兽医学畜牧学遗传物质基础 .ppt

第三章  遗传的物质基础 第一节 遗传物质的本质 一、DNA是遗传物质 （一）DNA是遗传物质的证明 1928年Griffith等进行的肺炎球菌转化（transformation ）实验. 1944年Avery证明DNA是遗传物质. （二）DNA携带两类不同的遗传信息 1.负责基因结构的信息 2.负责基因选择性表达的信息 二、RNA也可作为遗传物质 （一）RNA病毒 病毒颗粒（viron）：由病毒RNA基 因组和包被在外的蛋白质外壳组成. 病毒的生存方式：病毒编码包装基因 组所需的蛋白，以及一些在感染循环 中复制病毒所需的蛋白质。其他蛋白 质由宿主提供。因此病毒不能独立生 存。 （二）类病毒（viroid） 类病毒: 是使高等植物产生疾病的有传染 性的因子，由很小的环状RNA分子构成。 与病毒不同，类病毒的RNA本身就是感染 因子。类病毒只由RNA组成，其中广泛 存在不完全的碱基配对，形成一种特有 的棒状结构。类病毒的基因组不能编码 蛋白质。 类病毒的复制：必须由宿主的酶来完成，其RNA作为模板。 类病毒对宿主的影响：类病毒可通过复制占有宿主细胞中关键的酶，从而影响宿主细胞的正常功能；类病毒也能影响必需的RNA的产生而引发疾病；它们还可以作为一个不正常的调控分子，对个别基因的表达产生特殊的影响。 三、是否存在核酸之外的遗传物质？ （一）朊病毒（prion）： 是一个28KDa的疏水性糖蛋白，由细胞 的核基因编码，在正常动物的脑组织中 有表达。 （二）朊病毒的存在形式： 朊病毒以感染性形式（PrPSC)，和非感染性形式（PrPC）两种形式存在。 （三）两种形式的朊病毒的异同： PrPC PrPSC 功能 ： 不详 导致退行性神经疾病 分 布： 正常脑 被感染脑 抗蛋白酶性： 可被完全降解 只能被部分降解 溶解性： 可溶 难溶 一级结构： 两者相同 二级结构： 40%?-螺旋 20% ?-螺旋， 50%?-折叠 （四）朊病毒的感染方式 PrPSC 作用需要PrPC 的参与 PrPSC 蛋白的错误折叠形式可以催化天然PrPC分子从正常的可溶性的?螺旋构象向不溶性的?-折叠构象转化，最终导致了疾病和感染。 （五）朊病毒的多株现象 不同PrPSC株可使一种PrP结构转化为不同的构型；而同一种PrPSC可以在具有不同PrP蛋白的多种生物中传代，即使经过多次传代仍然保持自身的生物学特征。 （六）朊病毒是遗传物质吗？ 多株现象难以解释 其感染方式能否被视为遗传复制？ 第二节 DNA的一级结构 一、DNA一级结构的组成 一级结构： 4种脱氧核苷酸的连接及其排列顺序。 (一）含氮碱基（nitrogenous bases） DNA中的常见碱基有： 胞嘧啶（cytosine, C）、胸腺嘧啶（thymine, T）、 腺嘌呤（adenine, A）和鸟嘌呤（guanine, G） (二）戊糖：核糖和脱氧核糖 （三）脱氧核糖核苷（nucleoside） 由碱基和戊糖（D-脱氧核糖）缩合而成。 有4种脱氧核糖核苷：胞嘧啶脱氧核糖核苷、 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷、腺嘌呤脱氧核糖核 苷和鸟嘌呤脱氧核糖核苷。 （四）脱氧核糖核苷酸 脱氧核糖核苷和磷酸缩合形成的磷酸酯 （五）脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA） 脱氧核糖核苷酸以3’，5’磷酸二酯键聚合成为 脱氧核糖核酸（DNA）链。链的一端的核苷酸有自 由的5’磷酸基团，称5’端；另一端核苷酸具有自由 的3’羟基，称3’端。 DNA链的方向就是从5’端 到3’端。 DNA分子通常以线性或环 状的形式存在。大多数 DNA由两条互补的单链构 成。少数生物的DNA，如 某些噬菌体或病毒是以 单链形式存在的。 二、序列测定方法 （一）小片段重叠法 （二）凝胶直读法 1.酶法 （1）加减法（Sanger,1975） （2）末端终止法(双脱氧法/间接拷贝法)（Sanger,1977） 2.化学法（Maxam/Gilbert,1977） 适用于DNA短片段的测定 末端终止法的应用——循环测序（cycle sequecing)实验及原理 a.测序反应的设定 体系中包括：DNA模板，TaqDN