第六章 基因的分子基础和基因调控.ppt

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1、第六章基因的分子基础和基因调控第一节基因的分子基础第二节基因的结构、作用与调控第三节基因的概念与发展第一节基因的分子基础一、遗传物质应具备的四个条件1941年美国遗传学家比德尔（Beadle,G.W.）等人，开创了微生物遗传学，由于此门学科的发展，加上生物化学、生物物理学及许多新技术不断引入遗传学，1953年，美国分子生物学家watson，J.D.和英国分子生物学家Crick,F.H.C.提出了DNA双螺旋模型，开创分子遗传学，即现代遗传学。随着分子遗传学的发展，已经拥有大量的直接和间接证据，证明DN

2、A是主要的遗传物质，而在缺少DNA的某些病毒中，RNA就是遗传物质。DNA只所以能作为遗传物质，是因为它具备了遗传物质应具备的四个条件：（1）能够自我复制，并且是半保存复制。（2）能携带大量的遗传信息。（3）能准确地把遗传信息传递给蛋白质。（4）相对稳定，但也能发生变异。二、基本概念1、遗传信息：核酸（nucleicacid）（DNA，RNA，主要指DNA）分子中核苷酸（nucleotide）序列所表达的信息。2、遗传密码（geneticcode）：DNA上对应于氨基酸的核苷酸顺序。每个氨基酸是由连续

3、三个核苷酸决定的，所以也叫三联体密码。3、转录（transcription）：以DNA为模板合成mRNA的过程。即遗传信息从DNA转到RNA分子上。4、密码子（codon）：mRNA上决定一个特定氨基酸的三个连续核苷酸，叫一个密码子。如CAU是组氨酸的密码子，CGU是精氨酸的密码子。CGUCGCCGACGGCAUCAC5、简并（degeneracy）：大多数氨基酸可以由两个或两个以上的密码子所编码。如：组氨酸（CAU、CAC）、精氨酸（CGU、CGC、CGA、CGG）这有利于性状和物种的稳定。6、翻译

4、（translation）：以mRNA为模扳合成多肽的过程。7、中心法则（centraldogma）：1957年Crick把遗传信息的流向概括为中心法则：复制DNA转录离体实验条件下反转录结构蛋白质：作为细胞的组成部分RNA蛋白质功能蛋白质：如血红蛋白复制翻译酶：遗传信息从DNA—→mRNA—→蛋白质的转录和翻译的过程以及遗传信息从DNA—→DNA的复制过程，称为中心法则，这个中心法则从噬着体到真核生物的整个生物界都是通用的，具有普遍意义（粗线）。进一步的研究发现，某些RNA病毒可以进行反转录（RNA

5、—→DNA），还可以进行RNA的复制（1970年Howard和Temin在研究鸡病毒中提出了复制和反转录的细线顺序补充了中心法则）；后来又发现，在离体条件下DNA还可以指导蛋白质的合成，丰富了中心法则的内容。第二节基因的结构、作用与调控一、基因的结构二、基因的作用与性状的表达三、基因调控一、基因的结构1、基因的等位性测定（互补测验）假定有两个独立起源的隐性突变基因（a1，a2），它们具有类似的表现型，如何判断它们是否属于同一个基因的突变。（1）如果是非等位基因a1突变型×a2突变型（2）如果是等位基因

6、a1突变型×a2突变型a1+a1++a2+a2a1++a2野生型a1a1a2a2a1a2突变型反式排列：反式排列时，如杂交后代表现野生型，说明a1a2是非等位基因；如杂交后代表现突变型，说明a1a2是等位基因。顺式排列：顺式排列时，不管是等位基因，还是非等位基因，其表现型永远是野生型，对等位性的测定没有什么意义。互补测验（complementarytest）也叫顺反测验（cis-transtest），在顺反测验里，实际上是反式测验，本泽尔（Benzer,S.）提出了顺反子这个名词，用来表示功能的最小单

7、位。在同一个顺反子内，反式排列，因不能互补，表现为突变型；如能互补，表现野生型，则属不同的顺反子即非等位gene。从意义上讲，顺反子相当于经典遗传学中的基因。a1++a2a1a2++2、基因的微细结构1957年本泽尔（BenzerS.）对T4噬菌体（烈性噬菌体）rⅡ区基因的微细结构进行了详细研究。在噬菌体染色体上三个不同部位有三个不同的r突变型；rⅠ、rⅡ、rⅢ（r表示被感染的宿主菌快速裂解，形成的噬菌斑大于野生型噬菌斑）。野生型T4噬菌体能裂解E.coli的K系和B系突变型T4噬菌体只能裂解B系，不

8、能裂解K系。研究最清楚的是rⅡ突变型。rⅡ区内有1000多个突变型，把1000多个突变体两两成对同时感染E.coli的K系（即双重感染doubleinfection）。经过互补测验（顺反测验）发现，各个突变两两成对同时感染K系，有些组合可以裂解E.coli的K系，说明突变位点之间有互补作用，是非等位关系；有些组合不能裂解E.coli的K系，说明突变位点之间无互补作用，是等位基因的关系，据此把rⅡ区的这些突变分为两组A组和B组（A基因与B基因）。A、B基因