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单林娜 制作 第2章 核酸的结构和功能 2 Properties of Nucleic Acids 2 Properties of Nucleic Acids 第1节 细胞的遗传物质 第2节 核酸的化学组成 第3节 核酸的结构 第4节 核酸的物理化学性质 第5节 超螺旋和拓扑异构 第1节 细胞的遗传物质 一、DNA携带两类不同的遗传信息 二、RNA也可作为遗传物质 三、是否存在核酸以外的遗传物质 一、DNA携带两类不同的遗传信息1. DNA是遗传物质的实验证据 1 肺炎双球菌的转化实验 2 噬菌体侵染细菌实验 一、DNA携带两类不同的遗传信息 2.遗传物质必须具有的特性 a.贮存并表达遗传信息 b.能把信息传递给子代 c.物理和化学性质稳定 d.具有遗传变化的能力 DNA的特征 各异的碱基序列储存大量的遗传信息 碱基互补是其复制、转录表达遗传信息的基础 生理状态下物理、化学性质稳定 有突变和修复能力，可稳定遗传是生物进化的基础 3、DNA携带两类不同的遗传信息 a、编码蛋白质和RNA的信息 编码tRNA、rRNA 64个三联体密码子：3个终止密码子，编码氨基酸的61个密码子具有简并性、通用性 b、编码基因选择性表达的信息 事实：原核生物的结构基因占Genome的比例很大，90%以上；真核生物的结构基因占Genome的比例很小，哺乳动物中结构基因只占10％～15％ 。 疑问：其余80％以上的DNA起什么作用？ 推测：目前还无法精确解释，但可以肯定其中大部分DNA序列是编码基因选择性表达的遗传信息，又称－－调控序列 二、RNA也可作为遗传物质 RNA病毒：传染媒介是病毒颗粒（病毒基因组RNA、蛋白质外壳） 类病毒（viroid）： 使高等植物产生疾病的传染性因子，只由RNA组成。 Tobacco Mosaic Virus TMV ：5%RNA，95% Protein。其感染和繁殖过程证实RNA也是重要的遗传物质——植物病毒的重建实验 。 植物病毒的重建实验 1956年，H. Fraenkel-Conrat用含RNA的烟草花叶病毒进行了著名的植物病毒重建实验。证实RNA也是重要的遗传物质。 TMV有很多株系，根据寄主植物的不同和在寄主植物叶片上形成的病斑差异可以对它们加以区别。 TMV病毒的重建实验 三、是否存在核酸以外的遗传物质 20世纪创立的生物遗传学的“圣经”是：任何生命体繁殖后代时，都必须依靠DNA和RNA。是否存在除核酸以外的其他遗传物质呢？ Prion proteinaccous infections particle，PrP 引起的风波 朊病毒的发现 朊病毒的发现 20世纪60年代，英国生物学家阿尔卑斯Alper用放射处理破坏DNA和RNA后，其组织仍具感染性，因而认为“羊搔痒症” 300年前发现）的致病因子并非核酸，而可能是蛋白质。由于这种推断不符合当时的一般认识，也缺乏有力的实验支持，因而没有得到认同，甚至被视为异端邪说。 朊病毒的发现 1972年，美国生物化学家斯坦利?布鲁辛纳（Stanley B.P Prusiner）发现引起人类脑神经退化而成痴呆的库雅氏病 Creutzfeldt-Jakob disease, CJD 与库鲁病有诸多相似之处，经过10年艰苦探究后确认，这种传染病是由“海绵状脑病传递因子”传递的慢病毒感染性疾病。 1982年，Prusiner又在患搔痒病的羊体内发现了这种蛋白质微粒，并确认为羊瘙痒病的致病因子，可引起羊的中枢神经系统退化性紊乱，最后导致死亡。 朊病毒的发现 Prusiner确认这种病原体与Gajdusek探知的慢病毒为同一类，并命名为Prion（ “朊病毒”或“朊毒体” ，是将蛋白质（Protein）和传染（Infection）两个字合并成一个新名词。 他认为Prion 是一类没有DNA和RNA，小得连电子显微镜也看不到的生命物质，是可以自我增生的蛋白质，广泛存在于人类和周围的生物体内，具有较强的传染性，可以引发多种致死性神经系统疾病。 Prusiner（左）从瑞典国王手中接受诺贝尔奖 到90年代后，他的研究得到越来越多的验证，从而受到世界生命科学界的认同，Prusiner因而荣获了1997年诺贝尔生理与医学奖。 朊病毒的性质和结构 研究证明，朊病毒蛋白 PrP 是朊病毒的最主要组成成分，分子量大小为27～30KD。 朊病毒大小只有30一50纳米，电镜下见不到病毒粒子的结构；经负染后才见到聚集而成的棒状体，其大小约为10～250 x 100～200纳米。 朊病毒的性质和结构 研究还发现，朊病毒对多种因素的灭活作用表现出惊人的抗性。总体上说，凡能使蛋白质消化、变性、修饰而失活的方法，均可能使朊病毒失