遗传物质改变课件

1、遗传物质改变课件1 . . 改变改变 遗传物质改变课件2 遗传与变异遗传与变异 遗传学是研究遗传和变异规律的科学遗传学是研究遗传和变异规律的科学 变异：不能遗传的变异、可以遗传的变异，后者是由于遗传变异：不能遗传的变异、可以遗传的变异，后者是由于遗传 信息的改变造成的信息的改变造成的 遗传信息的改变可发生在染色体水平上，称之为遗传信息的改变可发生在染色体水平上，称之为染色体畸变染色体畸变， 包括染色体包括染色体结构变异结构变异和染色体和染色体数目变异数目变异。 遗传信息的改变也可发生在遗传信息的改变也可发生在DNA水平上，包括水平上，包括基因突变基因突变和和 遗传重组遗传重组 遗传物质改变课件

2、3 遗传物质遗传物质 的改变的改变 染色体水平染色体水平 （染色体畸变）（染色体畸变） DNA水平水平 染色体结构变异染色体结构变异 染色体数目变异染色体数目变异 基因突变基因突变 遗传重组遗传重组 遗传物质改变课件4 第一节第一节染色体畸变染色体畸变 染色体结构变异染色体结构变异 染色体结构变异的类型染色体结构变异的类型 n缺失、重复、倒位、易位缺失、重复、倒位、易位 染色体结构变异的原因染色体结构变异的原因 断裂后的联结方式断裂后的联结方式 断裂重建式愈合没有改变断裂重建式愈合没有改变 非重建式愈合不愈合缺失非重建式愈合不愈合缺失 重复易位倒位重复易位倒位 遗传物质改变课件5 缺失、重复、

3、倒位：缺失、重复、倒位： 一对一对同源染色体中一条或两条染色体发生同源染色体中一条或两条染色体发生 一次或多次断裂后，其断裂面以不同形式一次或多次断裂后，其断裂面以不同形式 黏合的结果。黏合的结果。 易位：易位： 两对两对同源染色体中各有一条染色体断裂后，同源染色体中各有一条染色体断裂后， 进行单向黏合或双向黏合的结果进行单向黏合或双向黏合的结果 遗传物质改变课件6 （一）缺失（一）缺失 遗传物质改变课件7 2缺失的产生缺失的产生 n末端缺失：染色体末端断裂丢失末端末端缺失：染色体末端断裂丢失末端 中间缺失：染色体发生两次断裂，丢失中间中间缺失：染色体发生两次断裂，丢失中间 片段；片段； 染色

4、体由于发生纽结而且在纽结处断裂染色体由于发生纽结而且在纽结处断裂 不等交换：一对同源染色体之间发生不等交不等交换：一对同源染色体之间发生不等交 换，产生缺失和重复换，产生缺失和重复 遗传物质改变课件8 染色体缺失的类型及异常形成的原因染色体缺失的类型及异常形成的原因 遗传物质改变课件9 3缺失的效应缺失的效应 遗传物质改变课件10 猫叫综合症猫叫综合症 遗传物质改变课件11 v5p综合征综合征(猫叫综合征，猫叫综合征，Cri- du-chatsyndrome) 发病率发病率1/50,000 猫叫样哭声，随年龄增长而消失猫叫样哭声，随年龄增长而消失 智力发育迟缓，满月脸智力发育迟缓，满月脸 眼距

5、宽，外眼角下斜，内眦赘皮眼距宽，外眼角下斜，内眦赘皮 腭弓高，下颌小腭弓高，下颌小 先天性心脏病先天性心脏病(50 ) 主要临床特征：主要临床特征： 遗传物质改变课件12 猫叫综合症：猫叫综合症： 患儿两眼距离较远，耳位低下，智力迟患儿两眼距离较远，耳位低下，智力迟 钝，生活力差，多早期死亡，显著特征钝，生活力差，多早期死亡，显著特征 是哭声轻，音调高，很象猫叫，所以叫是哭声轻，音调高，很象猫叫，所以叫 猫叫综合症猫叫综合症 遗传物质改变课件13 （二）重复（二）重复 重复：染色体增加了与本身相同的某区段重复：染色体增加了与本身相同的某区段 遗传物质改变课件14 重复的产生重复的产生 n不等交

