第十二章核酸通论生物化学与分子物学教案.docVIP

第一节　核酸研究简史 1869年Miescher博士论文工作中测定淋巴细胞蛋白质组成时， 发现了不溶于稀酸和盐溶液的沉淀物，并在所有细胞的核里都找到了此物质，故命名核素(Nuclein)。 1879年Kossel经过10年的努力，搞清楚核质中有四种不同的组成部分：A，T，C和G。 1889年Altman建议将核素改名为“核酸”，并且已经认识到“核质”乃“核酸”与蛋白质的复合体。 1909年Levene发现酵母的核酸含有核糖。 1930年Levene发现动物细胞的核酸含有一种特殊的核糖即脱氧核糖，得出了一个错误概念：植物核酸含核糖，动物核酸含脱氧核糖。这个错误概念一直延续到1938年，这时方清楚RNA和DNA的区别。Levene还提出了核酸的“磷酸-核糖（碱基）-磷酸”的骨架结构，解决了DNA分子的线性问题，还在1935年提出“四核苷酸”学说，认为这四种核苷酸的聚合体是构成核酸的基本单位。 1944年Avery重做1928年Griffith的细菌转化实验，证明DNA是遗传物质。 1952年Hershey Chase的噬菌体感染实验进一步证明DNA是遗传物质。 1950年Chargaff，E和Hotchkiss，R.D.采用纸层析法仔细分析了DNA的组成成分，得知[A]=[T]，[G]=[C]，[A+G]=[C+T]。 1953年Watson，Crick根据DNA的X射线图谱的研究结果，提出了DNA的双螺旋模型(Double helix)。几星期后提出了半保留式复制模型。 1957年Meselson Stahl用密度梯度超离心法，证实半保留复制假说。 1958年Kornberg得到高纯度的DNA polymerase，这种酶需要一个模板DNA。 1960年Cairns拍摄了复制中的细菌DNA的电镜照片。 1970年发现第一个DNA限制性内切酶。 1972年建立DNA重组技术。 1978年建立DNA的双脱氧测序法。 1990年开始实施人类基因组计划。 2003年人类基因组计划宣告完成测序任务。 第二节　核酸的生物功能 一、DNA是主要的遗传物质 1928年Griffith的细菌转化实验。 1944年Avery重做1928年Griffith的细菌转化实验，证明DNA是遗传物质。但人们对此持怀疑态度，理由是： （1）因认为蛋白相对分子质量大，结构复杂，二十种氨基酸的排列组合将是个天文数字，可作为一种遗传信息。而DNA分子量小，只含4种不同的碱基，人们一度认为不同种的有机体的核酸只有微小的差异。 （2）认为转化实验中DNA并未能提得很纯，还附有其它物质。 （3）即使转化因子确实是DNA，但也可能DNA只是对荚膜形成起着直接的化学效应，而不是充当遗传信息的载体。 1952年Hershey and Chase的实验进一步证明DNA是遗传物质。 二、DNA和基因组 （一）DNA和基因组 DNA分子中最小的功能单位称作基因，为RNA或蛋白质编码的基因称结构基因，只有调节功能，不转录生成RNA的称调节基因，某生物体所含的全部基因称该生物体的基因组。 （二）原核生物基因组的特点 通常只有一个DNA分子；无重复序列；功能相关的基因常构成一个转录单位；有重叠基因。 三）真核生物基因组的特点 有重复序列，中度重复序列可重复几十次到几千次，如rRNA基因、tRNA基因和某些蛋白质的基因；高度重复序列可重复数百万次，如卫星DNA和微卫星DNA。 有断裂基因，不少基因含有称作内含子的非编码区，编码区称作外显子，有些基因可含有几十个内含子。 二、RNA功能的多样性 某些病毒的遗传物质； 控制蛋白质的合成； 遗传信息的加工； 基因表达和细胞功能的调控； 催化功能； 在细胞分化和个体发育中发挥重要作用； 在生命起源中可能有重要作用。