分子遗传学-第1章-遗传物质

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1、分子遗传学MolecularGenetics福建农林大学2012兰涛87723579lantao_fz@163.com福建农林大学作物科学学院作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福建农林大学2012参考书：GeneVIII,BenjaminLewin,OxfordUniversityPress基因VIII，赵寿元等译，科学出版社分子遗传学，张玉静，科学出版社现代分子生物学，朱玉贤等，高等教育出版社福建农林大学2012福建农林大学2012福建农林大学2012引言分子遗传学是在分子水平上研究生物遗传和变异机制的遗传学分支学科。福建农林大学2012经典遗传学的研究课题主要是基

2、因在亲代和子代之间的传递问题；分子遗传学则主要研究基因的本质、基因的功能以及基因的变化等问题。福建农林大学2012福建农林大学2012本课程的整个内容都是围绕着遗传信息而讲述的，包括：遗传信息的载体（遗传物质）、组织结构（基因组）、密码、复制、转录、翻译、调控、突变、修复、重组、遗传操作等。福建农林大学2012第一章遗传物质福建农林大学2012第一节谁是遗传物质？福建农林大学2012作为遗传物质应该具备以下几个条件：1、在细胞的生长和繁殖过程中能够精确的复制自己；2、能储存巨大的遗传信息；3、能指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢和生物的性状；4、能在后代之间传递遗传信息；

3、5、结构稳定，并能产生可遗传的变异。福建农林大学2012一、DNA作为遗传物质已知几乎所有的生物都是以DNA作为遗传物质DNA作为遗传物质有以下优点：信息量大，集成度高1个基因1kb碱基序列种类达41000=10602比较：直径10亿光年的宇宙体积为10108Å3人类基因组DNA长2m；细胞平均直径10m碱基互补配对，保证精确复制核糖2碳位脱氧，在水溶液中稳定性好（特别是碱）福建农林大学20121928年，Griffith肺炎双球菌的转化，1944年，Avery在离体条件下完成转化。福建农林大学2012福建农林大学2012福建农林大学20121952年，Her

4、shey和Chase噬菌体感染实验福建农林大学2012福建农林大学2012福建农林大学2012福建农林大学2012二、RNA作为遗传物质只有一些病毒以RNA作为遗传物质。单链RNA病毒“+”链RNA病毒：相当于mRNA，可直接翻译噬菌体：MS2，Q，R17动物病毒：脊髓灰质炎病毒反转录病毒：可以RNA为模板，合成DNA“”链RNA病毒：基因组RNA不能直接翻译动物病毒：狂犬病毒，流感病毒植物病毒：莴苣坏死病毒，花椰菜坏病黄病毒福建农林大学2012双链RNA病毒例如呼肠孤病毒（科），寄生于动植物中，其基因组含有10~12条双链RNA类病毒环状RNA，含300~400b，

5、不编码任何蛋白质拟病毒存在于病毒体内的环状小型RNA，称为RNA2（病毒本身的RNA称为RNA1），犹如病毒的“病毒”或“质粒”。福建农林大学2012福建农林大学2012RNA作为遗传物质的主要缺点：核糖2碳位含OH基，碱性条件下易水解，稳定性差但RNA可能是最初的遗传物质，因为发现了RNA拟酶（核酶）：兼具DNA的功能：遗传信息的贮藏和传递蛋白质的功能：催化生化反应福建农林大学20121956年A.Gierer和G.Schraman发现烟草花叶病毒（tobaccomosaicvirus,TMV），其遗传物质是RNA。1957年美国的HeinzFraenkel-Conr

6、at和B.Singre用重建实验证实了这一结论。福建农林大学2012福建农林大学2012结论：提供RNA的亲本决定了其后代的RNA和蛋白质。在不含DNA的TMV中，RNA就是遗传物质。福建农林大学2012因此，目前普遍接受的生命进化过程是：无生命世界RNA生命世界RNA-蛋白质生命世界DNA生命世界但已有研究发现，RNA拟酶能利用NTP作底物，并能将单链DNA连接到单链RNA上。这暗示：有可能从RNA生命世界直接进入DNA生命世界。福建农林大学2012三、蛋白质作为遗传物质？早就明确蛋白质不能作为遗传物质，因为它缺乏作为遗传物质所必需的分子特性但是传染性蛋白质颗粒（

7、Prion）(朊病毒)，它表现出与类病毒和拟病毒相似的生命活动现象Prion蛋白（毒蛋白）引起的哺乳动物疾病有：羊疯痒病scrapie牛海绵状脑炎Madcowdisease（疯牛病）BSE人类Kuru病(克雅氏病)，CJD综合症Gerstmenn-Straussler-Scheinker综合症福建农林大学2012福建农林大学2012已发现在宿主中存在编码Prion先驱蛋白（prionprecursorprotein,PrP）的基因，功能未知人类的PrP基因位于第20号染色体短臂小鼠的PrP基因位于第2号染色体正常PrP与Pri