DNA的复制转录
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一DNA复制
1.DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代;通过转录和翻译,将遗传信息传递给蛋白质分子,从而决定生物的表现型。DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则。 l在RNA病毒中,其遗传信息贮存在RNA分子中。因此,在这些生物体中,遗传信息的流向是RNA通过复制,将遗传信息由亲代传递给子代,通过反转录将遗传信息传递给DNA,再由DNA通过转录和翻译传递给蛋白质,这种遗传信息的流向就称为反中心法则。
DNA dependent DNA polymerase——DDDP DNA dependent RNA polymerase——DDRP RNA
dependent RNA polymerase——RDRP RNA dependent DNA polymerase——RDDP
DNA复制的复杂性: ① DNA复杂的高级结构如何解开成单链; ② 单链内部碱基配对如何解决; ③ 酶学; ④ 错误如何避免。
2. DNA复制的特点
2.1半保留复制 DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semi-conservative replication)。
DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的实验所证明。该实验首先将大肠杆菌在含15N的培养基中培养约十五代,使其DNA中的碱基氮均转变为15N。将大肠杆菌移至只含14N的培养基中同步培养一代、二代、三代。分别提取DNA,作密度梯度离心,可得到下列结果:
2.2 有一定的复制起始点 DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点。 每个DNA复制的独立单元被称为复制子(replicon),主要包括复制起始位点(Origine of replication)和终止位点(terminus)。原核生物的整个染色体上一般只有一个复制起始位点。真核生物有多个。
1.下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是( )
A. tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B. 同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C. 细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D. 转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
2.如图表示某生物的基因表达过程,下列相关叙述正确的是( )
A. 3类RNA都参与图示过程 B. 图示过程发生在真核细胞的细胞核中
C. 图中的酶为DNA解旋酶 D. b链和c链只是碱基种类有差别
3.有关真核细胞中基因转录与翻译的说法,正确的是( )
①两个过程的完成都需要碱基互补配对 ②两个过程的完成都需要运载工具
③两个过程都有水生成 ④两个过程都以核酸作为模板
A. ①②③ B. ①③④ C. ②③④ D. ③④
4.如图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图,下列说法正确的是( )
A. ①上的四种脱氧核苷酸可组合成64种密码子,代表20种氨基酸
B. 若①中有一个碱基发生改变,则合成的多肽链的结构一定发生改变
C. ①上的一个密码子只决定一种氨基酸,一种氨基酸只由一种tRNA转运
D. ①只有与⑥结合后才能发挥它的作用
5.下列有关如图所示的生理过程(图中④代表核糖体,⑤代表多肽链)的叙述,不正确的是( )
A. 图中所示的生理过程包括转录和翻译 B. 图中所示的过程发生在原核细胞中
C. 遗传信息由③传递到⑤需要RNA作中介
D. 图中①在该过程中不起作用,由此可确定①在遗传上不具功能
6.下列关于真核细胞核基因表达的相关叙述正确的是( )
A.起始密码对应的区段是基因转录的启动信号
B.正常人体细胞中mRNA、tRNA、rRNA都是基因区段转录的产物
C.蛋白质合成旺盛的细胞中,DNA分子较多,转录成的mRNA分子也较多
D.可以边转录边翻译,并且在一个mRNA分子上可以有多个核糖体同时进行翻译
7.如图为原核细胞某个基因转录和翻译过程的示意图,据图分析,下列叙述正确的是( )
DNA复制、转录、翻译的比较
【课标要求】遗传信息的转录和翻译。
【考向瞭望】基因表达过程中有关碱基数目的计算。
【知识梳理】一、DNA复制、转录、翻译的比较
复制 转录 翻译
时间 细胞分裂的间期 个体生长发育的整个过程
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质的核糖体
模板 DNA的两条单链 DNA的一条链 mRNA
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
条件 都需要特定的酶和ATP
产物 2个双链DNA 一个单链RNA
(mRNA,tRNA,rRNA) 多肽链(或蛋白质)
产物动向 传递到2个子细胞 离开细胞核进入细胞质 组成细胞结构蛋白质
和功能蛋白质
特点 边解旋边复制,
半保留复制 边解旋边转录;转录后DNA
仍恢复原来的双链结构 翻译结束后,mRNA
分解成单个核苷酸
碱基配对 A—T,T—A,
G—C,C—G A—U, T—A,
G—C,C—G A—U,U—A,
C—G,G—C
遗传信息传递 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质
意义 使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息,使生物表现出各种性状
二、基因表达中相关数量计算来
(一)基因中碱基数与mRNA中碱基数的关系:转录时,组成基因的两条链中只有一条链能转录,另一条链则不能转录。基因为双链结构而RNA为单链结构,因此转录形成的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。
(二)mRNA中碱基数与氨基酸的关系:翻译过程中,信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1/3。综上可知:蛋白质中氨基酸数目=tRNA数目=1/3mRNA碱基数目=1/6DNA(或基因)碱基数目。
(三)计算中“最多”和“最少”的分析
1、翻译时,mRNA上的终止密码不决定氨基酸,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。
2、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。
DNA复制与转录
DNA(脱氧核糖核酸)复制与转录是细胞中两个重要的生物学过程,它们在遗传信息传递中起着至关重要的作用。本文将介绍DNA复制与转录的基本过程、相关分子机制以及它们的差异。
一、DNA复制
DNA复制是指在细胞分裂过程中,DNA的双链分离并合成两条新的互补DNA链的过程。它是生物体增长和繁殖的基础,也是细胞遗传信息传递的重要环节。
1. DNA复制的三个步骤
(1)解旋:在DNA复制开始前,酶类分子会结合到DNA分子的起始点,解旋双链使其分开。
(2)配对:每个单链作为模板,被酶类分子逐个配对成新的DNA链,并与模板链互补配对,形成新的DNA双链。
(3)连接:新的DNA链会与原有DNA链连接,形成两条完整的双链DNA分子。
2. DNA复制的分子机制
DNA复制的分子机制涉及DNA酶、DNA聚合酶以及其他与DNA复制相关的蛋白质。其中,DNA聚合酶是负责合成新的DNA链的主要酶类,它能识别模板链的碱基序列,并根据该序列合成新的互补链。而其他蛋白质如DNA连接酶则在复制过程中发挥着连接和维护DNA结构稳定性的作用。
二、DNA转录
DNA转录是指在细胞内将DNA的信息转写成RNA(核糖核酸)的过程。通过转录,DNA中的基因信息得以转化为RNA分子,为蛋白质的合成提供模板。转录是基因表达的重要环节,不同细胞和组织在转录过程中可以产生不同类型的RNA分子。
1. DNA转录的三个步骤
(1)启动:在DNA的启动子区域,转录因子结合并引导RNA聚合酶识别启动位点,启动转录过程。
(2)合成:RNA聚合酶结合转录因子,从DNA模板链上合成互补的RNA链,形成mRNA(信使RNA)。
(3)终止:当RNA聚合酶到达终止区域时,转录过程终止,mRNA从DNA上分离。
2. DNA转录的分子机制
DNA转录的分子机制涉及转录因子、RNA聚合酶和其他与转录相关的蛋白质。转录因子是一类蛋白质,它们能与DNA结合,并通过与RNA聚合酶相互作用来启动或抑制转录过程。RNA聚合酶则是从DNA模板链上合成RNA链的主要酶类。其他的蛋白质如剪接体则在转录后修饰mRNA分子,使其成熟为功能性的RNA分子。 三、DNA复制与转录的差异