2第二章 遗传的物质基础.pptVIP

一 遗传的物质基础 DNA 第一节 核酸 核酸（nucleic acid)是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子。天然存在的核酸有两类，一类为脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA)，另一类为核糖核酸（ribonuleic acid RNA)。 　　DNA存在细胞核和线粒体内，携带和传递遗传信息，决定细胞和个体的基因型（genetype)。 RNA存在于细胞质和细胞核内，参入细胞内DNA遗传信息的表达。 病毒中，RNA也可作为遗传信息的载体。 基因序列，基因选择性表达序列 储存遗传信息，传递遗传信息，表现遗传信息 为了说明三十年来核酸研究的大体进展过程和科学界对核酸研究成果的重视程度，现在把近三十年来因从事这方面的研究而获得诺贝尔奖金的科学家列表如下： 一、DNA的结构与功能 （一）DNA的一级结构与功能 1.DNA一级结构中贮存的生物遗传信息 DNA是双螺旋的生物大分子。生物信息绝大部分都贮存在DNA分子中。 这些信息以核苷酸不同的排列顺序编码在DNA分子上，核苷酸排列顺序变了，它的生物学含义也就不同了。 DNA的一级结构就是指核苷酸在DNA分子中的排列顺序。因此测定DNA的碱基排列顺序是分子生物学的基本课题之一。 DNA序列测定 即核酸DNA分子一级结构的测定，是现代分子生物学一项重要技术。序列分析的目的有二： 1）确证性测序 通过测序对突变进行定位和鉴定，应用时测定野生型基因上同源区和突变体的相应序列，直接在一张胶片上比较二者序列差异（已知基因序列）。 2）从头测序 目的是提供一段DNA准确的核苷酸序列（未知基因序列）。 测序在生物医学领域应用2个方面： 1）对已知基因序列检查 特别是有遗传倾向的病例，检测相关基因有无突变，有助于阐明疾病发病机理及建立相应诊疗方案。 2）对已经克隆的未知基因序列进行测定 从而阐明该基因的一级结构，如人类基因组计划中大量的工作是要阐明克隆片段的核苷酸排列顺序。 2、DNA一级结构的基本特点 4种dNTP以3’、5’磷酸二酯键相连构成一个没有分枝的 绒性大分子。（与蛋白质比触觉不灵）。 它们的两个末端分别称5’末端（游离磷酸基）和3’末端，方向复制方向，阅读方向， （游离羟基）。 1）2’-脱氧核糖核苷酸和2’、3’-二脱氧核糖苷酸（链终止剂，sanger双脱氧末端终止法）。 2）3’、5’-磷酸二酯键和2’、5’寡核苷酸 （二）DNA的二级结构 1.双螺旋的基本特征（双链DNA的二级结构） 1）主链 脱氧核糖和磷酸基相互隔连接构成DNA的主链。 从化学键的方向来看，双螺旋中两条多核苷酸链是反向平行的。 二条主链处于螺旋的外侧，碱基处于螺旋的内部，由于糖 和磷酸根的化学性质，主链是亲水的。 两条链形成右手螺旋，有共同的螺旋轴，螺旋的直径是20A。 2）碱基对 由于几何形状的限制，只能由嘧啶和嘌呤配对才能使碱基对合适地安置在双螺旋内。 若两个嘧啶配对则几何形状太小，两个嘌呤配对则几何形 状又太大，为双螺旋所容纳不下。只有A-T碱基和G-C碱基对 的几何形状正适合双螺旋的大小。 * * F. H. C. Crick（英） 1962 生理学、医学 M. W. Nirenberg（美）1968 生理学、医学 发现遗传密码 合成遗传密码 生理学、医学 1968 H. G. Khorana（美） 酵母t RNA Ala一级结构测定 生理学、医学 1968 R. W. Holley（美） 基因对酶和病毒合成的控制 生理学、医学 生理学、医学 生理学、医学 1965 1965 1965 F. Jacob（法） A. M. Lwoff（法） J. L. Monod（法） DNA的X射线衍射研究 生理学、医学 1962 M. H. F. Wilkins（英） J. D. Watson（美） 1962 生理学、医学 DNA的双螺旋结构 酸促合成DNA 生理学、医学 1959 A. Kornberg（美） 酶促合成核糖多核苷酸 生理学、医学 1959 S. Ochoa（美） 提出新的遗传论点 生理学、医学 1958 J. Lederberg（美） 化学试剂对基因的控制和影响 生理学、医学 生理学、医学 1958 1958 G.W. Beadle（美） E.L. Tatum（美） 确定核苷酸结构，合成二核苷酸等 化学 1957 A. R. Tood(英） 成果 种类 年份 科学家 肿瘤病毒和细胞遗传物质之间的相互作用 生理学、医学 1975 R.