复制完成后，每个子细胞将得到一个新的DNA分子，其中一个来自母体，另一个是新合成的复制的酶学机制DNADNA聚合酶解旋酶DNA聚合酶催化新的DNA链的解旋酶将DNA双螺旋结构分开，合成，并检查复制过程中的错使其可以被复制误引物酶连接酶引物酶合成短的RNA引物，为连接酶连接新合成的DNA片段，DNA聚合酶提供起始点形成完整的DNA分子复制的半保留性DNA母体链新合成链每个新合成的DNA分子包含一条来自母体的DNA链和一条新半保留性复制确保了遗传信息的完整性和准确传递合成的DNA链复制的复制叉DNA复制叉酶复制叉是DNA复制过程中，DNA双复制叉处有许多酶参与DNA复制过螺旋结构被解开的地方程，例如解旋酶、DNA聚合酶等复制的起始位点DNA12起始位点解旋酶DNA复制从特定的起始位点开始，解旋酶会识别起始位点，并打开这些位点通常是富含AT的序列DNA双螺旋结构复制的延伸方向DNA到531DNA复制的方向是从5端到3端，这意味着新的核苷酸被添加到DNA链的3端连续合成2在一条链上，DNA合成是连续进行的不连续合成3在另一条链上，DNA合成是不连续进行的，需要合成冈崎片段复制的终止机制DNA复制终止信号酶的作用链连接DNA分子上存在特定的终止信号，一些酶会识别终止信号，并停止最后，连接酶会将新合成的DNA链指示复制过程的结束DNA复制过程连接在一起，形成完整的DNA分子复制的校正机制DNA损伤及修复机制DNADNA损伤修复机制DNA分子可能会受到多种因素的损伤，例如紫外线照射、化学细胞拥有一系列DNA修复机制来修复受损的DNA分子，确保遗物质、辐射等传信息的完整性转录的概述转录过程1转录是将DNA序列信息转录成RNA序列的过程转录场所2转录发生在细胞核中，由RNA聚合酶催化转录产物3转录的产物是RNA，它作为蛋白质合成的模板聚合酶RNA聚合酶RNARNA聚合酶是一种催化转录过程的酶，它可以识别DNA模板并合成RNA转录起始过程识别启动子RNA聚合酶会识别DNA模板上的启动子序列，这是转录起始的地方解旋DNARNA聚合酶会解开DNA双螺旋结构，使模板链暴露出来合成RNARNA聚合酶会根据DNA模板链合成RNA链转录延长过程合成链延伸RNA RNARNA聚合酶沿着DNA模板链移动，并根据碱基配对原则合随着RNA链的延伸，RNA聚合酶会将新合成的RNA链从成RNA DNA模板链上解开转录终止过程终止信号1DNA模板链上存在特定的终止信号，指示转录过程的结束释放RNA2RNA聚合酶会识别终止信号，并释放新合成的RNA链异核糖核蛋白的形成hnRNA加工过程hnRNA是新转录出来的RNA，它还需要进行加工才能成为成熟加工过程包括加帽、剪接和多聚腺苷酸化，这些过程可以使的mRNA hnRNA成为稳定的mRNA翻译的概述123翻译过程翻译场所翻译产物翻译是将mRNA序列信息翻译成蛋白翻译发生在细胞质中的核糖体上，由翻译的产物是蛋白质，它是细胞的主质序列的过程核糖体、tRNA和氨基酸参与要功能执行者氨基酸的活化氨基酸活化酶能量消耗氨基酸活化酶可以识别特定的氨基酸活化需要消耗能量，由氨基酸，并将其与tRNA连接ATP提供核糖体的组成与结构12核糖体亚基rRNA核糖体由两个亚基组成小亚基和核糖体包含核糖体RNA