导图社区 基因的表达
这是一篇关于基因的表达的思维导图。导图从RNA-DNA的信使、基因的表达过程、中心法则-信息的传递、基因表达和性状的关系、基因和性状间的对应关系几个方面作了内容梳理。
2.控制系统的数学模型，分享了自动控制原理-控制系统的数学模型，建模，分析的知识，需要自取。
高中生物-导图、进步性：合理低解释了生物进化和适应的形成，使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。局限性：对于遗传变异的认识还局限于性状水平，不能科学低解释遗传和变异的本质。
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基因的表达
RNA-DNA的信使
结构
单链，由四种核糖核苷酸（ACGU）组成
为何适合做DNA的信使
分子组成相似，可携带遗传信息
一般为单链，比DNA短，可通过核孔
RNA的种类及功能
信使RNA（mRNA）
单链状，传递遗传信息
转运RNA（tRNA）
可搬运特定的氨基酸
核糖体（rRNA）
参与构成核糖体
基因的表达过程
基本过程
基因 转录 形成RNA RNA 翻译 形成蛋白质
转录
概念
以DNA一条链（模板链）为模板合成RNA的过程
过程
解旋：解开DNA双链间氢键，暴露碱基
配对&连接：游离的核糖核苷酸与DNA模板链互补配对，并连接成RNA分子
释放：RNA合成后释放，DNA双链恢复
注意事项
只有基因可以完成转录和翻译（基因间区不行）
基因的表达虽互不干扰，但部分基因表达产物可影响其他基因表达
DNA两条链均可作为模板链，但一个基因的模板链是固定的
ｍRNA在转录后经过剪切，一个DNA片段转录后可形成多种RNA
注意：分裂细胞中DNA复制与转录均发生于间期，分裂期细胞染色体高度螺旋化无法完成解旋过程
发生时间：个体发育整个过程（每时每刻）
场所：真核——细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
转录方向
５＇到３’方向
翻译
是游离在细胞质中的氨基酸以mRNA为模板形成有一定氨基酸顺序的蛋白质
密码子与反密码子
密码子：mRNA上的三个相邻碱基
特殊密码子
起始密码子：AUG，GUG，启动翻译，且编码氨基酸
终止密码子：UAA，UAG，UGA，终止翻译，且不编码氨基酸
性质
通用性
地球上所有生物都共用同一套密码子
说明地球上生物有着共同的祖先
简并性
多种密码子有时可决定同种氨基酸
增加容错率
反密码子：tRNA上的三个相邻碱基
tRNA
三叶草结构，因盘曲导致内部形成氢键（仍为单链）
3‘端连接氨基酸，5’端空
功能
通过与密码子互补配对，识别并搬运特定的氨基酸
性质-简并性
一种tRNA只能识别并搬运一种氨基酸
一种氨基酸可由多种tRNA搬运
起始
mRNA与核糖体结合（结合位点为起始密码子）
运输
tRNA携带指定氨基酸，与mRNA结合
延伸
核糖体沿ｍRNA5’到3’方向移动，读取密码子，同时氨基酸有序的形成肽键
停止
识别到终止密码子，肽链合成终止并脱离
高效性
原核生物中转录和翻译可同时进行
一个mRNA分子可相继结合多个核糖体，同时进行多条（相同的）肽链的合成
中心法则－信息的传递
不同类型生物的遗传信息传递
以DNA为遗传物质生物
DNA复制，转录，翻译
复制性RNA病毒
RNA复制，翻译
逆转录型RNA病毒
RNA逆转录，DNA复制，转录，翻译
基因表达和性状的关系
直接控制途径
基因控制蛋白质结构进而直接控制性状
间接控制途径
基因控制酶的合成从而控制代谢过程进而间接控制性状
细胞分化-基因是否表达与性状的关系
选择性表达的基因类型
管家基因：所有细胞中都表达，其表达出的蛋白质为生命活动所必须
奢侈基因：仅在某类细胞中特异性表达
细胞分化
同一生物大部分细胞中基因相同，但基因发生选择性表达，使不同细胞呈现不同性状
表观遗传-细胞表达的程度和性状的关系
基本类型
DNA甲基化-影响转录/构成染色体组蛋白甲基化或乙酰化
特点
表观遗传中基因碱基序列不变
可遗传给后代
DNA甲基化修饰可发生去甲基化等可逆性变化
普遍存在于个体生长发育衰老等过程
不遵循孟德尔遗传定律
基因和性状间的对应关系
非线性关系，即没有一一对应关系
基因和基因，基因和表达产物，基因和环境共同精细的调控性状
ｍRNA直接决定蛋白质中氨基酸顺序，但DNA是根本
均由RNA聚合酶催化完成
