普通遗传学第五章遗传的分子基础PPT.ppt

第五章 遗传的分子基础;第一节 DNA作为主要遗传物质的证据;遗传物质必须具备的条件;对遗传物质的早期推测; DNA作为主要遗传物质的间接证据 ; DNA作为主要遗传物质的直接证据 ;肺炎双球菌转化试验;实验提示：加热杀死的S型有毒品系中一定有一种因子能使无毒的R品系转化为有毒的S品系（transformation）。; 肺炎双球菌体外转化实验 1944年，美国学者艾弗里（Avery）等证明将R无毒品系转化为有毒S品系的物质是DNA。 ;结论：在S型细胞的各种组分中，只有DNA能引起R型细胞的转化，DNA是S型细胞多糖荚膜和病源特征的决定因子，只要给R型细胞提供S型细菌的DNA，就等于是提供了S基因。 意义：第一次直接证明基因是由DNA组成的，DNA是遗传物质。 尽管Avery等人的肺炎双球菌体外转化实验非常精确和严密，但当时仍有很多科学家不相信DNA是遗传物质。1952年Hershey和Chase的噬菌体侵染实验证实DNA是主要的遗传物质，才使人们普遍认同主要的遗传物质是DNA，而不是蛋白质。;噬菌体侵染与繁殖实验;35S;1952年，赫尔希 （ Hershey ） 和蔡斯 （ Chase ）的噬菌体侵染与繁殖试验;实验过程及结果总结;DNA是唯一的遗传物质吗？;烟草花叶病毒拆分感染实验;烟草花叶病毒重组试验;绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的，因此DNA是主要的遗传物质。 某些病毒不含有DNA,只含有RNA，在这种情况下，RNA就起着遗传物质的作用。;中心法则及其发展 遗传信息DNA?mRNA?蛋白质 DNA的复制 RNA的反转录 RNA的自我复制 DNA指导的蛋白质合成;第二节 核酸的化学组成与分子结构;;DNA: 磷酸+脱氧核糖+碱基（A/T/C/G) RNA: 磷酸+核糖+碱基（A/U/C/G);DNA右手双螺旋结构模型 1953年 Watson/ Crick 主要依据：碱基互补配对的规律 DNA分子的X射线衍射结果;细胞采取的主要构象;RNA的分子结构mRNA tRNA rRNA SnRNA MiRNA除tRNA外，不具有稳定的二级结构，无统一模式，由分子内部碱基互补配对形成。;rRNA;第三节 核酸的复制;1953年，Watson/Crick提出;;复制起点：AT富集区;方向： 双向（真核生物，多数细菌、病毒） 单向（噬菌体P2）;DNA复制方式 ;DNA聚合酶 共同点： 原料：脱氧核苷酸三磷酸??dNTP） 模板：DNA 需要RNA引物：含3’-OH 合成方向：5’-3’ ;真核细胞：5种DNA聚合酶 α（定位于胞核，参与复制引发，不具5’－3’外切酶活性） β（定位于核内，参与修复，不具5’－3’外切酶活性） γ（定位于线粒体，参与线粒体复制，不具5’－3’，有3’－5’ 外切活性） δ（定位核，参与复制，具有3’－5’，不具5’－3’外切活性） ε（定位于核，参与损伤修复，具有3’－5’，不具5’－3’外切活性） 原核细胞：(大肠杆菌为例) 5种DNA聚合酶 DNA聚合酶Ⅰ（1956年 Kornberg）、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ（1999年），都与DNA链的延长有关。;大肠杆菌的3种DNA聚合酶;DNA聚合酶催化反应;其他酶和蛋白;3. DNA的复制过程 （大肠杆菌为例）;③DNA解旋酶在ATP供能下，每分钟旋转3000次解开双螺旋。 ④单链结合蛋白结合在分开的单链上，避免产生单链内配对。 ⑤DNA拓扑异构酶解决由于复制叉推进产生的超螺旋问题。 ⑥引物合成酶合成RNA引物。;⑵DNA链的延长在DNA聚合酶Ⅲ作用下，以四种脱氧核苷三磷酸(dATP,dGTP,dCTP,dTTP)为底物，在RNA引物的3’端以磷酸二酯键连接上脱氧核糖核苷酸并释放出焦磷酸。 DNA聚合酶Ⅲ 5’-3’聚合酶活性前导链: 连续合成滞后链: 分段合成冈崎片段:在3 ′?5′方向链上，仍按从5′? 3′的方向一段段地合成的DNA单链小片段 (1000~2000bp)。;DNA聚合酶Ⅰ：切除RNA引物（5’-3’外切酶活性） 填补缺口（ 5’-3’聚合酶活性） 连接酶：连接冈崎片段形成一条连续的单链。;⑶ DNA复制的终止;4. 真核生物DNA复制的特点;端粒（Telomere）：真核细胞染色体末端的特殊结构，具有稳定染色体的功能,防止染色体DNA降解、末端融合。 人端粒是由6个碱基重复序列(TTAGGG)和结合蛋白组成。;RNA病毒中 RNA的复制方式 ： RNA复制酶