第四章 遗传的分子基础
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课件70张PPT。第四章 遗传的分子基础第一节 遗传物质是核酸一、ＤＮＡ作为遗传物质的间接证据1．DNA主要存在于染色体上，是染色体的主要结构成分之一 。
2．DNA在细胞中的含量，体细胞是生殖细胞的两倍，和基因在细胞中的含量正好相符。
3．DNA的化学性质非常稳定 。
4．用紫外线照射DNA，化学在260nm处有一个吸收峰，而用260nm的紫外线进行人工诱变，可以得到最高的突率，两者正好吻合。而凡能改变DNA化学结构的因素均能引发基因突变。 二、ＤＮＡ作为遗传物质的直接证据1．肺炎双球菌转化实验
Avery（1944）
2．噬菌体T2的侵染实验
Hershey & Chase（1952）
3. RNA病毒的重建感染实验
Fraenkel Conrat （1956）
Griffith发现肺炎双球菌的转化现象光滑型粗糙型Avery的实验 水解酶 转化活性
蛋白酶 存在
RNA酶 存在
DNA酶 消失
证明DNA是携带合成荚膜的遗传信息的遗传物质。
Hershey & Chase噬菌体T2的侵染实验 证明在噬菌体中，和增殖有关的遗传物质是DNA。 Fraenkel Conrat 的RNA病毒重建感染实验证明在RNA病毒中，RNA是遗传物质。第二节 DNA分子的结构与复制一 DNA和RNA
二 DNA的结构
三 DNA的变性和复性
四 DNA的复制
一DNA与RNA核苷酸碱基之间的氢键RNADNA华生和克里克二 DNA的结构DNA的双螺旋结构三 DNA的变性和复性四 DNA的复制1 复制的原料：4种脱氧核苷三磷酸
A G T C
2 复制酶：DNA聚合酶，RNA聚合酶,连接酶等
3 模板：DNA单链
4 复制方向：新链的5’→3’端
5 复制模式：半保留复制
复制DNA聚合酶DNA的复制半保留复制第三节 DNA与蛋白质合成1 性状与蛋白质(略) 2 蛋白质的结构和组成(略)
3 DNA的功能 1)自体催化—复制 2)异体催化—转录
4 RNA分子的结构 5 信使RNA mRNA
6 mRNA的转录后加工 7 遗传密码
8 核糖体 9 转运RNA tRNA
10 密码子与反密码子的对合
11 氨基酰—tRNA合成酶 12 蛋白质的生物合成
13 蛋白质的后加工 14 中心法则及其发展
转录
RNA分子的结构RNA聚合酶mRNA的转录的启动mRNA的转录RNA后加工过程中的内含子剪切三联体遗传密码的特性1．无逗号性和不重叠性
基因内核苷酸和遗传密码都连续排列，密码子和密码子之间没有特殊的间隔符。
2．兼并性 大多数密码都由两个以上的密码子来决定一个氨基酸。
3．摇摆性 密码子3’端的最后一个核苷酸，碱基种类往往不专一 。
4．通用性 整个生物界，全部通用同一套遗传密码. 核糖体 RNA的三叶草结构和立体结构tRNA的三叶草结构密码子与反密码子氨基酰—tRNA合成酶氨基酰－tRNA合成酶的作用 ①识别特殊的氨基酸和特殊的tRNA。
②激活氨基酸，也就是合成氨基酰－AMP。
③合成氨基酰－tRNA。
④如果在合成过程中发生了错误，它会把错误的氨基酰－tRNA水解掉。蛋白质的生物合成1 起始
2 延伸
3 终止
4 后加工
多聚核糖体翻译
中心法则中心法则的要点1)所谓遗传信息，是指核酸中的碱基序列及蛋白质中的氨基酸序列。生物的全部遗传信息都包含于这种大分子的遗传信息之中。
2)从DNA到RNA到蛋白质的遗传信息流是严格的单程路线。由于“信息一旦进入蛋白质，就不可能再行输出”，而蛋白质又是一切性状形成的工作分子，所以性状形成的一切信息都包含于DNA之中。
3)序列假说是中心法则的中心，中心法则是序列转换的法则。因此，中心法则要求基因的DNA序列与其所转译的RNA序列和蛋白质的氨基酸序列必须有严格的共线性。否则，序列假说将不存在，而从根本上动摇了中心法则。
中心法则的发展中心法则的挑战1 不依赖DNA遗传信息的蛋白质合成
短菌杆素肽的合成由特定的多肽合成酶直接合成。
2 朊病毒的遗传
蛋白在prpc在prpsc的诱导下，二级结构发生改变而变成prpsc。第四节 基因的本质1 DNA的测序 2 隔裂基因
3 重叠基因 4 转座基因
5 Cot曲线和重复序列
6 生化突变性和一基因一酶学说
7 人类基因病
8 基因的精细结构
重叠基因转座子的一种转座模式鸟氨酸循环中的一基因一酶机制白化病苯丙酮尿症(白痴)基因的三位一体概念①基因是结构单位，不能由交换分开，交换只能发生在基因之间，而不在它们之中。(重组子)
②基因是突变单位。基因可以从一个等位形式变为另一等位形式但在基因内部没有可以改变的更小单位。(突变子)
③基因是作用单位，能产生一种特定的表型效应.基因的部分，如果有的话，不能起作用。(功能基本单位)
④染色体是基因的载体,染色体的存在，使等位基因可以有规则分离，又可使非等位基因间相互重组。
顺反子的概念第五节 遗传工程(1)从合适材料分离或制备目的基因或特定DNA片段。
