第八章遗传的分子基础幻灯片

原理：P存在于DNA，而不存在于蛋白质；S存在 于蛋白质，而不存在于DNA。 1. 用32P标记T2噬菌体的DNA 2. 用35S标记T2噬菌体的蛋白质
结果： 32P标记的噬菌体→侵染细菌→放射性进 入细菌内→说明DNA进入细菌 用35S标记的噬菌体→侵染细菌→细菌内 无放射性→说明蛋白质未进入细菌
肺炎球菌的转化实验： 1.无毒R型→小鼠成活→血液中重现R型 2.有毒S型→小鼠败血症死亡→血液中重现S型 3.有毒S型（65℃杀死）→小鼠成活→无细菌 3.无毒R型＋有毒S型（65℃杀死）→小鼠败血症
死亡→血液中R型转化为S型重现S型活菌 结论：在加热杀死的S型细菌中有较耐高温的转
化物质进入R型→→无毒变为有毒
2、佛兰科尔-康拉特 (Framkel-ConratSinger)的重建实验：
B型TMV的外壳蛋白＋A型TMV的 RNA→重建成杂种病毒→感染烟草→病 斑与A型相同，同时分离出A型病毒（A型 RNA＋A型蛋白）
结论：RNA是遗传物质
链接到第四节
第二节 中心法则
第三节 基因的概念和调控
一、基因的概念 （一）经典的基因概念
结论：噬菌体注入宿主细胞的物质是DNA， DNA是遗传物质。
（三）烟草花叶病毒的重建
烟草花叶病毒 (Tobacco Mosaic Virus)，简称 TMV 。
1、TMV的感染实验 将TMV在水和苯酚中震荡→使蛋白质和RNA分开 →分别感染烟草→结果如下：
TMV的蛋白质→烟草→不发病 TMV的RNA→烟草→发病→产生新的TMV TMV的RNA＋RNA酶→不发病 结论：RNA是遗传物质
Ac－Ds系统的作用：
C
Ac C Ds
Ds C Ac
C位于9号染色体， 使玉米胚乳呈深色。
Ds插在C附近，抑制C 的表达，胚乳无色。
Ac插入Ds附近，促使Ds 跳出9号染色体，C恢复活 性，产生色素。
Ac－Ds系统的作用：
W Ac
W Ds
W Ds Ac
W位于3号染色体， 使玉米叶子呈绿色。
Ds由9号跳至3号，插 在W附近，抑制W的表 达，叶子白化。
主要在DNA水平和转录水平 1.DNA水平的调控
鼠伤寒沙门氏菌鞭毛基因的调控
基因说明：
hix1、hix2－各14bp，互为反向重复序列。 P1(promoter,启动区）－hin基因的启动子， 驱动hin基因表达。
H片段 hin－编码重组酶，使H片段倒位。
P2（启动区）－正向时驱动H2和rH1表达， 反向（倒位）时， H2和rH1不表达。
H2－编码H2鞭毛蛋白
rH1－H1 repressor（阻遏）gene，编码阻遏蛋白， 使H1不表达。（H2和rH1紧密连锁，协同表达。)
P3－H1的启动区 H1－编码H1鞭毛蛋白（H1和H2距离较远。）
第八章遗传的分子 基础幻灯片
优选第八章遗传的分子基础
一、遗传物质的发现
（一）肺炎双球菌转化实验 肺炎双球菌的两个品系
类型
特征
致病性
粗糙型 （Rough，R)
光滑型 （Smooth,S)
无荚膜，粗糙有，小鼠败 血症，人的 肺炎。
1、格里菲斯（Griffith）的实验
2、埃弗里（Avery）的实验
用生物化学方法证明转化物质是DNA： Avery从S型细菌中分别抽提出DNA、蛋白质和荚
膜物质等→把每一种成分分别同活的R型细菌 培养→发现只有DNA能把R型细菌转化为S型细 菌，并杀死小鼠。。 结论：DNA是转化因子，是遗传物质。
（二）噬菌体感染
赫什（Hershey）和蔡斯（Chase）用同位素示踪 法证实DNA是遗传物质。
摩尔根创立基因学说→在学说中提 出经典的基因概念：
基因在染色体上呈直线排列，基因 是遗传物质的结构单位。
从以下三方面理解：
1.基因是控制性状的单位。如豌豆的C和c控制 红花与白花。
2.基因是重组的结构单位。也就是说交换（重 组）只能发生在基因之间而不能发生在基因内 部。 A B C
···
Ⅰ
Ⅱ
···
（四）基因概念的新发展
1、重叠基因
1977年桑格（Sanger）分析φx174噬菌体DNA 时发现，这条DNA链上的10个基因，有重叠现 象。
2.断裂基因 mRNA前体的加工
我们把mRNA前体加工时被剪去，而不能表达 的片段，称内含子。
mRNA前体加工时被保留，而能够表达的片段， 称外显子。
基因根据功能分 转录基因－能转录产生RNA的基因 结构基因－转录产生mRNA, 并翻译成蛋白质。 tRNA基因－转录产生tRNA rRNA基因－转录产生rRNA
非转录基因－不能转录产生RNA的基因， 如启动基因和操纵基因。
基因根据所在部位分 核基因－存在于细胞核内染色体上的基因。
质基因－存在于细胞质中线粒体、叶绿体上的 基因。
abc
3.基因是突变的单位
（二）重组单位和突变单位的发展（本泽提出）
1.一个基因内部的许多位点都可以发生突变，并 且可以在这些位点间发生发生交换，即一个基因 内部可以包括许多突变单位（突变子）和许多重 组单位（重组子）。
2.突变子和重组子相当于单个核苷酸对。
（三）分子遗传学的基因概念
分子遗传学认为，基因是DNA分子 上含有特定遗传信息的核苷酸序列，是 遗传物质的最小功能单位，基因也称顺 反子。
Ac插入Ds附近，有些细胞 中Ds被激活跳走，有些仍 存在，叶子花斑状。
第四节 基因表达调控
基因表达－基因经过转录、翻译，产生有生物活 性的蛋白质的过程。
DNA 转录 mRNA 翻译 蛋白质 生物体细胞的基因表达有严格的时空程 序，这是由于它们有基因表达调控机制。
链接到原核生物调控
一、原核生物的基因表达调控
这种具有外显子和内含子镶嵌结构的基因，称 断裂基因。
3.可动基因
基因绝大多数固定在染色体的一个位置上，但有 些基因在染色体上的位置是可以移动的，这类基因 称可动基因（mobile gene),也可以称为转座元件或 转座因子（ transposable element).
最早提出基因可动理论的是美国的麦克林托克 （McClintock),她发现玉米中有2个可动因子－Ac基 因（激活基因）和Ds基因（抑制基因），构成一个 激活－抑制系统（Ac－Ds）系统。