3-遗传物质的分子基础.ppt

3 遗传物质的分子基础 3.1 核酸是遗传物质 3.2 核酸的分子结构 3.3 DNA复制 3.4 RNA转录与加工 3.5 遗传密码与蛋白质合成（不讲） 3.6 中心法则及其发展 3.7 基因的现代概念 1. 掌握DNA复制的基本规律及其相关概念 2. 熟悉真核生物染色体端粒的结构及其复制方式 3. 掌握滚环式复制、D环复制、θ-型复制方式。 4. 了解RNA转录酶的结构与类型 5. 熟悉mRNA前体的加工 6. 掌握中心法则及其修正的内容。 3.1 核酸是遗传物质 3.1.1 肺炎链球菌的转化实验3.1.2 噬菌体感染实验3.1.3 烟草TMV的重建实验 3.1.1 肺炎球菌的转化实验 （1）遗传物质的发现 Griffith(英)1928年发现了肺炎球菌的转化作用。 ?Griffith的解释 活的R菌通过死的S细菌获得了生成荚膜的能力，这一现象称为转化作用 (transformation)。 3.1.2 噬菌体感染实验 3.1.3 烟草花叶病毒的重建实验 1955年Fraenkel-Conrat的烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus, TMV)的核酸和蛋白质亚基的体外拆开和重建实验。 烟草花叶病毒结构： 筒状蛋白质外壳； 单链RNA分子。 TMV的核酸和蛋白质体外拆开实验 TMV的核酸和蛋白质体外拆开和重建实验 ?RNA(TMV)＋蛋白质(HRV)→TMV症状并分离到TMV ?RNA(HRV)＋蛋白质(TMV)→HRV症状并分离到HRV 结果证明RNA病毒中，RNA是遗传物质。 3.2 核酸的分子结构 3.2.1 核酸的分子组成 3.2.2 DNA的分子结构 3.2.1 核酸的分子组成 核苷酸：磷酸-5’五碳糖1’-含N碱基 五碳糖： 3.2.2 DNA的分子结构 3.3 DNA复制 3.3.1 DNA复制的基本规律 3.3.2 半保留半不连续复制 3.3.3 环状双链DNA复制方式 3.3.4 真核生物染色体端粒的复制 3.3.1 DNA复制的基本规律 3个基本规律： 半保留复制 半不连续复制 双向复制 3.3.2 半保留半不连续复制 (1)半保留复制(semiconservative replication)： ?双股核苷酸链间的氢键断裂，两条链分开; ?以每条链分别做模板各自合成新DNA链; ?子代DNA分子由一条亲代链和一条新合成的链组成。 这种复制方式为半保留复制。 1958年Matthew SM和Franklin WS首次用大肠杆菌证实半保留复制。 （2）双向复制： DNA复制停止前瞬间加入3H，检测3H存在部位： 双向复制：两侧复制叉均检测到3H。 单向复制：单侧复制叉检测到3H。 (3)半不连续复制： DNA聚合酶只具有5’→3’的聚合活性，只能催化DNA从5’→3’的方向合成。 DNA双链是5’→3’和3’→5’的反向互补链，如何同时做模板？ ?以3’→5’模板链，合成5’→3’子链，与复制叉打开方向一致—连续进行—前导链。 ?以5’→3’ 模板，阶段性合成5’→3’子链 片段 —多个片段连成完整链—不连续进行—随从链。 ?复制起始点：DNA分子复制开始的特定部位。 真核生物是多复制起始点(multiple eyes)。 ? DNA复制终止点：特定固定点。 ?复制单元(replicon)：DNA复制起始点→终止点。 3.3.3 环状双链DNA复制方式 （1）滾环式复制—σ复制 ?亲代双链DNA的一条链在复制起点处被切开; ?切点5’端游离并不断旋转解链、游离(与单链结合蛋白结合); ?以3’-OH端为引物滚环式合成子链—形似σ。 （2）θ-型复制－细菌的环状双链DNA复制 从复制起点开始双向复制，形成θ样中间物，至两复制方向相遇而终止，故称θ型复制。 （3）D环(D-loop)复制－线粒体 两条链的复制起始点位置不同。 前导链(H)先复制，以L链为模板。H链被取代下来形成一个单链的D型环。 当H链合成到露出滞后链(L)起点时，L链开始以H链为模板复制。 3.3.4 真核生物染色体端粒的复制 端粒(telomere)：是真核生物线性染色体末端的一种特殊结构，由端粒DNA和蛋白质组成，具有维持染色体结构稳定和完整性的功能。 端粒结构：环状结构(telomere loop, t loop)。 人类端粒的(TTAGGG)n序列发生折回，3’单链末端通过碱基配对取代其上游相同序列，产生一个单链区(D环)，由此形成环状端粒结构(t-loop)。 端粒复制的特殊性： 随从链的末端RNA引物除去后无法填补空隙，造成子链缩短—端粒酶复制染色体末端(端粒)。 端粒酶：是一