04-基因的精细结构.pdf

Chapter 4 基因精细结构的 遗传分析 Sect 1 基因的概念 一、基因的概念的发展 （一）遗传因子 孟德尔的遗传因子是基因的最初概念， 认为生物性状的遗传是遗传因子所控制的。性状本身是不 能遗传的，控制性状的遗传因子才是遗传的。 （二）基因 1909年丹麦遗传学家Johannsen提出了“gene” 这一名词，用以代替孟德尔的遗传因子。基因是决定遗传 性状的基本的遗传单位。人们只能从基因所起的作用或它 所产生的遗传效果来认识基因的存在和功能及其遗传传递 规律。 （三）染色体是基因的载体 1903年,Sutton和Boveri提 出了染色体遗传学说，认为基因由染色体携带着的，即 染色体是基因的载体学说，并推测到每一条染色体上具 有许多个基因。这个学说被美国遗传学家Morgen 等人于 1910年前后证明。 基因的特性 1926 年，Morgen 出版了 《The theory of the gene》使人们对基因有了一个比较全面的理性认 识，归纳出基因具有的特性： 1、基因是一种能自我复制的稳定的遗传结构单 位 ，认为基因是遗传的最小的基本单位；交换和 重组只能发生在基因之间，而不能在它们之中， 即认为基因是不可分的。 2 、基因的是一种能产生特定的表型效应的功能 单位，即基因具有控制生物性状的形成的功能。 3 、基因是一种突变单位，基因在遗传的同时又 表现出变异，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。 4 、染色体是基因的载体，基因以线性方式排列 在染色体上，同源染色体上的等位基因可以彼此 分离；同一对同源染色体上的非等位基因连锁互 换；而不同的同源染色体的非等位基因自由组合 ，从而表现出基因遗传的三大规律。 二、DNA （or RNA）是遗传物质 早期对于染色体的生物化学分析表 明：染色体的主要化学成份是脱氧核糖核 酸（DNA——Deoxyribonucleic acid）和蛋 白质，由此导致遗传学界广泛而持之地争 论。DNA 还是蛋白质为遗传物质？直到 1944年这场争论才告一段落，但并没有结 束。 （一）间接证据 （1）DNA 通常只在细胞核中的染色体上找到，线 粒体和叶绿体等有它们自己的DNA （半自主细胞 器）。 （2 ）一种生物，不论年龄大小，不论身体的那一 种组织，在一定的条件下，每个细胞核的DNA含量 基本上是相同的，而精子的DNA含量正好是体细胞 的一半，蛋白质其他化学成分不符合这种情况。 （3）一种生物的各种细胞中，DNA在量上恒定， 在质上也是恒定的。 （4 ）各类生物中，能改变DNA 结构的化学物质可 引起突变。 （二）直接证据： 主要是来自微生物遗传学实验的证据 （1） T2 phage 感染实验（ Hershey ,1952） 证明DAN 是遗传物质。 （2） TMV (烟草花叶病毒) 的重建试验： 1956年，Fraenket Conrat 用TMV做了一 个实验。证明在只有RNA 而不具有DNA 的 病毒中，RNA 是遗传物质。 （3）肺炎球菌的转化： 1928年，英国 医生Griffith 发现肺炎球菌的转化现象。 1944年，O．T．Avery 和他的小组经过十年工作 证明细菌毒性转化是由DNA引起的，即证明遗传物质 是DNA 。 1964年, Fox Allen在肺炎双球菌中， 1964年Bodmer, Ganesen在枯草杆菌中， 用同位素标记供体DNA进行转化实验，进一步证 实了Avery的工作。 知道了遗传物质是DNA后，化学家，物理学家纷 纷加入到生物大分子DNA的化学结构及其遗传功能的 深入研究。 认识到DNA和RNA是一种由嘌呤、嘧啶、脱氧核 糖或核糖和磷酸组成的核苷酸为单位