诗l am special:基因的表达要点复习

基因的表达1.遗传密码的阅读方式
〖内容〗
遗传密码的阅读方式
一种是重叠阅读，一种是非重叠阅读。
克里克用T噬菌体为实验材料，通过实验证明了遗传密码中三个碱基编码一个氨基酸，阅读密码的方式是从一个固定的起点开始，以非重叠的方式进行，编码之间没有分隔符。
〖关键特征〗
遗传密码是一组规则，将DNA或RNA序列以三个核苷酸为一组的密码子转译为蛋白质的氨基酸序列，以用于蛋白质合成。几乎所有的生物都使用同样的遗传密码，称为标准遗传密码；即使是非细胞结构的病毒，它们也是使用标准遗传密码。但是也有少数生物使用一些稍微不同的遗传密码。2.遗传密码的破译过程
〖内容〗
遗传密码的破译过程
1944年理论物理学家薛定谔发表的《什么是生命》一书中就大胆地预言，遗传密码可能与莫尔斯电码类似，通过排列组合来储存遗传信息。
1954年科普作家伽莫夫用数学的方法推断3个碱基编码一个氨基酸。
1957年Brenner.S发表文章，在理论上否定了遗传密码重叠阅读的可能性。
1961年克里克第一个用T4噬菌体实验证明了遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。
1961年尼伦伯格和马太利用无细胞系统进行体外重组破译了第一个遗传密码。
1965年科学家们破译了全部的密码。
〖关键特征〗
遗传密码的破译是理论指导和实验论证的结晶。
3.中心法则
〖定义〗
（1）中心法则高度概括了DNA的两大基本功能，即遗传信息的传递、遗传信息的表达，同时也概括出生物遗传物质和性状的关系。
（2）RNA复制只发生在少数无DNA的病毒生物体中。
（3）逆转录过程中的逆转录酶在基因工程中可以mRNA为模板来合成目的基因。
〖实质〗
DNA—DNA（或基因—基因）：以DNA作为遗传物质的生物的自我复制；
RNA—RNA：以RNA作为遗传物质的生物的自我复制；
DNA—RNA：细胞核中的转录过程；
RNA—DNA：个别病毒的逆转录过程；
RNA—蛋白质：细胞质中核糖体上的翻译过程
〖实例〗
1.中心法则表示图

〖关键特征〗
遗传信息并不一定是从DNA单向地流向RNA，RNA携带的遗传信息同样也可以流向 DNA。但是DNA和RNA中包含的遗传信息只是单向地流向蛋白质，迄今为止还没有发现蛋白质的信息逆向地流向核酸。
这种遗传信息的流向，就是克里克概括的中心法则的遗传学意义。
4.转录
〖概念〗
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程叫做转录。
〖原因〗
RNA适于作DNA信使的原因
RNA是由基本单位——核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息；
RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中；
RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。
因此以RNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。
〖关键特征〗
转录时根据碱基互补配对原则即：G－C、C－G、T－A、A－U。
RNA的种类：
1.信使RNA也叫mRNA；
2.转运RNA也叫tRNA；
3.核糖体RNA也叫rRNA。
〖实例〗
1.转录图示意图

2.三种RNA的结构示意图：

5.翻译
〖概念〗
翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成的具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
〖关键特征〗
一种密码子只对应一种氨基酸，但一种氨基酸可以由不止一种密码子决定。
一种tRNA只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可以由不止一种tRNA转运。
〖实例〗
1.翻译示意图

6.遗传信息的转录和翻译
〖定义〗
遗传信息的转录和翻译——遗传信息的表达过程
首先，DNA通过转录作用，将其所携带的遗传信息（基因）传递给 mRNA, 在三种 RNA（mRNA、tRNA和rRNA）的共同作用下，完成蛋白质的合成。
生物的遗传信息从DNA传递给mRNA的过程称为转录。根据 mRNA链上的遗传信息合成蛋白质的过程，被称为翻译和表达。
〖关键特征〗
遗传信息在表达时，DNA的碱基排列首先被转录成RNA的碱基排列，然后再根据这种排列合成蛋白质。有的病毒的遗传信息的载体不是DNA，而是RNA。
DNA携带的遗传信息在细胞核中；而蛋白质的合成是在细胞质中进行的。

