1、基因控制蛋白質的合成,該郵票以1969年西班牙舉辦的第6屆歐洲生物化學大會為背景。,DNA,細胞核,一、轉錄,（一）過程：,過程,條件,1、DNA解旋酶,1、DNA雙鏈解旋,2、堿基配對;,3、聚合;,3、原料：,核糖核苷酸,4、RNA聚合酶,2、模板：,DNA鏈,（二）RNA與DNA結構的比較：,雙鏈,脫氧核苷酸,腺(A)、鳥(G)嘌呤,胞(C)、胸腺(T)嘧啶,脫氧核糖,磷酸,單鏈,核糖核苷酸,核糖,磷酸,胞(C)、尿(U)嘧啶,腺(A)、鳥(G)嘌呤,（三）RNA的種類：,信使RNA,轉運RNA,核糖體RNA,1981年，中科院上海生化研究所王德寶等科學家經過13年的不懈努力，人工合成了

2、酵母丙氨酸轉運核糖核酸。它的分子量比牛胰島素的分子量約大4倍，結構也復雜得多。酵母丙氨酸轉運核糖核酸的人工合成，對生命起源的研究有著重要的意義，反映了我國在探索生命起源問題上所取得的重大成就。這項研究還帶動了核酸類試劑和工具酶的研究。也帶動了多種核酸類藥物，包括抗腫瘤藥物、抗病毒藥物的研制和應用。,二、翻譯,以信使RNA為模板，使氨基酸在核糖體內按照一定順序排列起來，合成蛋白質的過程。,RNA中的4種核糖核苷酸如何組成密碼子來決定20種氨基酸？,1954年，美籍俄裔物理學家伽莫夫（19041968）研究了破譯遺傳密碼的問題，僅用數(shù)學上的排列組合知識，就解決了生物學上一個關鍵的問題。,如果只由兩

3、個堿基組成一個密碼子，那么,如果是4個堿基，則可組成44=256個密碼子，太多了，自然界是不會這樣浪費的。,由此伽莫夫提出三聯(lián)體密碼子假說，即由3個核苷酸決定1個氨基酸。,應當是用3個相鄰的堿基組成一個密碼子，共43=64個密碼子，與20種氨基酸對應。,如果只由一個堿基組成一個密碼子，那么,美國生化學家尼侖伯格和美籍印度裔生化學家霍拉納于1961年開始用生化方法進行解碼研究，1967年全部完成。1968年獲諾貝爾生理學醫(yī)學獎，伽莫夫于當年8月去世，無緣得獎了。,密碼子的破譯,資料一：1961年，尼倫伯格用僅含有單一堿基尿嘧啶U的多聚核苷酸鏈，在試管內做合成多肽鏈的實驗，結果該多肽鏈中只含有苯丙

4、氨酸。,資料二：用重復順序CUCUCUCU-做模板,結果生成亮氨酸與絲氨酸交替排列的多肽。,由此推測亮氨酸的密碼子是CU,而絲氨酸的密碼子是UCU。,CUCUCUCUCUCUCUCU,信使RNA上決定一種氨基酸的每三個相鄰的堿基叫一個密碼子。,遺傳密碼是普適的，生物界共用一套遺傳密碼。,1個密碼子編碼一種氨基酸。,大多數(shù)氨基酸有多個密碼子。,AUG（編碼甲硫氨酸）、GUG（編碼纈氨酸）為起始密碼子，翻譯從此開始。,UAA,UAG,UGA（終止密碼子，不編碼任何氨基酸），翻譯到此終止。,密碼子的特點,翻譯過程,遺傳信息的表達,美國醫(yī)學家V.M.英格拉姆分析鐮狀細胞貧血病人的血紅蛋白，發(fā)現(xiàn)與正常血

5、紅蛋白相比，僅差一個氨基酸，成為分子醫(yī)學的重要里程碑。,該病主要發(fā)生在黑色人種中,在非洲黑人中的發(fā)病率最高,在我國的南方地區(qū)也有患者?；颊唢枃L貧血、呼吸困難、疲倦以及體內器官容易發(fā)生病變之苦，尤其使患者難以在氧氣稀薄的高原地區(qū)存活下來。,鐮刀型細胞貧血癥是20世紀初才被人們發(fā)現(xiàn)的一種遺傳病。,普通侏儒癥,2005年，美國科學家在侏儒癥患者中發(fā)現(xiàn)促使其胚胎骨骼發(fā)育的基因有兩處發(fā)生了變異。,2007年6月，澳大利亞專家發(fā)現(xiàn)了可能導致侏儒癥的基因，這是迄今世界上第一次發(fā)現(xiàn)這類基因。,侏儒癥的治療,激素治療：注射生長激素。2005年2月，3頭帶有人類生長激素基因的克隆牛在阿根廷誕生。從它們的乳液中可以提取大量藥用蛋白質人的生長激素，用以治療。,基因療法：導入正常基因，使之痊愈。但是，在目前的技術水平下，成功率較低。,轉錄與翻譯的比較,細胞核,細胞質（核糖體）,DNA的一條鏈