Transcript 焦點 1 [基因-酵素]假說 『基因-酵素』假說 畢德&泰頓： 紅麵包黴突變種 無法生長於 最低限度培養基 最低限度培養基 僅含 無機鹽,蔗糖,維生素 培養基須添加鳥胺酸 突變型第一型 缺乏 合成鳥胺酸的酵素 培養基須添加瓜胺酸 突變型第二型 缺乏 合成瓜胺酸的酵素 培養基須添加精胺酸 突變型第三型 缺乏 合成精胺酸的酵素 焦點 2 遺傳訊息 DNA遺傳密碼 三個相鄰含氮鹽基 可決定一種胺基酸.

焦點 1
[基因-酵素]假說
『基因-酵素』假說
畢德&泰頓：
紅麵包黴突變種
無法生長於
最低限度培養基
最低限度培養基
僅含
無機鹽,蔗糖,維生素
培養基須添加鳥胺酸
突變型第一型
缺乏
合成鳥胺酸的酵素
培養基須添加瓜胺酸
突變型第二型
缺乏
合成瓜胺酸的酵素
培養基須添加精胺酸
突變型第三型
缺乏
合成精胺酸的酵素
焦點 2
遺傳訊息
DNA遺傳密碼
三個相鄰含氮鹽基
可決定一種胺基酸
遺傳訊息
DNA遺傳密碼
mRNA密碼子
tRNA補密碼
含氮鹽基
A,T,C,G
遺傳密碼
=444=64種
胺基酸=20種
奈倫堡&雷得
解讀所有遺傳密碼
部分胺基酸
可對應多種密碼子
密碼子
離胺酸 纈胺酸
AAA
GUU
AAG
GUC
GUA
GUG
mRNA密碼子
起始密碼子 終止密碼子
AUG
UAA
UAG

UGA
甲硫胺酸
焦點 3
基因的表現
基因表現
基因透過蛋白質
表現性狀
轉錄
DNA遺傳密碼
抄錄到mRNA的過程
(發生於細胞核)
轉錄
DNA遺傳密碼
配對
mRNA密碼子
轉錄
DNA遺傳密碼
3’-CAT-AAA-TGC-5’
5’-GUA-UUU-ACG-3’
mRNA密碼子
轉譯
mRNA密碼子
翻譯為胺基酸的順序
(發生於細胞質)
轉譯
mRNA密碼子
配對
tRNA補密碼
轉譯
mRNA密碼子
5’-GUA-UUU-ACG-3’
CAU AAA UGC
tRNA補密碼
mRNA密碼子
5’-GUA-UUU-ACG-3’
tRNA補密碼
CAU AAA UGC
組胺酸 離胺酸 半光胺酸
密碼子64組
同義碼
胺基酸20種
同義碼
離胺酸 纈胺酸
AAA
GUU
AAG
GUC
GUA
GUG
焦點 4
轉譯
合成蛋白質
轉譯
蛋白質的合成
粗糙內質網
膜上的核糖體
核糖體
先附著mRNA的5’端
P位,A位
供tRNA附著
終止密碼子
UAA,UAG,UGA
轉譯停止
多肽鏈釋出
進入內質網內腔中
焦點 5
蛋白質修飾
胺基酸
轉譯
多肽鏈
修飾,摺疊
蛋白質
蛋白質修飾
1.形成雙硫鍵
2.加脂質,磷酸,醣類
3.切除N端
多餘的胺基酸
4.加金屬離子
Fe 血紅素
I 甲狀腺素
Ni 
2+
Zn 碳酸酐酶
2+
Cu 
蛋白質修飾
單一多肽鏈
切割成二段,多段
焦點 6
蛋白質的去處
蛋白質的去處
1.留在細胞質
2.送至細胞核
3.運送至胞器
4.形成膜蛋白
5.釋出細胞外
轉運蛋白(訊息肽)
接在蛋白質N端
帶領蛋白質
至目標位置,胞器
焦點 7
基因的產物
(蛋白質)
焦點 8
基因表現
原核生物vs真核生物
真核生物(線狀DNA)
原核生物
(環狀DNA)
原核生物
不具核膜
轉錄,轉譯
均發生於細胞質
真核生物
具有核膜
細胞核轉錄
細胞質轉譯
焦點 9
轉譯作用的抑制
抑制轉譯作用
環己醯亞胺
抑制真核的核糖體
氯黴素
抑制原核的核糖體
焦點 10
對抗愛滋病
對抗愛滋病
1.修改去氧核糖結構
抑制反轉錄作用
2.阻斷蛋白質合成
焦點 11
基因表現的調節
基因表現的調節
遵循經濟原則
並非持續活動
基因平時不活動
需要時才活動
賈柯,莫諾,帕帝
環境中有葡萄糖
大腸菌攝取葡萄糖
環境中缺葡萄糖
攝取其他醣類
賈柯,莫諾,帕帝
培養基有乳糖
β半乳糖苷酶
培養基無乳糖
基因不表現
賈柯&莫諾
乳糖(誘導物)
誘導大腸菌合成
β半乳糖苷酶
35
(S 追蹤)
基因表現的調節
1.改變轉錄的效率
2.改變轉譯的效率
3.影響蛋白質的
修飾與活化
調節基因
製造抑制蛋白
調控操作子
抑制蛋白
與操作子結合
構造基因不活動
未與操作子結合
構造基因可活動
啟動子
RNA聚合酶附著處
由此開始轉錄
操作子(操縱子)
調控RNA聚合酶
構造基因的轉錄
操作子
與抑制蛋白結合
構造基因不活動
未與抑制蛋白結合
構造基因可活動
構造基因
轉錄
mRNA
轉譯
蛋白質
(基因產物)
基因表現的調節模式
大腸菌
乳糖操縱組
大腸菌
色胺酸操縱組
焦點 12
乳糖操縱組
乳糖操縱組
(誘發性操縱組)

