第八章、遗传的分子基础.ppt

第八章、遗传的分子基础 ;第一节 遗传物质的组成、结构和功能 ;一、DNA是遗传物质的证据;（二）DNA是遗传物质的直接证据 ;2．烟草花叶病毒拆合试验;3．肺炎双球菌的转化 ;（二）核酸的基本化学组成;10;（三）DNA的结构 ;12;遗传信息载体： 脱氧核糖核酸（DNA）双螺旋分子；长度单位：碱基对 (bp)，千碱基对 (Kb)，百万碱基对 (Mb)。;2．DNA的二级结构：指两条核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。 （１）DNA双螺旋结构模型 1953年美国青年生物学家Watsn JD和英国中年物理学家Crick FHG根据碱基互补配对规律和DNA的X射线衍射研究，提出了著名的DNA双螺旋结构模型，并为以后拍摄的电镜直观形象所证实，从而奠定了分子遗传学的基础。 要点：DNA分子是由两条同轴反向互相缠绕的多核甘酸链组成的双螺旋结构；糖和磷酸排在外面构成骨架,两链相应的核甘酸的碱基互相配对由氢键连接排列在内侧；双螺旋直径为20A，螺距为34A,包含10对碱基。 （２）意义：DNA双螺旋模型结构同时表明，DNA可以按碱基互补配对原则进行半保留复制，而在此之前对复制方式人们对一无所知；DNA核苷酸顺序规定该基因编码蛋白质的氨基酸顺序；DNA中的遗传信息就是碱基序列；并存在某种遗传密码，将核苷酸序列译成蛋白质氨基酸顺序。在其后的几十年中，科学家们沿着这两条途径前进，探明了DNA复制、遗传信息表达与中心法则等内容。;DNA双螺旋结构模型;16;（1）DNA双螺旋进一步扭曲盘旋所形成的特定空间结构。 （2）超螺旋结构是DNA高级结构的主要形式： ? a. 正超螺旋，与右手螺旋方向一致，使双螺旋结构更加紧密。 ? b. 负超螺旋，作用相反。 ;（四）RNA的分子结构 ;?tRNA的二级结构(三叶草形状);tRNA的三级结构;第二节 遗传物质体内和体外复制 ;2．科恩伯格(Kornber A,1967)假说 ;3．冈崎复制假说;（二）DNA复制的一般特点;4、DNA复制的调控;复制叉的结构;二、RNA在活体中的自我复制;三、核酸的体外合成与复制 ;(3)DNA复性：指变性的DNA在适当的条件下，两条彼此分开的链重新结合成为双螺旋结构的过程。变性的DNA在缓慢冷却时可以复性，一般DNA的片段越大，复性越慢；DNA浓度越大，复性越快。复性反应的速度可以用Cot来表示，Co为浓度，t为时间。 (4)核酸分子杂交(hybridization)：指将不同来源的核酸放在一起，经变性后，让其复性，具有互补序列的异源DNA或RNA区段会结合，形成杂交的核酸双链分子，如DNA/DNA,DNA/RNA,RNA/RNA等。分子杂交的基本方法主要有Southern印迹法、Northern印迹法、斑点印迹杂交、原位杂交、液相杂交和Western印迹法(蛋白)。;30;（四）核酸的体外扩增（聚合酶链式反应polymerase chain reaction简称PCR）; PCR原理和过程 （1）变性，在95℃高温下模板双链DNA解开成单链DNA。 （2）退火，将反应系统降至55℃，使引物能与模板单链DNA的特定部位配对结合。 （3）链延伸：在72℃，以单链为模板，在引物的3’末端以互补原则合成新链。 （4）引物是指与待扩增靶DNA两端序列互补的寡核苷酸，两段引物分别与相应的一条DNA链3’端及5’端互补。每一周期可使目的基因扩增一倍，经30个周期可扩增230目的基因片段。PCR技术是DNA操作的重大发明，Mullis等获得了1993年诺贝尔奖。;第三节 遗传信息的传递与遗传密码 ;34;二、遗传密码（genetic code）;36;（1）简并性：3个碱基可以组合成64种密码子，生物体内只有20种氨基酸，出现同义密码子；我们把一种氨基酸由一个以上的三联体密码所决定的现象称为简并现象。 a. 除trp（UGG）、met（AUG）只有一个三联体密码外，其余的都有两个以上，其中丝氨酸、亮氨酸多达6个三联体密码。 b. 简并现象对生物遗传的稳定性具有重要和意义：同义密码越多遗传稳定性越高，突变成不同的密切翻译成相同氨基酸的可能性越大。 （2）普遍性与特殊性 a. 整个生物界，从病毒到人类，遗传密码都是通用的，这就从分子水平上说明了生命本质的共同本质和起源。 b. AUG GUG兼有合成起始的作用（起始密码）；UAA、UAG、UGA表示蛋白质合成的终止信号（终止密码，无义密码）。 c. 有些生物的线粒体tRNA解读时，个别密码子有不同的翻译方式。 d. 不同生物在翻译时对简并密码具有不同的偏好性。 （3）无逗号、不重叠 4．反密码子：tRNA上携带的遗传密码是与mRNA上的密码互补的，这个与遗传密码互补的密码被称为反密码子。密码子与反密码子间的正确识别是遗