(2)目的基因或DNA片段与裁体连接，作成重组DNA分子。
(3)重组DNA分子引入宿主细胞在其中扩增和表达。 限制性内切酶载体 质粒基因的合成基因的反转录合成
2．DNA在细胞中的含量，体细胞是生殖细胞的两倍，和基因在细胞中的含量正好相符。
3．DNA的化学性质非常稳定 。
4．用紫外线照射DNA，化学在260nm处有一个吸收峰，而用260nm的紫外线进行人工诱变，可以得到最高的突率，两者正好吻合。而凡能改变DNA化学结构的因素均能引发基因突变。 二、ＤＮＡ作为遗传物质的直接证据1．肺炎双球菌转化实验
Avery（1944）
2．噬菌体T2的侵染实验
Hershey & Chase（1952）
3. RNA病毒的重建感染实验
Fraenkel Conrat （1956）
Griffith发现肺炎双球菌的转化现象光滑型粗糙型Avery的实验 水解酶 转化活性
蛋白酶 存在
RNA酶 存在
DNA酶 消失
证明DNA是携带合成荚膜的遗传信息的遗传物质。
Hershey & Chase噬菌体T2的侵染实验 证明在噬菌体中，和增殖有关的遗传物质是DNA。 Fraenkel Conrat 的RNA病毒重建感染实验证明在RNA病毒中，RNA是遗传物质。第二节 DNA分子的结构与复制一 DNA和RNA
二 DNA的结构
三 DNA的变性和复性
四 DNA的复制
一DNA与RNA核苷酸碱基之间的氢键RNADNA华生和克里克二 DNA的结构DNA的双螺旋结构三 DNA的变性和复性四 DNA的复制1 复制的原料：4种脱氧核苷三磷酸
A G T C
2 复制酶：DNA聚合酶，RNA聚合酶,连接酶等
3 模板：DNA单链
4 复制方向：新链的5’→3’端
5 复制模式：半保留复制
复制DNA聚合酶DNA的复制半保留复制第三节 DNA与蛋白质合成1 性状与蛋白质(略) 2 蛋白质的结构和组成(略)
3 DNA的功能 1)自体催化—复制 2)异体催化—转录
4 RNA分子的结构 5 信使RNA mRNA
6 mRNA的转录后加工 7 遗传密码
8 核糖体 9 转运RNA tRNA
10 密码子与反密码子的对合
11 氨基酰—tRNA合成酶 12 蛋白质的生物合成
13 蛋白质的后加工 14 中心法则及其发展
转录
RNA分子的结构RNA聚合酶mRNA的转录的启动mRNA的转录RNA后加工过程中的内含子剪切三联体遗传密码的特性1．无逗号性和不重叠性
基因内核苷酸和遗传密码都连续排列，密码子和密码子之间没有特殊的间隔符。
2．兼并性 大多数密码都由两个以上的密码子来决定一个氨基酸。
3．摇摆性 密码子3’端的最后一个核苷酸，碱基种类往往不专一 。
4．通用性 整个生物界，全部通用同一套遗传密码. 核糖体 RNA的三叶草结构和立体结构tRNA的三叶草结构密码子与反密码子氨基酰—tRNA合成酶氨基酰－tRNA合成酶的作用 ①识别特殊的氨基酸和特殊的tRNA。
②激活氨基酸，也就是合成氨基酰－AMP。
③合成氨基酰－tRNA。
④如果在合成过程中发生了错误，它会把错误的氨基酰－tRNA水解掉。蛋白质的生物合成1 起始
2 延伸
3 终止
4 后加工
多聚核糖体翻译
中心法则中心法则的要点1)所谓遗传信息，是指核酸中的碱基序列及蛋白质中的氨基酸序列。生物的全部遗传信息都包含于这种大分子的遗传信息之中。
2)从DNA到RNA到蛋白质的遗传信息流是严格的单程路线。由于“信息一旦进入蛋白质，就不可能再行输出”，而蛋白质又是一切性状形成的工作分子，所以性状形成的一切信息都包含于DNA之中。
3)序列假说是中心法则的中心，中心法则是序列转换的法则。因此，中心法则要求基因的DNA序列与其所转译的RNA序列和蛋白质的氨基酸序列必须有严格的共线性。否则，序列假说将不存在，而从根本上动摇了中心法则。
中心法则的发展中心法则的挑战1 不依赖DNA遗传信息的蛋白质合成
短菌杆素肽的合成由特定的多肽合成酶直接合成。
2 朊病毒的遗传
蛋白在prpc在prpsc的诱导下，二级结构发生改变而变成prpsc。第四节 基因的本质1 DNA的测序 2 隔裂基因
3 重叠基因 4 转座基因
5 Cot曲线和重复序列
6 生化突变性和一基因一酶学说
7 人类基因病
8 基因的精细结构
重叠基因转座子的一种转座模式鸟氨酸循环中的一基因一酶机制白化病苯丙酮尿症(白痴)基因的三位一体概念①基因是结构单位，不能由交换分开，交换只能发生在基因之间，而不在它们之中。(重组子)
②基因是突变单位。基因可以从一个等位形式变为另一等位形式但在基因内部没有可以改变的更小单位。(突变子)
③基因是作用单位，能产生一种特定的表型效应.基因的部分，如果有的话，不能起作用。(功能基本单位)
④染色体是基因的载体,染色体的存在，使等位基因可以有规则分离，又可使非等位基因间相互重组。
顺反子的概念第五节 遗传工程(1)从合适材料分离或制备目的基因或特定DNA片段。
(2)目的基因或DNA片段与裁体连接，作成重组DNA分子。
(3)重组DNA分子引入宿主细胞在其中扩增和表达。 限制性内切酶载体 质粒基因的合成基因的反转录合成