
真核生物的mRNA、tRNA、rRNA在細(xì)胞核中合成后,進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中參與蛋白質(zhì)的合成過程。
游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸,以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。
借助于英文單詞與漢字的對應(yīng)關(guān)系,才能將一篇英文翻譯成中文。
核酸的堿基序列蘊(yùn)含著遺傳信息。翻譯的實(shí)質(zhì)是將mRNA的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)的氨基酸序列。
要想知道m(xù)RNA是如何翻譯成蛋白質(zhì)的,首先也要尋找mRNA的堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系。
堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系是怎樣的?
DNA和RNA都只含有4種堿基
而在絕大多數(shù)生物體內(nèi),組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種
如果1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸,
4種堿基能決定幾種氨基酸
如果2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸,
如果3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸,
后來,科學(xué)家又通過一步步的推測與實(shí)驗(yàn),最終破解了遺傳密碼
mRNA上3個(gè)相鄰的堿基決定1個(gè)氨基酸。每3個(gè)這樣的堿基叫作1個(gè)密碼子。
▼21種氨基酸的密碼子表
注:①在正常情況下,UGA是終止密碼子,但在特殊情況下,UGA可以編碼硒代半胱氨酸。 ②在原核生物中,GUG也可以作起始密碼子,此時(shí)它編碼甲硫氨酸。
起始密碼子有2個(gè),分別決定2種氨基酸,終止密碼子有3個(gè),不決定氨基酸。
有的氨基酸對應(yīng)1種密碼子,有的氨基酸對應(yīng)多種密碼子
絕大多數(shù)氨基酸都有好幾個(gè)密碼子,這一現(xiàn)象稱為密碼的簡并。
另一種RNA——tRNA
比mRNA小得多。RNA鏈經(jīng)過折疊,形成三葉草形
每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸
位于tRNA上,其實(shí)質(zhì)是與密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對的3個(gè)相鄰的堿基
一端是攜帶氨基酸的部位另一端是反密碼子。
◆密碼子與反密碼子的讀取方向是如何的?
◆在tRNA中是否只有反密碼子這3個(gè)堿基?是否存在氫鍵?
tRNA是RNA鏈經(jīng)折疊形成的,除一端的反密碼子外,還有其他堿基.在折疊區(qū)域堿基配對,存在氫鍵
◆氨基酸結(jié)合在tRNA的5'端還是3'端?
密碼子讀取方向從5'→3'端,反密碼子讀取方向從3'→5'端
◆每種氨基酸可能由幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)?
可能由一種或多種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)
形成2個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)
攜帶甲硫氨酸的tRNA ,通過與堿基AUG互補(bǔ)配對,進(jìn)入位點(diǎn)1
攜帶某個(gè)氨基酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2
甲硫氨酸與組氨基酸形成肽鍵,轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2
核糖體沿mRNA移動(dòng),讀取下一個(gè)密碼子
原占位點(diǎn)1的tRNA離開核糖體
原位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1,一個(gè)新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2,繼續(xù)肽鏈的合成
就這樣,隨著核糖體的移動(dòng),tRNA以上述方式將攜帶的氨基酸輸送過來,以合成肽鏈。直到核糖體遇到mRNA的終止密碼子,合成才告終止
肽鏈合成后,就從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離,通常經(jīng)過一系列步驟盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子,然后開始承擔(dān)細(xì)胞生命活動(dòng)的各項(xiàng)職責(zé)
◆此過程堿基互補(bǔ)配對原則:
A-U、U-A、C-G、G-C
沿著mRNA 5’ 端往3’端移動(dòng)
具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)
一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體,同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成。因此,少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。
1.每種氨基酸都具有兩種或兩種以上的密碼子。( )2.核糖體的翻譯通常是從mRNA上的起始密碼子開始,終止密碼子結(jié)束。( )3.tRNA由3個(gè)堿基構(gòu)成( )4.mRNA在核糖體上移動(dòng)翻譯出蛋白質(zhì)( )5.每種氨基酸僅由一種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)( )
