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1、基因概念的发展1、孟德尔的‘遗传因子’1909年，W.L.Johannsen提出gene一词2、1910年，摩尔根证明基因位于染色体上3、1928年Griffith1944年Avery证明DNA是遗传物质4、watson,crickDNAdoublehelix5、crick中心法则三联体密码，1957S.Benzer顺反子6、1961F.Jacob,J.Monod操纵子7、B.McClintock转座子8、断裂基因1978年噬菌体重叠基因回答一： 1909年,约翰逊(Johannsen)首次提出了基因(ge
2、ne)的概念,用以替代孟德尔(Mendel)早年所提出的遗传因子(geneticfactor)一词,并创立了基因型(geno-type)和表现型(phenotype)的概念,把遗传基础和表现性状科学地区分开来。随着遗传学的发展,特别是分子生物学的迅猛发展,人们对基因概念的认识正在逐步深化。1 1个基因1个酶 英国生理生化学家盖若德(Garrod.A.E)研究了人类中的先天代谢疾病,并于1909年出版了《先天代谢障碍》一书。他通过对白化病等疾病的分析,认识到基因与新陈代谢之间的关系,即1个突变基因,1个代谢障
3、碍。这种观点可以说是1个基因1个酶观点的先驱。比得尔(Beadle.G.W)和塔特姆(Tatum.EL)对红色链孢霉做了大量的研究。他们认为,野生型的红色链孢霉可以在基本培养基上生长,是因为它们自身具有合成一些营养物质的能力,如嘌呤、嘧啶、氨基酸等等。控制这些物质合成的基因发生突变,将产生一些营养缺陷型的突变体,并证实了红色链孢霉各种突变体的异常代谢往往是一种酶的缺陷,产生这种酶缺陷的原因是单个基因的突变。2 1个基因1条多肽链 红色链孢霉和大肠杆菌营养缺陷型的早期研究表明,在各种氨基酸、维生素、嘌呤和嘧啶
4、的生物合成路线上,催化每一步反应的酶都是在1个基因的监控下进行的。到了本世纪50年代,扬诺夫斯基(Yanofsky)发现并提出了新奈侍?即1个基因控制2步反应。他发现在大肠杆菌中,催化吲哚磷酸甘油脂生成色氨酸反应的酶,即色氨酸合成酶的结构比较复杂,实际上是由2种多肽构成,A肽可以独立催化吲哚磷酸甘油脂分解生成吲哚,B肽则可以单独催化吲哚转变为色氨酸。因此对1个基因1个酶的学说做了第1次修正。3 基因的化学本质是DNA(有时是RNA) 1944年,埃维里(Avery)等人通过肺炎双球菌的转化实验,第1次证实了
5、DNA是遗传物质,由此,基因的化学本质得到了阐明。人们通过研究发现有些病毒如烟草花叶病毒、脊髓灰质病毒等只含有RNA,而不具有DNA,这些RNA病毒可以在RNA复制酶的作用下以自身为模板进行复制,这类生物中基因的化学组成为RNA。1953年沃森(Watson)和克里克(Crick)建立了DNA分子的双螺旋结构模型,这是遗传学史上的1个里程碑。近几十年来遗传学的发展,特别是遗传工程技术的发展充分证实这1模型的正确性。4 基因顺反子的概念 1955年,美国分子生物学家本兹尔(Benzer)提出了比传统基因概念更
6、小的基本功能单位即顺反子的概念。用r突变型和野生型噬菌体共同侵染K菌株,两种噬菌体都可以正常生长并使得K菌株裂解。但是在r突变型之间进行的互补试验,结果有很大的差异。同一互补群的突变型不存在功能上的互补关系,只有分别属于两个互补群的突变型才能在功能上互补,而表现出野生型的特点。本兹尔把这种基因内部的功能互补群称为顺反子。实际上,本兹尔从遗传学的互补实验中,所得出的顺反子的概念已经深入到当时人们并不了解的基因转录水平上了。顺反子的概念与蛋白质的高级结构的研究结果是一致的,因为蛋白质往往是由两条或多条多肽链所构
7、成,它们即为蛋白质的亚基。本兹尔通过实验提出了1种新的基因概念:1)作为突变单位,从分子水平上可以精确到单核苷酸或碱基水平,这就是突变子;2)作为交换单位,也以单核苷酸或单个碱基为基本单位,这就是互换子;3)作为功能单位,基因也是可分的,基因不是1个功能的基本单位,基因的功能常含有2个或多个顺反子的功能。现代遗传学的研究证明本兹尔提出的概念基本上是正确的。5 结构基因与调控基因的划分 随着研究的深入,人们首先在原核生物中发现,不是所有的基因都能为蛋白质编码。于是,人们就把能为多肽链编码的基因称为结构基因。除
8、结构基因以外,有些基因只能转录而不能进行翻译,如tRNA和rRNA基因。还有些基因本身并不进行转录,但是可以对其邻近的结构基因的表达起控制作用,如启动基因和操纵基因。从功能上讲,启动基因、操纵基因和编码阻遏蛋白、激活蛋白的调节基因都属于调控基因。操纵基因与其控制下的一系列结构基因组成1个功能单位,称做操纵子。对这些基因的研究,加深了人们对基因的功能及其调控关系的认识。6 断裂基因断裂基因 首先由凯姆伯恩(Cham
