Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
central dogma, genes, DNA, 蛋白質序列訊息的分子編碼, RNA, chromosome - Coggle Diagram
central dogma
訊息的流動(詳細)
transcription(轉錄)時，以DNA作為模板合成RNA
translation(轉譯)時，以RNA內的ribonucleotide(核糖核甘酸)內的triplets(三鹼基)內的訊息合成蛋白質
藉由DNA replication(DNA複製)，將來自父母DNA的高保真度訊息複製給子代
注意：在reverse transcription(反轉錄)時，viruses可利用RNA作為模板來製造RNA&DNA
分子生物學
1950年之前，人們只知道蛋白質是催化劑，但其訊息傳遞的功能還不清楚
1953年發現了雙股螺旋DNA，奠定了生物分子做為訊息載體的基礎
1956年，克立克：一旦訊息進入了蛋白質便不會再現(單行道：DNA→protein)
訊息的流動
DNA(複製) → [transcription轉錄] → RNA → [translation轉譯] → protein
genes
evolve
透過突變研究了解，基因被酵素編碼(coded for an enzyme)
[one gene→one enzyme]
現在基因定義：被peptides&RNA編碼的DNA片段
歷史上，基因負責特徵或表現(phenotype)
現在基因的定義
與調節序列不同
修飾不同→代表不同功能的產物
[one gene→different products]
bacterial genomes是雙鏈環
細菌包含染色體外、雙鏈環的plasmids(質體) (補：限制酶可對質體做剪接)
在細菌間輕鬆交換
沒有必需的基因，但經常encode(編碼)可降解抗生素的基因
質體交換--細菌獲得抗生素耐(抗)藥性的一種方式
bacterial genomes
大約 25% 的已測序細菌基因組顯示存在內含子
細菌染色體中的內含子不會中斷蛋白質編碼序列；它們主要中斷 tRNA 序列
細菌內噬菌體基因組中的內含子中斷蛋白質編碼
許多細菌內含子編碼催化 RNA 序列，此具有將自身插入和反轉錄到基因組中的能力
許多viral genomes(病毒基因組)是RNA
RNA genomes可以很小且單鏈
genomes可從環狀變線狀
many viruses
只有RNA or DNA有外套膜
使用宿主的基因感染植物、動物或細菌(利用宿主為自己做DNA複製等)
human genome
編碼蛋白只占總基因組的一小部分(1.5%)
非編碼序列的生物學意義不完全清楚
非編碼序列的最後沒有決定胺基酸、peptide、蛋白質
一些 DNA 區域直接參與基因表達的調控（啟動子、終止信號等）
一些 DNA 編碼的小調節 RNA 的功能尚未明瞭
一些 DNA 可能是junk（一些不需要的基因，病毒感染的殘留物）
基因大小與多樣性、複雜性不一定相關，因為並非所有序列都能有意義、有功能地編碼
eukaryotic(真核) genes
transposons(轉座子)
真核基因組不完全固定、靜止的
在單個細胞的基因組內，稱為轉座子的序列可以四處移動
轉座子的末端包含terminal repeats(末端重複) --有些序列會重複
嵌入時，會與目標DNA上的雜交區域重複互補
轉座子約佔人類基因組的 50%
高度重複性DNA/SSRs(簡單序列重複)
~10 bp 或更少的短序列
重複數百萬次
“衛星”DNA --像衛星：片段分散
與centromeres(著絲粒)和telomeres(端粒)有關
introns(內含子)&exons(外顯子)
包含干預序列：introns(內含子)
exons(外顯子)是表達序列，之後轉譯成胺基酸序列 --外顯子只佔人體DNA的1.5%
introns是被轉錄的基因區域，但並沒有被轉譯--不編碼多肽序列
轉錄後去除內含子，而外顯子的mRNA序列被拼接在一起
多少基因per一生物體？
E.coli(大腸桿菌)單環狀染色體
~4,300 genes for 蛋白質
~157 genes for 催化或結構RNA
人類24條離散染色體
~20,000 genes
genomes大小和複雜性之間的相關性較差，因為大多數真核DNA都是非編碼的
DNA
特徵
病毒體或細胞中的 DNA 透過coiling(螺旋纏繞)和與蛋白質連接，組織成緊密的形式
線性尺寸遠大於包含它們的病毒粒子或細胞
超級大的巨分子
與蛋白質包裝在一起
prokaryotic(原核)DNA在nucleoid(核仁)中與蛋白質有關→沒有核膜
eukaryotic(真核)DNA與蛋白質組合成一種叫做chromatin(染色質)的複合物
viral genomic DNA(病毒基因組DNA)與衣膜蛋白有關→外套膜
mitochondria(粒線體)&chloroplasts(葉綠體)也有DNA
特徵
植物mtDNA--200,000~2,500,000 bp
葉綠體mtDNA--120,000~160,000 bp
mtDNA(人類粒線體DNA)
mitochondrial DNA
為[粒線體rRNAs, tRNAs, 一些與粒線體相關或特殊的蛋白]編碼
大多數粒線體蛋白(至少95%)由核基因編碼 [總部下命令]
double-stranded circles雙鏈環
蛋白質序列訊息的分子編碼
translation
tRNA分子攜帶一個胺基酸，連接在特定的triplet上
接著將胺基酸組裝成肽鏈
mRNA中的triplets of nucleotides(密碼子)與tRNA內的互補
transcription
一條雙鏈 DNA作為 RNA 合成的分子模板
[DNA→mRNA]
三個nucleotides(核甘酸)編碼成一個codon(密碼子)
蛋白質序列決定其生理功能(代謝/訊息傳遞)
RNA
mRNA
carries genetic information from DNA in the nucleus to direct protein synthesis in the cytoplasm
tRNA
transports amino acids to the ribosome
rRNA
associates with protein to form the ribosome
chromosome
eukaryotic(真核)
真核DNA在染色體上的樣貌
不同物種有不同數量
染色體概述
22對(二倍體) + X&Y
相當於2m的DNA
人類體細胞(非性)有46條染色體
每對的長度各不相同
多重的離散染色體
真核染色體
一條人類染色體中一對相連而濃縮的姐妹染色單體
真核染色體在有絲分裂的中期，複製後呈現下圖這個狀態
