细胞内的遗传物质.ppt

1、,姓名： 班级： 学号： 专业：生物技术及应用 系别：环境工程与化学系,细胞内的遗传物质,DNA是主要的遗传物质,最早分离出DNA的弗雷德里希米歇尔是一名瑞士医生，他在1869年，从废弃绷带里所残留的脓液中，发现一些只有显微镜可观察的物质。由于这些物质位于细胞核中，因此米歇尔称之为“核素”（nuclein）。,到了1919年，菲巴斯利文进一步辨识出组成DNA的碱基、糖类以及磷酸核苷酸单元，他认为DNA可能是许多核苷酸经由磷酸基团的联结，而串联在一起。不过他所提出概念中，DNA长链较短，且其中的碱基是以固定顺序重复排列。1937年，威廉阿斯特伯里完成了第一张X光衍射图，阐明了DNA结构的规律性。

2、,1928年，弗雷德里克格里菲斯从格里菲斯实验中发现，平滑型的肺炎球菌，能转变成为粗糙型的同种细菌，方法是将已死的平滑型与粗糙型活体混合在一起。这种现象称为“转型”。但造成此现象的因子，也就是DNA，是直到1943年，才由奥斯瓦尔德埃弗里等人所辨识出来。,到了1953年，当时在卡文迪许实验室的詹姆斯沃森与佛朗西斯克里克，依据伦敦国王学院的罗莎琳富兰克林所拍摄的X光衍射图及相关资料，提出了最早的DNA结构精确模型，并发表于自然期刊。五篇关于此模型的实验证据论文，也同时以同一主题发表于自然。,其中包括富兰克林与雷蒙葛斯林的论文，此文所附带的X光衍射图，是沃森与克里克阐明DNA结构的关键证据。此外莫

3、里斯威尔金斯团队也是同期论文的发表者之一。富兰克林与葛斯林随后又提出了A型与B型DNA双螺旋结构之间的差异。1962年，沃森、克里克以及威尔金斯共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。,正超螺旋 负超螺旋,克里克在1957年的一场演说中，提出了分子生物学的中心法则，预测了DNA、RNA以及蛋白质之间的关系，并阐述了“转接子假说”（即后来的tRNA）。,1958年，马修梅瑟生与富兰克林史达在梅瑟生-史达实验中，确认了DNA的复制机制。后来克里克团队的研究显示，遗传密码是由三个碱基以不重复的方式所组成，称为密码子。这些密码子所构成的遗传密码，最后是由哈尔葛宾科拉纳、罗伯特W霍利以及马歇尔沃伦尼伦伯格解出。

4、,20世纪30年代后期，瑞典的科学家们就证明DNA是不对称的。第二次世界大战后，用电子显微镜测定出DNA分子的直径约为2nm。,DNA - 分布,原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA 。,98核中（染色体中） 真核 线粒体（mDNA） 核外 叶绿体（ctDNA） DNA 拟核或类核 原核 核外：质粒（plasmid） 病毒：DNA病毒,DNA - 分布,DNA的功能

5、,DNA (deoxyribonucleic acid）分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息；策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间；确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。,人类基因组计划,为了测出所有人类的DNA序列，人类基因组计划于1990年代展开。到了2001年，多国合作的国际团队与私人企业塞雷拉基因组公司，分别将人类基因组序列草图发表于自然与科学两份期刊。,人类基因组计划(human genome project,HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本国和我国科学家

6、共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。与曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划并称为三大科学计划。,2000年6月26日，参加人类基因组工程项目的美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本国国和中国的6国科学家共同宣布，人类基因组草图的绘制工作已经完成。最终完成图要求测序所用的克隆能忠实地代表常染色体的基因组结构，序列错误率低于万分之一。95%常染色质区域被测序，每个Gap小于150kb。,RNA也是遗传物质,核糖核酸（缩写为RNA，即Ribonucleic Aci

7、d)，存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体。由至少几十个核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的一类核酸，因含核糖而得名，简称RNA。RNA普遍存在于动物、植物、微生物及某些病毒和噬菌体内。RNA和蛋白质生物合成有密切的关系。在RNA病毒和噬菌体内，RNA是遗传信息的载体。,RNA存在于胞核、胞液和线粒体。 RNA一般是单链线形分子；也有双链的如呼肠孤病毒RNA；环状单链的如类病毒RNA；1983年还发现了有支链的RNA分子。,RNA由核糖核苷酸经磷酯键缩合而成长链状分子。与DNA不同，RNA一般为单链长分子，不形成双螺旋结构，但是很多RNA也需要通过碱基配对原则形成一定的二级结构乃至

8、三级结构来行使生物学功能。RNA的碱基配对规则基本和DNA相同，不过除了A-U、G-C配对外，G-U也可以配对。,1982年以来，研究表明，不少RNA，如I、II型内含子，RNaseP，HDV，核糖体大亚基RNA等等有催化生化反应过程的活性，即具有酶的活性，这类RNA被称为核酶（ribozyme）。 20世纪90年代以来，又发现了RNAi（RNAinterference，RNA干扰）等等现象，证明RNA在基因表达调控中起到重要作用。,RNA的分类和功能,信使RNA（mRNA） 携带DNA遗传信息 转运RNA（tRNA） 通过反密码子识别mRNA的 密码子，使氨基酸对号入座 核蛋白体 (rRNA

9、) 与核糖体蛋白形成核糖体， 是蛋白质合成的场所,分布介绍,在RNA病毒中，RNA是遗传物质，植物病毒总是含RNA。近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子，叫做类病毒。类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子，此外，真核细胞中还有两类RNA，即不均一核RNA（hnRNA）和小核RNA（snRNA）。hnRNA是mRNA的前体；snRNA参与hnRNA的剪接（一种加工过程）。,自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序列确定以后，RNA序列测定方法不断得到改进。目前除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外，尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成，如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸。,一、核酸的发现和研究工作进展,1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 1968年 Nirenberg发现遗传密码 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法