医学遗传学 第三章 遗传的分子基础.ppt

第三章 遗传的分子基础 生命科学史上的三次革命 1802年 拉马克： 动物和植物都是有生命的物体， 统称为生物细胞学说和进化论提出 1900年??三位学者证实孟德尔分离与自由组合遗传定律 摩尔根提出连锁与交换遗传规律 基因在染色体上直线排列 1953年 DNA双螺旋结构分子模型建立 分子生物学诞生 遗传学中心法则提出 第一节 DNA的组成与结构 DNA分子组成 DNA is a polymeric nucleic acid macromolecule composed of three types of units: a five-carbon sugar, deoxyribose; a nitrogen-containing base; and a phosphate group. 小卫星DNA：6～25个核苷酸串联重复序列。 微卫星DNA：2～6个核苷酸串联重复序列。 反向重复序列：具有方向相反但序列相同的区域。 回文序列 如：……TTGCAA…… ……AACGTT…… 基因（gene）是遗传物质的功能单位，一个基因相当于DNA分子上一个特定的区段,经过转录和翻译可控制蛋白质合成，由此决定生物的遗传性状。 二、真核基因的分子结构 真核生物的结构基因包括编码顺序和非编码顺序，编码顺序被非编码顺序分隔开，故称断裂基因（split Gene）。 编码序列称为外显子（exon），非编码序列称为内含子（intron）。基因的大小以及内含子的数目和长短在不同的基因相差悬殊。 基因的分子结构——侧翼序列 侧翼序列指第一个外显子和最末一个外显子外侧不被翻译的非编码区，含有基因调控序列。 启动子 TATA框 TATAA(T)AA(T)，位于转录起始点上游约25~30bp处，高度保守，可与转录因子、RNA聚合酶结合，准确地识别转录的起始位置。 CAAT框 GGGC(T)CAATCA，序列保守，位于转录起始点上游约70~80bp处，可促进转录。 GC框 GGCGGG，可激活转录，可能与增强起始转录的效率有关。 增强子 是位于启动子上游或下游的一段DNA顺序，可增强启动子发动转录的作用，从而明显的提高基因转录的效率。 终止子 由位于基因末端的一段回文序列（反向重复序列，转录后可形成发卡式结构）与特定的AATAAA顺序组成，可阻碍RNA聚合酶的移动，使酶从DNA模板上脱落下来，终止转录。 DNA的复制与表达 2.基因的表达 (1) 遗传信息的转录 DNA链的复制过程特点 互补性 双向复制 半保留性 反向平行性 不对称性 不连续性 四、基因表达 转录（transcription） 以DNA为模板转录合成mRNA。 翻译（translation） 以mRNA为模板指导蛋白质合成的过程，在细胞质内的核糖体上进行。 转录产物的加工和修饰： “加帽” 5′端加“7-甲基鸟嘌吟核苷酸”； “加尾” 3′端加“多聚腺苷酸” （poly A） “剪接” 按GT-AG法则将内含子切除，再将外显子由连接酶逐段连接起来，形成成熟的mRNA分子。 基因突变的诱发因素 化学因素 物理因素 生物因素 基因突变的一般特性 多向性 同一基因座上的基因可独立发生多次不同的突变而形成复等位基因。 可逆性 突变的方向可逆,可以是正突变，也可以是回复突变。 有害性 突变会导致人类许多疾病的发生。 稀有性 在自然状态下发生突变的频率很低。 随机性 可重复性 2. 基因突变的类型 (1)碱基置换 ①同义突变 ②错义突变 ③无义突变 ④终止密码突变 (2)移码突变 (3)整码突变 (4)动态突变 影响非密码子区域的突变 调控序列突变：使蛋白质合成的速度或效率发生改变，进而影响着这些蛋白质的功能，并引起疾病。 内含子与外显子剪辑位点突变：GT-AG中的任一碱基发生置换而导致剪辑和加工异常，不能形成正确的mRNA分子。 动态突变举例 Example 1 脆性X综合征 智力低下基因FMG-1 （CGG）n 正常人 6 ～ 50 前突变携带者 60 ～ 200 全突变患者 230 Exam