第十三章基因的化学组成与特性.PDF

第十三章 基因的化學組成與特性 一 、DNA的發現與組成 A. Griffith的實驗 ：1928年 ，他發現肺炎雙球菌內有轉化物 質的能力 。 （看下圖） 一 、DNA的發現與組成 B. Avery等人的實驗 ：（1944 ） 承上面的實驗 ，分析S中含有蛋白質 、多糖 、DNA 、RNA. 測試的結果 ，只有R細胞加DNA會產生S細胞 ， R細胞加入蛋白質 、多糖 、 RNA都只出現R細胞 。 所以他們推斷DNA就是轉化物質 。 一 、DNA的發現與組成 C. Hershey與Chase的實驗 ：（1952 ） 以S35-蛋白質（外殼 ）、P32-DNA （核心）感染大腸菌10 分鐘 ，再攪拌離心 。上層為噬菌體 ，下層為大腸菌 。 結果見下圖 。 此實驗證明 ：DNA就是遺傳物質 。 D. DNA的組成 ： DNA即為 去氧核糖＋核酸 詳細一點來說 ，是含氮鹼基（嘌呤或嘧啶 ）＋五碳糖（核 糖或去氧核糖 ） （以上稱為核苷），再加磷酸根（以上稱為 核苷酸 ）。DNA即為多核苷酸 。 二 、DNA的化學結構 1. 1953年發現雙股螺旋結構 。 2. 雙側支架以磷酸根與去氧核糖組成 。橫軸以鹼基組成 。 3. 鹼基配對 ：A與T ， G與C配對 。 二 、DNA的化學結構 4. 1979年發現Z-DNA 。Z-DNA可能參與真核細胞的基因調節 。 糖與磷酸組成的主幹為鋸齒狀 。在某些甲基化或高鹽的環境 下可以觀察得到 。 5. 原先華生發現的DNA為右旋性叫做B-form 6. A-form ：它的螺旋較B-DNA短且寬 。可能出現在DNA要 與RNA配對的時候 。 三 、DNA的變性 1.  定義 ：雙股DNA變成單股稱之 。 2.  使DNA變性的方法 ： a. 加熱 ：當50%的雙股DNA變成單股時 ，此時的溫度稱 為Tm. Tm跟G+C的含量有關 ，呈正相關 。Tm也與高鹽環境 有關 ，鹽分越高 ，DNA構造越穩定 ，Tm越高 。 b. 甲醛 ：與外露的鹼基結合 ，使單股無法變回雙股 。 c. 鹼性溶液 ：pH11.3, 所有的氫鍵都會斷裂 。 d. 噬菌體T4基因32所產生的蛋白稱之 ：螺旋不穩定蛋白 。 四 、DNA的復性 ： 1.  定義 ：單股DNA變回雙股 。 2.  可復性的條件 ： a. 高鹽 b. 最適溫度 ：比Tm低20-25度C c. DNA濃度 ：愈高 ，就愈容易復性 。 d. DNA重複性 ：愈高 ，就愈容易復性 。 3. 不同來源的單股DNA配對成雙股 ：稱之DNA-DNA雜化 (hybridization) 4.  DNA變性 、復性 ，可用來偵測兩個物種演化上的相關性 。 （p. 263) 五 、DNA的重複性 ： A. 分類 1. 獨特不重復序列 ：原核與病毒 。只佔真核生物的30-70% 2. 中度重復 ：重複106 6 3. 高度重復 ：一段5-300bp的序列 ，重複10 以上 。 原核生物 ：0% 低等生物 ：20%為中度重復 動物 ：50%為中度與高度重復序列 。 植物與兩棲類 ：80%為中度與高度重復序列 。 六 、不同生物基因體的大小 平均一條胜肽鏈約含400個氨基酸 ，每3個鹼基可以轉譯成ㄧ 個氨基酸 ，故製造一個蛋白質需要1200個鹼基對 。 6 例 ：大腸桿菌DNA長度為4.2*10 bp (鹼基對) ，因此約可製 6 3 造 4.2*10 / 1.2*10 = 3500個胜肽鏈 ，約3500個基因 。