rRNA，它大亚基与蛋白质结合形成核糖体3结合位点核糖体上有多个结合位点，包括mRNA结合位点、tRNA结合位点等蛋白质的合成过程起始阶段核糖体与mRNA结合，并找到起始密码子AUG，开始翻译延伸阶段核糖体沿着mRNA移动，根据密码子将相应的氨基酸添加到肽链上终止阶段当核糖体遇到终止密码子时，翻译结束，肽链从核糖体上释放蛋白质的折叠和加工折叠过程加工过程新合成的肽链会自发折叠成蛋白质在折叠过程中可能会特定的三维结构，形成具有发生修饰，例如糖基化、磷生物活性的蛋白质酸化等，这些修饰可以改变蛋白质的活性或功能基因表达调控的概述转录水平的调控机制转录因子启动子转录因子可以与DNA结合，调节特启动子是DNA序列，可以与RNA聚定基因的转录合酶结合，启动转录增强子增强子可以增强基因的转录活性转录后水平的调控机制剪接RNA1RNA剪接可以去除RNA中的非编码序列，生成成熟的mRNA降解RNA2RNA降解可以控制mRNA的寿命，影响蛋白质的合成效率编辑RNA3RNA编辑可以改变RNA序列，影响蛋白质的翻译翻译水平的调控机制mRNA稳定性核糖体结合翻译终止mRNA的稳定性会影响蛋白质的翻译效核糖体与mRNA的结合效率会影响蛋白翻译终止的效率会影响蛋白质的合成率质的翻译效率基因沉默和表观遗传基因沉默表观遗传基因沉默是指抑制特定基因的表观遗传是指不改变DNA序列，表达，可以发生在转录或翻译但可以改变基因表达的遗传机水平制基因突变的类型碱基替换突变1一个碱基被另一个碱基替换移码突变2插入或缺失一个或多个碱基，导致阅读框发生移位复制错误突变3DNA复制过程中发生的错误，导致DNA序列发生改变碱基替换突变沉默突变碱基替换导致密码子改变，但编码的氨基酸不变错义突变碱基替换导致密码子改变，编码的氨基酸改变无义突变碱基替换导致密码子变成终止密码子，导致蛋白质提前终止移码突变插入突变缺失突变在DNA序列中插入一个或多个从DNA序列中删除一个或多个碱基，导致阅读框发生移位碱基，导致阅读框发生移位复制错误突变复制错误DNA复制过程中，DNA聚合酶可能会出现错误，导致DNA序列发生改变基因突变的检测方法基因测序限制性内切酶分析Southern blot基因测序可以确定DNA序列，从而识别限制性内切酶可以识别特定的DNA序列Southern blot可以检测DNA片段的大小，突变并切割DNA，从而识别突变从而识别突变基因突变的修复机制直接修复1直接修复可以去除受损的碱基或修复受损的DNA结构切除修复2切除修复可以去除受损的DNA片段，并用新的DNA片段替换重组修复3重组修复可以利用完整的DNA链作为模板，修复受损的DNA链基因工程概述基因工程目标基因工程是指利用重组DNA技术对生物体的基因进行改造基因工程的目标是改变生物体的性状，例如提高产量、改善品质、制造新的产品等限制性内切酶识别特定序列产生粘性末端限制性内切酶可以识别特定的限制性内切酶切割DNA后，会DNA序列，并切割DNA产生粘性末端，这些末端可以与其他DNA片段连接重组技术DNA切割DNA使用限制性内切酶切割目标DNA和载体DNA连接DNA将目标DNA片段连接到载体DNA上，形成重组DNA分子转化细胞将重组DNA分子导入宿主细胞，例如细菌克隆技术基因克隆生物克隆将特定基因复制成多个拷贝，复制整个生物体，例如克隆用于研究或生产动物基因测序技术测序技术基因测序技术可以确定DNA序列，用于研究基因的功能、诊断疾病、追踪进化等指纹技术DNA原理应用DNA指纹技术利用每个人的DNA序列都是独特的，可以用于个DNA指纹技术在法医学、亲子鉴定、疾病诊断等领域都有广泛体识别的应用基因工程的应用总结与展望总结展望DNA的复制和表达是生命活动的基本过程，基因工程技术未来，基因工程技术将继续发展，在疾病治疗、农业生产、为我们提供了解决人类面临的重大挑战提供了新的思路环境保护等领域发挥更大的作用。