11第十一章遗传物质的分子基础.ppt

●一、 DNA是遗传物质的间接证据 1. DNA普遍存在于生物体内。 2. DNA含量的恒定性； 3. DNA代谢的稳定性； 4.基因突变与紫外线诱变波长的关系。 二、 DNA是遗传物质的直接证据 ●(一)、 噬菌体侵染与繁殖试验 2. Hershey和Chase的实验 结果与结论 试验结果表明： 主要是由于DNA进入细胞内才产生完整的噬菌体； 结论：DNA才是(噬菌体的)遗传物质。 题外话： 与Avery等人研究比较，本试验的精度低得多。但是由于放射性标记法(也称为示踪原子法)，当时为人们普遍采用； 同时由于核酸研究及其它相关的成果，本试验结果很快得到人们的广泛认同。 ●(二)、 烟草花叶病毒拆合试验 烟草花叶病毒(TMV)是由RNA与蛋白质构成的管状微粒： 中心是单链螺旋RNA、外部是蛋白质外壳。 1. 拆分感染试验： 将TMV的RNA与蛋白质分离、提纯； 分别接种烟叶，发现RNA能使烟叶致病，而蛋白质不能； 用RNA酶处理RNA后接种烟叶也不能致病，表明RNA可能就是TMV的遗传物质。 2. 重组合试验 Frankel-Conrat, Singer (1956)进行了图示试验： ● （三）细菌的转化 肺炎双球菌两种类型： 光滑型(S型)： I S、II S、III S 粗糙型(R型)：I R、II R、III R 1928, Griffith：首次将II R → III S，实现了细菌遗传性状的定向转化 。被加热杀死的III S型肺炎双球菌必然含有某种促成这一转变的活性物质 。 1944 ，Avery等用生物化学方法证明这种活性物质是DNA。 该提取物不受蛋白酶、多糖酶和核糖核酸酶的影响，而只能为DNA酶所破坏。 DNA结构示意图 碱基配对及氢键形成 ● （一）DNA复制的一般特点 原料：dNTP，互补配对原则 半保留复制 半不连续复制 需要引物 新链的延伸方向只能是5 →3 半保留复制 semiconservative replication 复制起始点 复制起始点 replication origin，ori DNA分子的复制是在特定位置开始的，这个位点称为复制起始点。 原核生物DNA只有一个复制起始点。 真核生物DNA有多个复制起始点。 复制子 replicon 一个复制起始点控制下复制的一段DNA 原核生物DNA只有一个复制子 真核生物每条染色体上有多个复制子 原核生物复制子 真核生物DNA多复制起始点电镜图 复制叉 replication fork 半不连续复制 先导链 随后链 冈崎片断 引物 primer DNA复制所需要的酶 引物酶 primerase DNA聚合酶 DNA polymerase DNA连接酶 DNA ligase 解旋酶 helicase 拓扑异构酶 DNA复制过程 起始 延伸 终止 DNA复制小结 ●真核生物DNA的复制特点 细胞周期的特定时期复制 多起点复制 冈崎片断较原核生物短 核小体全保留复制 染色体端粒的复制 原核生物在整个细胞生长过程中都可以进行DNA复制 真核生物DNA在S期复制 mRNA转录后的加工 加帽 当mRNA合成到30b时 在5′端加7－甲基鸟嘌呤核苷 5′－5′ 加尾 转录完成后，在特定位置切去一节，加polyA RNA末端腺苷酸转移酶 帽子和尾巴对mRNA的稳定性以及运输具有重要作用 剪接 splicing 遗传密码字典 原核生物和真核生物核糖体比较 （三）、蛋白质的合成 1.合成场所 2.合成体系(合成起始、肽链延伸、翻译终止） 3.合成后的加工与修饰 （肽链中AA残基的化学修饰，N端部分AA的切除，信号肽的切除，肽链的折叠，切除前体中功能不需要的肽段，二硫键的形成等） 4.合成后的贮存、转运与功能行使 蛋白质的合成 蛋白质的生物合成称为翻译 translation mRNA携带从DNA上转录的遗传密码附着在核糖体上，由tRNA来运送氨基酸，按照mRNA上的密码顺序，连接成多肽链，并进一步加工成有生物活性的蛋白质分子。 合成蛋白质的原料是20种氨基酸 核糖体是合成蛋白质的场所 氨基酸的顺序由mRNA上的密码子决定 氨酰tRNA合成酶aminoacyl tRNA synthetase 第四节 基因的本质 基因是遗传信息的功能单位。 基因表达就是将基因所携带的遗传信息释放出来指导生物体性状表达的过程。 基因表达的过程是十分复杂的，具有不同的形式和精确的调控。 一、基因的概念 基因的概念是不断发展的。 Mendel 遗传因子 inherited factor 1909 丹麦人Johnson 用gene取代了Mend