《遗传学》09基因结构及作用调控(35P).pptVIP

第九章 基因结构及作用调控 基因共性： （1）能够自我复制繁殖，具有相对稳定性，在细胞分裂中，同染色体一样有规律的分配 （2）交换的最小单位 （3）最小的突变单位 （4）一个基本功能单位 总之，经典遗传学认为基因是突变、交换、功 能三位一体不可分割的单位。 1955年，本泽尔(Benzer) 研究T4噬菌体，发现基因的可再分割性。提出： （1）突变子 性状突变时，产生突变的最小单位。一个最小的突变子可能只包含一个核苷酸对。 （2）交换子（重组子） 连锁基因交换时的最小交换单位。最小的一个交换子可能只包含一个核苷酸对。 （3）顺反子（作用子） 通过顺反实验测定出的功能单位。这一术语表示一个起作用的功能单位，基本上符合通常所指的基因。 （2）重叠基因（Overlapping gene）1978年美国Sager发现。 某些核苷酸片断同时编码两个基因。 （3）跳跃基因（Jumping gene）20世纪50年代美国McClintock发现。 有些基因在染色体上的位置不固定，可以在 不同染色体间或染色体不同位置间发生转移。 跳跃基因加上促使基因跳跃的DNA片段合称为转 座子。 （4）伪基因（Pseudogene）同已知基因相似，但位于不同位点，因缺失或突变而不能转录或翻译，是没有功能的基因。 两种突变能彼此互补，产生野生性状，说明突变发生在不同的功能单位中，如彼此不能互补则发生在同一功能单位内。 通过互补测验发现的功能单位称为顺反子。r1和r2属于同一顺反子（基因）。r3与r1和r2属于不同的顺反子（基因）。 高等生物互补测验必须建立双突变杂合体。 二、基因细微结构 原理： 野生型T4噬菌体rII＋能感染B和K12菌株，产 生小而边缘模糊的噬菌斑。 rII突变型不能感染K12菌株，只能感染B菌株 产生大而边缘清楚的噬菌斑。 用两种不同的rII突变型同时感染B菌株，在 细菌体内噬菌体染色体间可能发生交换，根 据交换计算两个突变位点间的交换值。 方法： 例如，两种突变型rx r＋和r＋ ry同时感染B菌株，理 论上产生4种子噬菌体：亲型（rx r＋和r＋ ry），重 组型（rx ry和r＋ r＋）。4种都能感染B菌株，可计 算噬菌斑总数，只有r＋ r＋能感染K12菌株，计算重 组型噬菌斑数。 重组型噬菌斑数 总噬菌斑数 2×r＋r＋噬菌斑数 总噬菌斑数 2×K12噬菌斑数 B菌株噬菌斑数 该分析系统能检测出最低交换值是0.0001%，实验中发现两个非等位基因间的交换值总是大于0.01%，因此交换值为0.0001%～0.01%定为同一基因内交换, 有些杂交实验不产生重组型即重组值为0，认为这是基因内同一交换子产生的不同突变。由此得出概念：一个基因由许多交换子组成，不同交换子间可以发生交换，同一交换子内不能发生交换。因此，一个交换子就是一段内部不发生交换的DNA片断。 另外，创造了突变子的概念：同一基因内不同表现型的突变是由于不同突变子发生突变的结果，一个交换子可能包含几个突变子。 HbA：缬氨酸－组氨酸－亮氨酸－苏氨酸－脯氨酸－谷氨酸－ 谷氨酸 Hbs：缬氨酸－组氨酸－亮氨酸－苏氨酸－脯氨酸－缬氨酸－ 谷氨酸 Hbc：缬氨酸－组氨酸－亮氨酸－苏氨酸－脯氨酸－赖氨酸－ 谷氨酸 由mRNA反推DNA 基因 氨基酸 mRNA DNA HbA： 谷氨酸 GAA GAA CTT Hbs： 缬氨酸 GUA GTA CAT Hbc： 赖氨酸 AAA AAA TTT （二）控制酶的合成间接控制性状 例如：豌豆株高 1.乳糖操纵子负调控 当培养基中没有乳糖时，调节基因I合成阻遏物，结合在操纵子O上。从而阻止RNA聚合酶的通过，使得与乳糖代谢相关的3个结构基因不能被转录。 当培养基中加入乳糖时，乳糖作为反阻遏诱导物，与阻遏蛋白结合，使其空间构型发生变化脱离操纵子O，RNA聚合酶得以通过，与乳糖代谢相关的3个结构基因能被转