吸收分解乳糖
無乳糖
抑制物與操作子結合
構造基因不活動
有乳糖(誘導物)
抑制物與誘導物結合
抑制物/操作子分離
構造基因活動
產生三種蛋白質
大腸菌乳糖操縱組
構造基因

Z β半乳糖苷酶
Y 滲入酵素
A 乙醯基轉化酶
Z β半乳糖苷酶
分解乳糖
Y 滲入酵素
吸收乳糖
A 乙醯基轉化酶
功能不明
焦點 13
色胺酸操縱組
色胺酸操縱組
(抑制性操縱組)

製造色胺酸
(負迴饋控制)
缺乏色胺酸
抑制物與操作子分離
構造基因活動
製造五種蛋白質
合成色胺酸
色胺酸過量
(共同抑制物)
抑制物與色胺酸結合
再和操作子結合
構造基因不活動
停止製造色胺酸
基因操縱組
乳糖操縱組(誘發性)
吸收分解乳糖
色胺酸操縱組(抑制性)
製造色胺酸
乳糖操縱組色胺酸操縱組
乳糖
色胺酸
誘導物
共同抑制物
3構造基因 5構造基因

迴饋控制
乳糖操縱組色胺酸操縱組
操作子與
抑制物結合

構造基因
製造3酵素
操作子未與
抑制物分離

構造基因
製造5酵素
焦點 14
蛋白質活化的管制
雙重調控
乳糖,抑制蛋白
構造基因是否轉錄
CAP異化性活化蛋白
構造基因轉錄速率
蛋白質活化的管制
(轉譯的調控)
阻止蛋白質的合成
過程中的起始階段
缺葡萄糖
細胞內累積cAMP
CAP與cAMP結合
複合體與啟動子結合
促進構造基因活動
有葡萄糖
細胞內cAMP濃度降低
CAP不與cAMP結合
CAP不與啟動子結合
構造基因活動降低
焦點 15
真核生物
基因表現的調節
真核生物
基因表現的調節
較複雜：
存在於轉錄,轉譯
過程中的每一步驟
細胞中小型有機物
可調節DNA的轉錄
ex.固醇類激素
影響目標細胞的
基因表現
刺激物與膜上受體結合
活化訊息傳遞機制
活化特定轉錄因子
轉錄因子進細胞核
轉錄因子接上DNA
影響下游基因轉錄
起始因子
起始因子未活化
暫停轉譯
起始因子被活化
開始轉譯
受精前
卵核內已合成
許多mRNA(未活化)
受精時
起始因子被活化
mRNA開始轉譯
植物,綠藻
黑暗期
合成大量mRNA
(未活化)
植物,綠藻
光照期
mRNA被活化
開始轉譯
基因表現的調節
1.轉錄階段的調節
2.mRNA修飾的調節
3.轉譯階段的調節
4.轉譯後階段的調節
染色體膨鬆