基因的结构和功能 ppt课件

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1、第九节基因的结构和功能基因（gene）染色体上编码一个特定功能产物的一段核苷酸序列。一、基因概念的发展（一）遗传“因子”：孟德尔认为，生物性状的遗传由遗传因子所控制，性状本身不遗传。（二）染色体是基因的载体：摩尔根实验证明基因位于染色体上，并呈直线排列，并由此提出基因既是一个功能单位，是一个突变单位，也是一个交换单位的“三位一体”概念。（三）DNA是遗传物质：1944年Avery通过肺炎球菌的转化实验，证实DNA是遗传物质而非蛋白质。（四）基因是有功能的DNA片段1941年Beadle和Tatum提出一个基因一个酶假说，沟通了蛋白质合成与基因功能的研究。1953年W

2、atson和Crick提出DNA双螺旋结构模型，明确了DNA的复制方式。1958年Crick提出中心法则，1961年提出三联体遗传密码，从而将DNA分子结构与生物体结合起来。1957年Benzer用大肠杆菌T4噬菌体为材料，提出了顺反子（cistor)的概念，证明基因是DNA分之上一个特定的区段，是一个功能单位，包括许多突变位点（突变子），突变位点之间可以发生重组（重组子）。（五）操纵子模型1961年法国分子生物学家Jacob和Monod通过对大肠杆菌乳糖突变体研究，提出了操纵子学说（operontheory)。阐明了基因在乳糖利用中的作用。（六）跳跃基因（转座子）

3、和断裂基因的发现40年代芭芭拉在玉米的控制因子的研究中指出跳跃基因。70年代后发现大多真核生物基因都是不连续的，被不编码序列隔开，称断裂基因。基因组(genome):指生物完整的一套单倍体细胞(性细胞)中所含有的全部基因，用n表示。二、基因组的特点如人：22常+X，Y，+线粒体基因组基因组的结构：指不同的基因功能区域在核酸分子中的分布和排列情况。基因组的功能：贮存和表达遗传信息。1．基因组大小相差很大：HBV：3.2kb痘病毒：300kb2．核酸结构多样性DNA或RNA单链或双链环状分子或线性分子3．基因组有连续的，有不连续的大多数连续流感病毒：8条单链RNA4．编

4、码序列>90%(基因组)(一)病毒基因组1.基因组为环状双链DNA分子2.只有一个复制起始点.3.具有操纵子结构4.基因是连续的,无内含子5.编码区在基因组中的比例>>真核基因组<<病毒基因组(二)原核生物基因组(三)真核生物基因组1.特点：(1)含大量重复序列(2)非编码序列占90%以上(3)基因为断裂基因(4)基因家族(5)存在可移动成分2.单拷贝序列仅出现一次或少数几次。如：大多数编码蛋白质的基因（1）中度重复序列：重复频率10-105,占基因总量的20%～30%。如：rRNAgene,tRNAgene,组蛋白基因，Alu序列3.重复序列①反向重复顺序（IR）

5、：有两种形式:连续的反向重复顺序，又称回文结构；不连续的反向重复顺序，之间含有间隔顺序。如：ATTAGCGCTAATATTAGCGGATGCTAATTAATCGCGATTATAATCGCCTACGATTA（2）高度重复序列：重复频率>105②卫星DNA成串排列，简单重复，集中分布在染色体的着丝粒、端粒、随体上，占5%-6%卫星DNA分类:卫星DNA：重复长度5-10bp小卫星DNA：重复长度15-70bp，高度特异性。微卫星DNA：重复单位为2-5bp，常见的是以（AC）n、（TG）n的二聚核苷酸为重复单位。α卫星DNA：人类中重复单位为171bp4.多基因家族(m

6、ultigenefamily)多基因家族:是指一个祖先基因经过重复和变异所形成的一组基因,它们在基因组中相互之间仅有微小的差别,行使相关的功能。如:组蛋白基因家族:5个成员（H1,H2A,H2B,H3,H4）5个基因串联排列形成一个重复单位,但不同生物中排列不同海胆:H1-H4-H2B-H3-H2A果蝇:H2B-H2A-H4-H3-H1水螈:H1-H3-H2B-H2A-H4一类是由一个基因在进化过程中产生的多个拷贝,碱基序列基本相同,成簇排列于同一条染色体上,形成一个基因家族,同时合成某种蛋白质。另一类是一个多基因家族中的不同成员成簇地分布于几条不同的染色体上，这些

7、成员的序列虽然不完全相同，但是编码的蛋白质在功能上密切相关。假基因（pseudogene)在多基因家族中某些与正常功能基因在核苷酸序列上相似，但不能转录或转录后生成无功能基因产物的DNA序列，被称为假基因。假基因常用符号ψ表示，如ψα1表示与α1相似的假基因。5.超基因家族（supergenefamily）在结构上有不同程度的同源性，但功能不一定相同。如：免疫球蛋白超基因家族三、真核基因的断裂基因PhillipA.SharpRichardJ.Roberts1993年度诺贝尔生理学奖(一)概念断裂基因:真核生物结构基因中的编码序列被非编码序列隔开,形成镶嵌排列的断