分子生物学课件第章 .ppt

第二章 遗传的物质基础 第一节 遗传物质的本质 第二节 核酸的化学组成 第三节 DNA的二级结构 第四节 二级结构的其他形式 第五节 DNA的超螺旋结构 第一节 遗传物质的本质 1 DNA 是遗传物质 1.1 核素的发现 1.2 肺炎双球菌转化实验 1.3 大肠杆菌噬菌体捣碎实验 1.4 化学实验 1.5 遗传物质必须具备以下基本条件 1 DNA 是遗传物质 1.1 核素的发现 1868年，瑞士F. Miescher从绷带上的白细胞核中分离出一种含磷的酸性物质，命名为核素（nuclein）。 核素的主要成分是染色质，是DNA和蛋白质的混合物。这是首次对基因的化学本质进行探索。 核酸 (nucleic acids) 这一名词于20年后才被正式启用。 19世纪末期， DNA和RNA已经从细胞中分离出来，为进一步的化学分析奠定了基础。 20世纪30年代，P. Levene和W. Jacobs等搞清了DNA和RNA的基本化学组成。还注意到了DNA和RNA所含核糖的差异。 1.2 肺炎双球菌转化实验（transformation） 肺炎双球菌有两种类型 光滑型（S型） 粗糙型（R型） 1） 1928年，英国 F. Griffth 2) 1944年，O. Avery 大肠杆菌噬菌体捣碎实验 1952年Herchey 和Chase。 用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，发现只有DNA进入宿主细菌内，而蛋白质则没有。 1.4 化学实验 1950年以后，Chargaff、Markham等。 不同生物的碱基组成不同，具有严格的种的特异性。 单体在不同生物中都是相同的。 AT GC等量 四种碱基的分子浓度可变。 （1）储存并表达遗传信息: （2）能够复制，把遗传信息传递给子代： (3) 物理和化学稳定性： （4）有遗传变化的能力： 第一节 遗传物质的本质 2 RNA也可以作为遗传物质 2.2 类病毒（viroid） 类病毒：不具蛋白质衣壳，仅有RNA组成的新病毒。 1922年 美国 马铃薯纺锤形块茎病毒（Potato spindle tube viroid，PSTV ）。 特点： 单股闭合环状的RNA分子，分子量约105Da。 能耐受紫外线和作用于蛋白质的各种理化因素，在90℃下仍能存活。 类病毒复制如何进行？ 由宿主细胞的酶来完成，其RNA作为复制模板。 类病毒现在仅在高等植物中发现，一般通过接触，擦伤，节肢动物和菟丝子传播。 第一节 遗传物质的本质 3 非核酸的其他遗传物质 朊病毒Prion ：又称蛋白质侵染因子。 朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子的无免疫性疏水蛋白质。 朊病毒引起的风波 羊瘙痒病 1982年，美国 斯坦利·普鲁辛纳S.B.Prusiner发现羊瘙痒病是蛋白质侵染引起的疾病，并称为“Prion”即朊病毒。 马鹿和鹿的慢性消瘦病、猫的海绵状脑病。 1996年春天“疯牛病”：牛海绵状脑炎 人慢性退化性紊乱疾病：老年痴呆、帕金森氏病、糖尿病等。 朊病毒特点： 仅有蛋白质组成， 分子量29kDa， 具有蛋白质性质：能被蛋白酶灭活，不被核酸酶和辐射灭活，对许多理化因子有很强的抵抗力。 1997 年Prusiner 对朊病毒蛋白 的感染机制进行了探讨。 朊病毒蛋白（PrP）以两种形式存在： 正常的脑组织中发现的PrPC不具有感染性，对蛋白酶敏感，可以被完全降解； 致病组织中的PrPSC具有感染性，具有抗蛋白酶的性能。 PrPC和PrPSC的一级结构完全相同，但二级结构差异很大： PrPC：α螺旋的含量约为40％，几乎没有β片层结构； PrPSC：含有高达50％的β片层结构，只有20％的α螺旋。 致病 正常朊蛋白构型发生异常改变后导致疯牛病，无需DNA或RNA的参与，致病因子朊蛋白就可以传染复制。 所谓朊病毒的繁殖就是正常的PrPC蛋白质转变为PrPSC的过程，而且朊病毒感染后也具有指数增长的特性。 1）合成朊病毒所需的信息可能存在于寄主细胞中 朊病毒的作用，仅在于激活在寄主细胞中为朊病毒的编码的基因，使得朊病毒得以复制繁殖。 2）朊病毒的蛋白质能为自己编码遗传信息 发生逆转译产生为朊病毒编码的RNA或DNA，必须存在逆转译酶，甚至还要有逆转录酶。 蛋白质指导下的蛋白质合成，即蛋白质本身可作为遗传信息。 第一节 遗传物质的本质 第二节 核酸的化学组成 第三节 DNA的二级结构 第四节 二级结构的其他形式 第五节 DNA的超螺旋结构 第二节 核酸的化学组成 核酸的元素组成 3 DNA的一级结构：即是指四种核苷酸(dAMP、dCMP、dGMP、dTMP)按照一定的排列顺序，通过磷酸二酯键连接形成的多核苷酸也称为碱基顺序。 第一节 遗传物质的本质 第二节