05-第五章 遗传的分子基础.docVIP

第六章 遗传的分子基础 I. 遗传物质是什么？ 染色体的化学成分： 蛋白质：组蛋白(相对含量1) 染色体 非组蛋白(0.5-1.5) 核 酸：DNA(1) RNA(0.05) 1.遗传物质的发现过程 1). Friedrich Miescher(1869)从医院绷带脓液中分离出“核素”，并指出其中含有蛋白和核酸。 2). 19世纪末，分离出“核酸”。 3). 1930s,Levene、Jacobs等证明核酸由糖、磷酸和含量大致相等的四种碱基构成，导致“四核苷酸假说” (tetranucleotide hypothesis)，认为DNA不可能是遗传物质。 4). Erwin Chargaff(1950)通过研究不同生物DNA的化学成分,发现了DNA中各碱基的含量因物种而有微小差异，从而否定了“四核苷酸假说”,同时提出了Chargaff 规则： (1).T+C=A+G; (2).A=T;G=C; (3).A+T≠G+C。 2.细菌的遗传物质是DNA Griffith(1928)发现肺炎双球菌转化，Avery (1944)证实转化因子是DNA而不是蛋白质，证实了遗传物质是DNA，并由 Hotchkiss进一步证实。 3.噬菌体的遗传物质是DNA A.D.Hershey,Martha Chase(1952),用噬菌体T2感染大肠杆菌的放射性同位素标记示踪实验最终证实了遗传物质是DNA。 4.有些病毒的遗传物质是RNA 有些病毒只含有RNA和蛋白质，不含有DNA, 称为RNA病毒，又叫做逆转录病毒。如烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus, TMV)，其遗传物质是RNA。 5. DNA和RNA的分布 1). 高等动植物体内，绝大部分DNA在细胞核内的染色体上，细胞质中只有少量的DNA,存在于叶绿体和线粒体等细胞器内。RNA则在细胞核和细胞质中都有。核内RNA主要集合在核仁上，少量在染色体上。 2). 细菌也含有DNA和RNA,多数噬菌体只有DNA,植物病毒多数只有RNA,动物病毒则有些含有DNA,有的含有RNA。 6.染色体的形态 1.中间着丝粒或亚中间着丝粒 (metacentric or submetacentric) 2.近端着丝粒(acrocentric) 3.端着丝粒(telocentric) 7.染色质的结构绳珠模型和30nm纤维 8.染色质环的结构 II. DNA结构 1.DNA结构的发现 2.DNA和RNA的结构 3.DNA结构模型 4.DNA的构型 5.DNA变性和复性 1. DNA结构的发现 2. DNA和RNA的结构 DNA的化学成分 DNA RNA 化学 碱基(base) A T G C A U C G 成分 糖 (sugar) 脱氧核糖 核糖 (deoxyribose) (ribose) 磷酸(phosphoric acid) 结构 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 单元 deoxyribonucleotide ribonucleotide 3. DNA结构模型 4. DNA的构型 B-DNA A-DNA Z-DNA 螺旋类型：右手螺旋 右手螺旋 左手螺旋 每圈螺旋含碱基数目：10.4 11 12 碱基平面与分子中轴：垂直 几乎垂直 不垂直 存在状态： 正常 高盐、脱水 真核基因组 生理 DNA-RNA 与基因表达 条件 异源双链 调控有关 (heteroduplex) 5. DNA变性和复性 变性(denaturation)：加热、碱性 复性(renaturation) = 退火(annealing) 缓慢降温 解链温度(melting temperature, Tm ) 退火温度(annealing temper