长江大学遗传学第三章遗传物质号的分子基础.ppt

第三章 遗传的分子基础 本章主要内容 一. DNA是主要的遗传物质 二. DNA的分子组成与结构 三. DNA分子的变性 四. DNA分子的复性 五. DNA与染色质 第一节 DNA是主要的遗传物质 (二)噬菌体的侵染与繁殖 1952，赫尔希 (Hershey, A. D.) 等用32P和35S分别标记 T2 噬菌体的DNA与蛋白质，感染大肠杆菌。 DNA作为遗传物质的优点 (自然选择的优势) 具有自我复制的能力 第二节 DNA的分子组成与结构 一、DNA分子基本单位——核苷酸 二、DNA的一级结构 核酸链的简写式 5 ’ pＡＣＴＴＧＡＡＣＧ3’ 三、DNA的二级结构 DNA二级结构的多态性 三链螺旋结构 B-DNA的大沟处，一条DNA链与DNA双螺旋结构中的一条链结合而成； B-DNA与其自身的一条链结合形成分子内三链DNA； B-DNA中与第三链相结合的这条链必需含有一段连续的嘌呤核苷酸序列，为核心链。 稳定性较差 四链DNA G－四联体（G-quarter） 为基本单位，即四个鸟嘌呤 在一个正方形平面内以氢键 环形连接而成。 位于染色体末端，可能起 着稳定染色体，参与端粒DNA 的复制等功能。 DNA的超螺旋结构 某种因素的影响下，正常B-DNA分子双螺旋额外少转或多转几圈，使每圈的碱基对数目大于或小于10，DNA分子双螺旋空间改变，分子内产生额外张力。 DNA分子产生扭曲，缓解张力，造成超螺旋结构（supercoil） 负向超螺旋、正向超螺旋 超螺旋结构的生物学意义 反映DNA结构的多样性，介导DNA结构的 变化，为其功能发挥提供条件； DNA复制、重组，以及基因的表达调控； 使DNA形成高度紧密的状态，得以容纳在有效空间。 第三节 DNA分子变性 ( DNA denaturation ) 第四节 DNA分子的复性 (anneal or renaturation) DNA复性： 变性的单链DNA在一定的条件下又恢复 为原天然双链DNA的过程，也叫退火。 复性的过程 单链DNA彼此不断随机碰撞，具互补关系的部位进行碱基配对，产生短的双螺旋区； 双螺旋区沿着两条单链配对延伸形成双链DNA分子； DNA复性服从化学动力学的二级反应 六、DNA的分子杂交（hybridization） DNA的分子杂交： 不同来源的DNA变性后，混合一起，含有碱基互补配对的序列，在一定条件下退火形成杂合双链结构的过程。 杂交方法：Southern 杂交、Northern 杂交、dot bloting 作用： 基因鉴定 鉴别 识别亲缘关系远近 Southern 杂交（ Southern （1975）建立） 将DNA固定在滤膜上，用标记好的同位素DNA探针与之杂交，通过放射自显影显示与探针互补的区带，识别特异序列。 Northern 分子杂交 与Southern 分子杂交相对应； 将RNA固定在滤膜上 ，用DNA探针与之杂交。 斑点杂交（dot bloting） 将DNA样品变性后直接点滴到滤膜上， 烘烤固定， 再与标记好的探针进行杂交。 第五节 DNA与染色质 DNA DNA Summary DNA是主要的遗传物质 DNA的基本组成成分 DNA的一级和二级结构 DNA在体内稳定存在的因素 DNA的变性和复性，核酸分子杂交 DNA双螺旋分子到染色质的组装 B-DNA 右手双股螺旋，细胞内最稳定、最常见的构象 A-DNA 右手双股螺旋，存在于脱水DNA，DNA-RNA杂交分子 Z-DNA 左 手 双 股 螺 旋 与基因的表达调控有关 DNA的超螺旋结构(supercoiling) ● D.S. DNA S.S. DNA ( 加温, 极端pH, 尿素, 酰胺 ) ● DNA变性： 天然的有规则的双链DNA分子，在被加热 或某些试剂的作用下，氢键和碱基间堆积力受到破坏， 逐步变为单链线型状态的过程，又称熔解。 ☆变性过程的表现： S.S. DNA粘度降低 DNA热变性过程 电子显微镜下的DNA分子的部分变性 D.S DNA S.S DNA 粘度降低