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CH4 DNA與生物科技 - Coggle Diagram
CH4 DNA與生物科技
遺傳變異
基因重組
減數分裂
非同源染色體
自由組合
同源染色體
聯會互換
受精作用
隨機結合
突變
定義
遺傳物質發生改變
類型
染色體變異
數目變異
整倍體
單倍體
雄蜂
雄蟻
二倍體
一般生物
多倍體
動物少見
常見於植物
體型較大
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非整倍體
定義
增減一條或數條
種類
單染色體
某對染色體缺少一條
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三染色體
某對染色體多一條
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原因
染色體無分離
同源染色體
姊妹染色分體
構造變異
定義
基因
數量改變
排列順序改變
種類
缺失
失去一小段染色體
影響表徵
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重複
染色體增加一小段
性狀加強
倒位
基因排列順序顛倒
影響較小
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易位
非同源斷裂且互相交換
影響較小
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基因突變
定義
基因的核苷酸序列改變
最常見類型
點突變
單一鹼基對發生改變
鹼基取代突變
是否改變胺基酸種類
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框移突變
鹼基插入
鹼基缺失
引發突變的因素
自發突變
DNA複製錯誤
DNA聚合酶
DNA修補錯誤
誘導突變
物理因素
高能量輻射線
DNA斷裂
含氮鹼基鍵結異常
化學因素
影響含氮鹼基之構造
生物因素
病毒基因嵌入宿主DNA
核甘酸序列改變
基因不正常活化
修補機制
核酸分解酶
切除錯誤
DNA聚合酶
修補
DNA連接酶
連接DNA
遺傳疾病篩檢
成因
突變存在生殖細胞中
胎兒檢驗
絨毛膜取樣
抽取細胞
羊膜穿刺
收集脫落細胞
篩檢技術
染色體檢驗
檢查染色體特徵
唐氏症
基因檢驗
分離DNA
分析核苷酸序列
杭丁頓氏舞蹈症
生化檢驗
檢驗蛋白質功能
苯酮尿症
生物科技
重組DNA
所需酵素
限制酶
功用
切斷DNA
特色
迴文現象
切割部位
黏端
鈍端
連接酶
功能
連接核苷酸
過程
參與者
目標基因
載體
順序
限制酶切割
連接酶連接
基因轉殖
種類
基改動物
過程
轉殖
顯微注射法
病毒DNA感染
應用
畜牧
食品
製藥
基改植物
過程
轉殖
基因槍法
農桿菌的Ti質體
感染宿主細胞
應用
農作物品種改良
基改細菌
過程
轉殖
電穿孔法
選殖
篩選轉殖成功之細菌
標識基因
以合適條件培養
應用
製藥
食品工業
化工業
定義
將重組DNA送入生物體內
基因轉殖生物/基改生物
聚合酶連鎖反應
步驟
分離DNA兩股
加熱至90~95°C
黏合DNA引子
溫度降至50~60°C
使引子附著於單股DNA
引導DNA聚合酶複製DNA
複製目標DNA
溫度升至72°C
耐高溫DNA聚合酶開始複製DNA
人類基因體計畫
基因體
一生物體擁有的所有遺傳物質
基因
非編碼DNA序列
DNA定序
定義
排列基因體DNA的鹼基序列
發現
人類基因數目遠比預估得少
20K
DNA序列
大部分為非編碼DNA
應用
醫療個人化
社會倫理
基因的表現
RNA的種類
rRNA=核糖體RNA
與蛋白質形成核糖體
最多的RNA
mRNA=傳訊RNA
DNA到RNA
細胞核到細胞質
攜帶DNA訊息
tRNA=轉送RNA
很小
可與胺基酸結合
和運送胺基酸有關
轉錄與RNA的修飾
轉錄的過程
RNA聚合酶
延長
沿著DNA
5'往3'
配對鹼基
終止
脫離DNA
完成轉錄
起始
鬆開DNA雙股
轉錄後的修飾
前驅RNA
細胞核內
加上
3'多腺苷酸尾
AAAAAA...
5'端帽
metG
P
RNA剪接
切除內含子
連接外顯子
轉譯及蛋白質的修飾
密碼子決定胺基酸的種類
密碼子
三個核苷酸決定
起始密碼子
AUG
終止密碼子
UAA
UAG
UGA
鹼基配對
tRNA
攜帶胺基酸
3'端
共三個核苷酸=反密碼子
與mRNA互補配對
轉譯的過程
起始
組成完整核糖體
小次單元
mRNA
5'端帽
tRNA
反密碼子
P位
大次單元
延長
另一tRNA進入A位
鹼基配對
與P位形成肽鍵
舊tRNA移至E位
脫離核糖體
形成肽鍵的tRNA移至P位
空出A位
終止
終止密碼子的出現
釋放因子協助分離
多肽鏈
tRNA
大小核糖體
mRNA
聚核糖體
出現時機
大量合成某蛋白質時
數個核糖體同時在同一RNA上轉譯
組成
一整串核糖體
mRNA
蛋白質的修飾
種類
摺疊
立體構型
必須的過程
接上
側鏈
寡糖
脂質
金屬離子
切割
部分胺基酸序列
基因表現的調控
大腸桿菌的乳糖操縱組
DNA序列
啟動子
可與RNA聚合酶結合
操作子
決定基因能否表現
結構基因
含多個基因
可合成與乳糖代謝的酶
機制
環境乳糖濃度低或缺乏
調節基因產生抑制蛋白
抑制蛋白與操縱子結合
RNA聚合酶無法附著啟動子
反應無法進行
環境乳糖充足
乳糖與抑制蛋白結合
RNA可附著啟動子
結構基因開始轉錄
結論
乳糖為誘導物
乳糖操縱組
屬於可誘導型操縱組
真核細胞不具操縱組
影響
單細胞生物
因應環境變化
有效率地表現基因
多細胞生物
不同細胞有不同功能
細胞間彼此合作
維持生存
DNA複製
半保留模式之驗證
可能的模式
保留式
一條舊
一條新
半保留
每條DNA
一股舊
一股新
分散式
兩條DNA都由
舊片段和新片段交錯混雜
梅舍生與史塔爾的實驗
證實半保留模式
培養在15N
再移到14N
每複製一代就離心
真核細胞的DNA複製過程
材料
四種dNTP
多種酵素
過程
多個複製起點
雙向同時進行
DNA解旋酶分開雙股
兩股皆為模板股
引子酶
模板股上合成一段RNA引子
DNA聚合酶
從引子處聚合新核苷酸鏈
5'端往3'端
領先股
岡崎片段
DNA連接酶
延遲股
RNA引子被水解
DNA聚合酶
替代成DNA片段