原核和真核基因和基因组的比较.ppt

第三章 基因、基因组的结构;讨论题;第一节 基因的概念;可以说，遗传因子实际上是孟德尔根据其实验结果所虚拟假想的某种东西，从那时起遗传学家踏上了寻找基因实体的艰难历程。 1903年萨顿（W.S. Sutton 1877～1916）和鲍维里（T.Boveri 1862～1915）两人注意到在杂交试验中遗传因子的行为与减数分裂和受精中染色体的行为非常吻合，他们作出“遗传因子位于染色体上”的“萨顿—鲍维里假想”。这种假想可以很好地解释孟德尔的两大规律，在以后的科学实验中也得到了证实，即被称为遗传的染色体理论。1909年丹麦遗传学家约翰逊（W.Johansen 1859～1927）在《精密遗传学原理》一书中提出“基因”概念，以此来替代孟德尔假定的“遗传因子”。从此，“基因”一词一直伴随着遗传学发展至今。;; 自从1900年孟德尔定律重新发现后，“基因怎样控制性状”的问题引起了许多遗传学家的浓厚兴趣。经过他们孜孜以求的努力，又出现了一批重要成果。如1941年比德尔（G.W. Beadle 1903～）和塔特姆（E.L. Tatum 1909～1975）提出一个基因一个酶学说，证明基因通过它所控制的酶决定着代谢中生化反应步骤，进而决定生物性状。1949年鲍林（L.C.Pauling　1901～）与合作者在研究镰刀型细胞贫血症时推论基因决定着多肽链的氨基酸顺序，这样20世纪40年代末至20世纪50年代初，基因是通过控制合成特定蛋白质以控制代谢决定性状原理变得清晰起来。 ;;; 关于基因的本质确定后，人们又把研究视线转移到基因传递遗传信息的过程上。在20世纪50年代初人们已懂得基因与蛋白质间似乎存在着相应的联系，但基因中信息怎样传递到蛋白质上这一基因功能的关键课题在20世纪60年代至20世纪70年代才得以解决。从1961年开始，尼伦伯格（M.W. Nirenberg）和科拉纳（H.G. Khorana）等人逐步搞清了基因以核苷酸三联体为一组编码氨基酸，并在1967年破译了全部64个遗传密码，这样把核酸密码和蛋白质合成联系起来。然后，沃森和克里克等人提出的“中心法则”更加明确地揭示了生命活动的基本过程。1970年特明（H.M. Temin）以在劳斯肉瘤病毒内发现逆转录酶这一成就进一步发展和完善了“中心法则”，至此，遗传信息传递的??程已较清晰地展示在人们的眼前。 ;;;;;二、基因的定义;;;;一、原核细胞的基因结构;能够转录为相应的信使RNA，进而指导蛋白质的合成，也就是说能够编码蛋白质 ;;二、真核细胞的基因结构;;;;;第二节 原核生物基因组;;;Bacterial DNA is a compact nucleoid;Bacterial DNA is tightly coiled thread;;细菌基因组共同结构特征： 拟核有约100个这样独立的负超螺旋结构域。 每个结构域是一个DNA环（40 kb)，其两端以某种（未知的）方法固定住，使旋转不会从一个结构域波及另一个结构域。;细菌拟核（nucleoid ）的突环结构;二、病毒基因组的特点 1．每种病毒核酸只有一种，或者DNA，或者RNA； 2．病毒核酸大小差别很大，3 kb－300kb； 3．大部分病毒核酸是由一条双链或单链分子(RNA或DNA)，仅少数RNA病毒由几个核酸片段组成． 4．具有操纵子的结构，具有重叠基因的结构． 5．除逆病毒外，所有病毒基因都是单拷贝的。;;噬菌体基因组;T4噬菌体的结构;;;;第三节 真核生物基因组;二、 真核生物基因组的包装;2.3.1 核小体的概念;当分裂间期的细胞核悬浮于低离子强度的溶液中时，它们膨胀破裂，释放出染色质纤维（电镜图）;用微球菌核酸酶处理染色质可以释放出单个核小体;2.3.2 核小体的结构组成;组蛋白与DNA的结合; ;2.3.4 真核生物染色体DNA组装不同层次的结构;电镜下的人X染色体和Y染色体;从DNA到染色体;染色质(chromatin)：是指细胞周期间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的一种纤维状结构，因其易被碱性染料染色而得名。 染色体(chromosome)：是指在细胞分裂期出现的一种能被碱性染料强烈染色，并具有一定形态、结构特征的物体。 携带很多基因的分离单位。只有在细胞分裂中才可见的形态单位。;;从细胞到分子的再认识;;;脱氧核糖和磷酸基通过3′，5′磷酸二酯键连接形成螺旋链的骨架。;Helical turn: 10 base pairs/turn 34 Ao/turn ;C值;C值 (C-Value);;二、真核基因组DNA序列的分类;;卫星DNA (Satellite DNA); (二)中度重复序列; 2．中度重复序列的分类 ① long