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遗传信息的翻译
游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
1、概念：
mRNA
蛋白质
翻译
（碱基）核糖核苷酸
氨基酸
多
样
性
原
因
数量
排列顺序
种类
思考：4种碱基如何决定21种氨基酸 ？
数量
排列顺序
种类
遗传信息的翻译
41=4，不足
42=16，不足
43=64，有余
1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？
2个碱基决定一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？
如果3个碱基决定一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？
推测：至少三个碱基决定一个氨基酸
密码子: mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。
二、遗传信息的翻译
mRNA
5'
3'
G
U
G
G
A
A
C
C
U
密码子
密码子
密码子
问题：密码子决定哪一种氨基酸呢？
注意：相邻的密码子无间隔、不重叠
第一个碱基 第二个碱基 第三个
碱基
U C A G U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终 止 终 止 半胱氨酸 半胱氨酸 终止 硒代半胱氨酸 色氨酸 U
C
A
G
C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 甲硫氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 U
C
A
G
（起始）
（起始）
mRNA
5'
3'
G
U
G
G
A
A
C
C
U
密码子
密码子
密码子
缬氨酸或甲硫氨酸
组氨酸
精氨酸
方向：密码子认读是从mRNA的5'→3’
64（43）种密码子
终止密码子:UAA UAG UGA
起始密码子（2种）:AUG
（绝大部分原核和真核生物）
GUG
（原核生物 编码甲硫氨酸）
不编码氨基酸的：
编码氨基酸的：
61种
3种
密码子特性
种类：
（翻译的终止信号）
→不编码氨基酸
特殊情况下，可编码硒代半胱氨酸
（翻译的起点）
→可编码氨基酸
遗传信息的翻译（氨基酸与密码子对应关系）
特点：
专一性：一种密码子决定 氨基酸
简并性：一种氨基酸可以对应 密码子
通用性：生物体都共用上述密码子（64）
根据mRNA的碱基（密码子）序列能否准确写出氨基酸序列？反之呢？
（除终止密码子）
（其色氨酸（UGG）只对应一种密码子）
意义？
意义？
一种
多种
思考2：找到对应的关系之后，游离在细胞质中的氨基酸，是怎样按照mRNA模板被运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？
需要一种运输工具
tRNA——转运RNA
(1) 形态：
三叶草形（单链）
(4) 功能特点：
一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
3'
5'
结合氨基酸的部位
碱基配对
（2）反密码子
mRNA
5'
3'
A
C
U
密码子
U
G
A
反密码子
位于tRNA上能与mRNA上的密码子
发生碱基互补配对的3个相邻的碱基
（3）种类：
61（3种终止密码子无对应的反密码子）
一种氨基酸对应 种反密码子
多
注：色氨酸除外
A
C
G
U
C
A
C
U
A
C
A
C
……
……
翻译方向
5→3
U
A
C
甲硫氨酸
G
G
U
组氨酸
当读取到mRNA上的起始密码子，翻译开始
脱水缩合
①
②
A
U
G
异亮氨酸
核糖体
A
G
C
精氨酸
5’
3’
遗传信息的翻译
3、翻译过程：
①
②
A
G
G
U
C
A
C
G
U
C
A
C
甲硫氨酸
U
A
C
G
G
U
组氨酸
C
A
C
色氨酸
……
……
A
U
G
异亮氨酸
A
G
C
精氨酸
5’
3’
遗传信息的翻译
3、翻译过程：
①
②
A
G
G
U
C
A
C
G
U
C
G
U
甲硫氨酸
G
G
U
组氨酸
C
A
C
色氨酸
A
G
C
精氨酸
……
当核糖体读取到mRNA上的终止密码子，翻译结束
……
……
A
U
G
异亮氨酸
5’
3’
遗传信息的翻译
3、翻译过程：
A—C—U—G—G—A—U—C —U
苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸
mRNA
转录
翻译
肽链
DNA
A—C—T—G—G—A—T—C—T
T—G—A—C—C—T—A—G—A
肽键 肽键
基因中的碱基数（双链）︰mRNA中的碱基数︰合成蛋白质的氨基酸个数=_______
6︰3︰1
探究：基因中碱基数目、mRNA与蛋白质中氨基酸数目的关系