7.信使RNA
〖定义〗
信使RNA
mRNA是以DNA的一条链为模板，以碱基互补配对原则，转录而形成的一条单链，主要功能是实现遗传信息在蛋白质上的表达，是遗传信息传递过程中的桥梁。
8.转运RNA
〖内容〗
转运RNA：是携带符合要求的氨基酸，以连接成肽链，再经过加工形成蛋白质。
〖关键特征〗
tRNA呈三叶草状，其头端具与mRNA密码子特定配对的三个碱基叫做反密码子。
合成蛋白质的原材料——20种氨基酸与mRNA的碱基之间缺乏特殊的亲和力。因此，必须用一种特殊的RNA——转移RNA（tRNA）把氨基酸搬运到核糖体上，tRNA能根据mRNA的遗传密码依次准确地将它携带的氨基酸连结起来形成多肽链。每种氨基酸可与1-4种tRNA相结合，现在已知的tRNA的种类在40 种以上。
9.核糖体RNA
〖定义〗
核糖体RNA：是核糖体的组成成分，由细胞核中的核仁合成。
〖关键特征〗
核糖体RNA(rRNA)是组成核糖体的主要成分。核糖体是合成蛋白质的工厂。在大肠杆菌中，rRNA量占细胞总RNA量的75%-85%，而tRNA占15%，mRNA仅占3-5%。 rRNA一般与核糖体蛋白质结合在一起，形成核糖体，如果把rRNA从核糖体上除掉，核糖体的结构就会发生塌陷。
10.密码子
〖定义〗
密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基叫做密码子。

〖关键特征〗
一种密码子只对应一种氨基酸，但一种氨基酸可以由不止一种密码子决定。
一种tRNA只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可以由不止一种tRNA转运11.反密码子
〖定义〗
反密码子
tRNA的头端特定的可以与mRNA密码子配对的三个碱基叫做反密码子。
〖关键特征〗
tRNA链经过折叠，看上去像三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基。每个tRNA(tRNA）的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，因而叫反密码子。
在蛋白质合成过程中，携带特定氨基酸的tRNA凭借自身的反密码子识别mRNA上的密码子，把所携带的氨基酸掺入到多肽链的一定位置上。
12.遗传密码子与氨基酸的相关计算
〖内容〗
遗传密码子与氨基酸的相关计算
1.蛋白质中氨基酸数目 = tRNA数目 = 1/3 mRNA碱基数目 = 1/6 DNA碱基数目。
DNA中碱基数、mRNA中碱基数和氨基酸数的关系：
DNA→ mRNA→ 蛋白质
碱基数6:碱基数3:氨基酸数1
由于mRNA中具有终止密码子，故通过已知氨基酸数推导得出的DNA和RNA的碱基数比实际数要少。
2.翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
3.基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
4.翻译中，形成的多肽链数=氨基酸个数 - 肽键数。
5.转录中DNA（基因）决定RNA的性质，遵循碱基互补配对原则；而翻译中，mRNA密码子的排列顺序决定蛋白质中氨基酸的排列顺序。
6.翻译中，tRNA既是转运氨基酸，又能与mRNA上的密码子互补配对，起了翻译者的作用。
13.基因-蛋白质与性状的关系
〖内容〗
基因、蛋白质与性状的关系
基因通过控制酶（绝大多数是蛋白质）的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；
基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状；
基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，精细地调控生物体的性状。
〖关键特征〗
基因与性状的对应关系：
基因决定性状，同一种基因（如高度基因D）决定同一种性状（如高度）；
同一种基因的不同表现形式（等位基因如D、d）决定同一种性状的不同表现形式（相对性状如高、矮）。
基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。生物的表现型是基因型与环境相互作用的结果。
14.基因对性状的控制
〖概念〗
基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。
〖种类〗
一因多效、多因一效