第四章基因和基因组的结构与功能.pptVIP

第四章 遗传物质 DNA是主要的遗传物质 遗传物质的性质 可转移的遗传因子 基因和基因组的概 念 原核生物基因组的结构与功能 真核生物基因组的结构与功能 实 验 一——肺炎双球菌转化实验 二、遗传物质的性质（P76-80） 遗传物质由DNA储存和传递 遗传信息从亲代传递到子代 DNA具有化学稳定的特点（结构决定） 遗传物质的变异性 三、可转移的遗传因子 质粒（一般性质、复制机制、几种主要质粒） 转座因子 1. Plasmid (质粒) P81-90 染色体外能独立复制的小分子共价闭合环状DNA。 MW: 1 ～ 100×106 dt, 几～几十个基因；遗传工程的重要载体。 质粒的特性 控制次要性状，自我复制，稳定遗传； 大质粒数量少，小质粒数量多； 具互不相容性； 可转移； 可整合； 可重组； 可清除； 耐碱性。 大肠杆菌质粒的种类 F质粒（其本身与染色体基因一起能转移到无此质粒的细胞中） R质粒 Col质粒（合成大肠杆菌素，对亲缘关系近而不含该质粒的菌株有毒） 质粒的种类 接合质粒 抗性质粒 降解质粒 致瘤质粒 共生质粒 细菌素质粒 转座子 (P91-103) 插入序列 复合转座子 质粒复制机制 复制方向：单向或双向复制 复制终止点：单向——起点终点相同。 双向——复制叉在同一区域终止；固定位置终止。 复制方式：θ复制 四、 基因和基因组 （一）基因 概念的发展历程 基因的生物学概念 基因的分子水平概念 几种基因 1、基因概念的发展历程 泛基因（或者称前基因）阶段 孟德尔的遗传因子阶段，摩尔根的基因阶段，顺反子阶段，操纵子阶段 现代基因阶段 Mendel(孟德尔)——遗传因子（1866） Johannsen（1909）——基因(Genes are units of genetic information ) Morgan(摩尔根，1926）——基因落实到染色体上 Beadle （ 比德尔）和Tatum（塔特姆 ） ——“一个基因一个酶”假说 基因对于遗传性状表达的作用 直接作用：基因表达产物→性状表现 例如：人类的镰形红血球贫血症的遗传，镰形红血球的血红蛋白是由一个正常血红蛋白基因（HbA）突变引起的，即HbA → HbS或HbC? 进一步研究表明： HbA与HbS或HbC之间仅仅有一对碱基差异。 间接作用 基因通过酶的合成，间接地影响生物性状的表达 2、基因的生物学概念 ●突变子（Muton）：性状突变时，产生突变的最小单位。一个突变子可以小到只是一个核苷酸对。 ●重组子（recon）：在发生性状重组时，可交换的最小单位。一个交换子只包含一个核苷酸对。 ●顺反子（作用子）（cistron）： Cistron is the genetic unit defined by the cis/trans test; equivalent to gene。基因功能的一个单位，可以编码特定产物（蛋白质或功能RNA）的一段DNA。一个作用子所包括的一段DNA与一个多肽链的合成相对应。 ?? 顺反试验 根据功能确定等位基因的测验称为互补测验或顺反测验 顺反测验：根据顺式表现型和反式表现型来确定两个突变体是否属于同一个基因（顺反子）。 顺式排列（是两个突变座位位于同一条染色体上），其表现型是野生型。 反式测验（反式排列：是两个突变座位位于不同的染色体上）。 ① 反式排列为野生型：突变分属于两个基因位点； 　② 反式排列为突变型：突变分属于同一基因位点。 3. 分子水平上的基因概念 基因是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。 一个基因 →DNA分子上一定区段，携带有特殊遗传信息→ 转录成RNA → 翻译成多肽链，或对其它基因的活动起调控作用( 如调节基因、启动基因、操纵基因)。 基因的共性 4. 几种基因 断裂基因（split gene）：外显子被内含子分隔 假基因（pseudogene）: 同已知的基因相似，处于不同的位点，因缺失或突变而不能转录或翻译，是没有功能的基因。真核生物中的血红素蛋白基因家族中就存在假基因现象。 跳跃基因(jumping gene): 即转座因子，指染色体组上可以转移的基因。实质：能够转移位置的DNA片断。功能：在同一染色体内或不同染色体之间移动,引起插入突变、DNA结构变异（如