一段mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此合成这段多肽需要的tRNA个数及mRNA分子至少含有的碱基个数以及转录此mRNA的基因中至少含的碱基数依次为（ ）
A.33、11、66 B. 12 、 36、72
C.12、36、24 D.11、36、72
B
小试牛刀
练一练:判断正误
1.DNA都具有双链结构，RNA都是单链结构，没有碱基对。（ ）
2.在蛋白质合成过程中密码子都决定氨基酸。（ ）
3.细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸。（ ）
4.mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。（ ）
√
×
×
×
拓展延伸
(1)数量关系：
(2) 意义：
(3)核糖体移动方向：
（翻译）
(4)结果：
　
mRNA可相继结合 核糖体，进行多条肽链的合成。
的mRNA分子可以迅速合成 的肽链。
从左向右（短的向长的移动）
翻译是一个高效的过程
一个
多个
少量
大量
形成多条氨基酸序列相同的肽链
→有相同的起始位点、相同的模板（同一个mRNA）
真核生物
先转录，后翻译
生物转录与翻译的关系与区别
DNA
mRNA
RNA聚合酶
边转录边翻译
原核生物
生物转录与翻译的关系与区别
核糖体
转录和翻译的比较
比较项目 转录 翻译
场 所
模 板
酶
能 量 原 料
产 物
碱基配对
主要在细胞核
细胞质（核糖体）
DNA的一条链
mRNA
RNA聚合酶
多种酶
ATP
RNA
多肽链
A-U T-A
G-C C-G
A-U U-A
G-C C-G
4种核糖核苷酸
氨基酸
复制 转录 翻译
信息流动方向
1957年，克里克－－中心法则
DNA→DNA
DNA→RNA
RNA→蛋白质
弗朗西斯·克里克
三、中心法则
内容：
遗传信息的传递（复制及基因的表达）
遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA 的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质， 即遗传信息的转录和翻译。
烟草花叶病毒
艾滋病病毒
RNA
RNA复制酶
RNA
RNA
逆转录酶
DNA
三、中心法则
遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA 的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质， 即遗传信息的转录和翻译。
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
复制
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
复制
中心法则的完善
逆转录
复制
1957年，克里克提出中心法则
三、中心法则
生物种类 遗传信息的传递过程
以DNA作为遗传物质的生物 原核生物
真核生物 DNA病毒 以RNA作为遗传物质的生物 多数RNA病毒 （烟草花叶病毒）
少数逆转录病毒 (HIV)
翻译
蛋白质
复制
DNA
转录
RNA
复制
RNA
蛋白质
翻译
蛋白质
翻译
转录
DNA
RNA
逆转录
RNA
复制
各种生物的遗传信息传递过程
DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，
可见：生命是物质、能量和信息的统一体。
上面的两种酶是病毒自己含有的，还是在宿主中根据病毒遗传信息合成的？
病毒本身含有的，因此部分蛋白质也能进入宿主
参与翻译的RNA有____种
DNA中有氢键，RNA中无氢键（ ）
转录只能在细胞核中进行（ ）
转录和翻译过程中碱基配对方式完全相同（ ）
一种氨基酸一定由多种tRNA转运（ ）
一种氨基酸只能有一种密码子决定（ ）
RNA酶就是具有催化作用的RNA分子（ ）
转录时RNA聚合酶的识别位点在RNA分子上（ ）
DNA的复制和转录过程一定都需要解旋酶（ ）
×
×
×
×
×
一种或多种
×
×
×
3
练习与运用
易错判断　　
(1)一个DNA分子上有很多基因，转录是以基因的一条链为模板的。( )
(2)转录与DNA复制都遵循碱基互补配对原则，且配对方式相同。( )
(3)由于基因选择性表达，一个DNA分子在不同细胞内转录出来的mRNA不完全相同。( )
(4)三种RNA均由DNA转录而来。( )
(5)RNA聚合酶具备解旋的功能。( )
(6)不同种类的细胞，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA种类一般无差异。( )
（7）RNA酶就是具有催化作用的RNA分子（ ）
（8）转录时RNA聚合酶的识别位点在RNA分子上（ ）
（9）DNA的复制和转录过程一定都需要解旋酶（ ）
×
√
√
√
√
√
×
×
×

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