[典例1] 下列關(guān)于遺傳信息的翻譯的敘述中,正確的是( )A.通過翻譯將mRNA中的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)中的氨基酸序列B.生物體內(nèi)合成蛋白質(zhì)時(shí),一種氨基酸只能由一種密碼子決定C.生物體內(nèi)合成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種,則tRNA也有21種D.生物體內(nèi)合成蛋白質(zhì)時(shí),一種密碼子一定能決定一種氨基酸
mRNA上的一個(gè)密碼子決定一個(gè)氨基酸,所以在翻譯過程中mRNA中的堿基序列決定了蛋白質(zhì)中的氨基酸序列,A正確;密碼子具有簡并性,一種氨基酸可以由一種或多種密碼子決定,B錯(cuò)誤;絕大多數(shù)生物體內(nèi)合成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種,tRNA有62種,C錯(cuò)誤;正常情況下終止密碼子不能決定氨基酸,D錯(cuò)誤。
遺傳信息可以從DNA流向DNA,即DNA的復(fù)制;也可以從DNA流向RNA,進(jìn)而流向蛋白質(zhì),即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯
少數(shù)生物(如一些RNA病毒)的遺傳信息可以從RN A流向RNA以及從RNA流向DNA
在遺傳信息的流動(dòng)過程中
生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體
下列各類生物遺傳信息傳遞過程
6.線粒體中遺傳信息的傳遞也遵循中心法則( )7.DNA病毒中沒有RNA,其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則( )8.遺傳信息可以由DNA流向RNA,而不能由RNA流向DNA( )9.中心法則表示的是遺傳信息的流動(dòng)過程。( )
[典例2] 新型冠狀病毒(2019-nCV)是一種RNA病毒,可以通過熒光PCR技術(shù)快速檢測,該方法首先要將新型冠狀病毒的核酸轉(zhuǎn)換成DNA,圖中表示該過程的是( )A.① B.② C.③ D.④
新型冠狀病毒是一種RNA病毒,其核酸有且只有RNA,要將其轉(zhuǎn)換成DNA,需要通過逆轉(zhuǎn)錄過程,即圖中④過程,D正確。
真核生物DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯的比較
DNA的兩條鏈均為模板
DNA的一條鏈上某片段
A-T、T-A、C-G、G-C
A-U、T-A、C-G、G-C
實(shí)際基因表達(dá)過程中的數(shù)量關(guān)系不符合6∶3∶1
DNA堿基總數(shù):mRNA堿基數(shù):多肽鏈氨基酸數(shù)=
因?yàn)榛蛑写嬖诓痪幋a蛋白質(zhì)的片段,實(shí)際上基因(DNA)上所含有的堿基數(shù)要大于6n,而mRNA中也存在終止密碼子等片段,所以實(shí)際上mRNA中所含有的堿基數(shù)也要大于3n。因此一般題目中帶有“至少”字樣才能使用這個(gè)比例關(guān)系。
如圖是翻譯過程的示意圖,請據(jù)圖分析回答下列問題:
(1)判斷圖甲中核糖體沿著mRNA移動(dòng)的方向,并根據(jù)教材中的密碼子表,寫出圖甲中翻譯出的氨基酸序列。
核糖體沿著mRNA從左向右移動(dòng)
圖甲中對應(yīng)的氨基酸序列為甲硫氨酸—丙氨酸—絲氨酸
(2)圖乙中①⑥分別是什么分子或結(jié)構(gòu)?核糖體移動(dòng)的方向是怎樣的?
①⑥分別是mRNA、核糖體;核糖體移動(dòng)的方向是由右向左
(3)最終合成的多肽鏈②③④⑤的氨基酸序列相同嗎?為什么?
相同;因?yàn)樗鼈兊哪0迨峭粭lmRNA
中心法則揭示了生物遺傳信息傳遞的規(guī)律,據(jù)圖回答下列問題:
(1)②表示 過程,需要 酶; ④表示 過程,需要 酶的參與。(2)正常情況下,在人體細(xì)胞內(nèi)能進(jìn)行的過程是 。(3)圖中遵循堿基互補(bǔ)配對原則的過程是 。(4)任意一個(gè)人體細(xì)胞均能發(fā)生①②③過程嗎?(5)請寫出流感病毒(一種RNA病毒)遺傳信息傳遞的過程。
高度分化的細(xì)胞不再進(jìn)行細(xì)胞分裂,因而不能發(fā)生①過程。
1.DNA決定mRNA的序列是通過( )
A.mRNA的密碼
B.DNA的自我復(fù)制
C.tRNA的轉(zhuǎn)運(yùn)
D.堿基互補(bǔ)配對
mRNA是以四種核糖核苷酸為原料,以DNA分子的一條鏈為模板,在RNA聚合酶的作用下,按照堿基互補(bǔ)配對原則合成的。因此DNA決定mRNA的序列是通過堿基互補(bǔ)配對。
2.如圖中甲、乙表示真核生物遺傳信息傳遞的兩個(gè)過程,丙為其中部分片段的放大示意圖。下列有關(guān)分析正確的是 ( )A.圖中酶1和酶2是同一種酶B.圖丙中b鏈可能是構(gòu)成核糖體的成分 C.圖丙是圖甲的部分片段放大D.圖乙所示過程在高度分化的細(xì)胞中不會發(fā)生
圖甲所示過程是DNA的復(fù)制,其中酶1為DNA聚合酶;圖乙所示過程是(在RNA聚合酶作用下)以DNA的一條鏈為模板,合成RNA的過程,即轉(zhuǎn)錄,其中酶2為RNA聚合酶,A錯(cuò)誤。圖丙中a鏈含有堿基T,屬于DNA鏈,b鏈含有堿基U,屬于RNA鏈。核糖體由蛋白質(zhì)和rRNA組成,所以b鏈可能是構(gòu)成核糖體的成分,B正確。圖丙中一條鏈為DNA鏈,一條鏈為RNA鏈,而圖甲所示為DNA的復(fù)制過程,因此圖丙不是圖甲的部分片段放大,C錯(cuò)誤。轉(zhuǎn)錄在高度分化的細(xì)胞中仍會發(fā)生,因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)的成分在不停更新,需要RNA和蛋白質(zhì),D錯(cuò)誤。
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