6、换不等交换 不等交换产生的重复不等交换产生的重复 遗传物质改变课件15 3重复的遗传与表型效应重复的遗传与表型效应 n破坏正常的连锁群，改变连锁关系和交换率破坏正常的连锁群，改变连锁关系和交换率 n位置效应：一个基因与相邻基因位置关系改变所造成位置效应：一个基因与相邻基因位置关系改变所造成 的表型改变称为位置效应的表型改变称为位置效应 n产生剂量效应：因基因数目不同造成的表型差异产生剂量效应：因基因数目不同造成的表型差异 n表型异常表型异常 ：重复的基因产物很重要，会引起表型异常：重复的基因产物很重要，会引起表型异常 遗传物质改变课件16 果蝇果蝇X X染色体上染色体上16A16A区段重复区段

7、重复 35825 正常眼正常眼棒眼棒眼纯合棒眼纯合棒眼重棒眼重棒眼纯合重棒眼纯合重棒眼 遗传物质改变课件17 （三）倒位（三）倒位 倒位倒位染色体某区段颠倒染色体某区段颠倒180 1. 1. 倒位的类型倒位的类型 n臂内倒位臂内倒位颠倒的区段不含着丝粒颠倒的区段不含着丝粒 n 臂间倒位臂间倒位颠倒的区段包含着丝粒颠倒的区段包含着丝粒 遗传物质改变课件18 2.倒位的产生倒位的产生 n染色体纽结、断裂和重接染色体纽结、断裂和重接 n转座引起的倒位转座引起的倒位 遗传物质改变课件19 臂内倒位、臂间倒位臂内倒位、臂间倒位 遗传物质改变课件20 3.倒位的效应倒位的效应 n减数分裂中同源染色体配对时

8、，倒位染色体形成倒位环减数分裂中同源染色体配对时，倒位染色体形成倒位环 n改变连锁关系，引起基因重排，改变遗传密码，导致表型变化改变连锁关系，引起基因重排，改变遗传密码，导致表型变化 n对生活力的影响，倒位纯合体一般正常，倒位杂合体常表现不对生活力的影响，倒位纯合体一般正常，倒位杂合体常表现不 育育 n倒位纯合体与原物种形成生殖隔离，促进物种进化倒位纯合体与原物种形成生殖隔离，促进物种进化 遗传物质改变课件21 （四）易位（四）易位 1.1.易位的类型易位的类型 n 相互易位：非同源染色体之相互易位：非同源染色体之 间相互交换片段间相互交换片段 n 单向易位：染色体的某区段单向易位：染色体的某

9、区段 结合到非同源染色体上结合到非同源染色体上 易位易位两对非同源染色体之间某区段转移两对非同源染色体之间某区段转移 遗传物质改变课件22 2易位的产生易位的产生 n断裂后非重建性愈合断裂后非重建性愈合 遗传物质改变课件23 （a）染色体内）染色体内（b）染色体间移位）染色体间移位 遗传物质改变课件24 3易位的效应易位的效应 n细胞学效应细胞学效应 n联会时会出现十字形结构；分开时会出现圆形联会时会出现十字形结构；分开时会出现圆形 或字形结构或字形结构 n遗传学效应遗传学效应 n改变基因的连锁关系改变基因的连锁关系 n 基因改变位置，产生位置效应基因改变位置，产生位置效应 n 对生活力的影响

10、，易位纯合体一般正常，对生活力的影响，易位纯合体一般正常， n易位杂合体常表现不育易位杂合体常表现不育 n 假连锁现象假连锁现象 遗传物质改变课件25 假连锁现象假连锁现象 a b A B 易位 a b A B 减数分裂 “十” 字配对 A b a B 遗传物质改变课件26 遗传物质改变课件27 先天愚型患者先天愚型患者 遗传物质改变课件28 遗传物质改变课件29 小 结 染色体结构变异染色体结构变异 染色体结构变异的类型染色体结构变异的类型 染色体结构变异的效应染色体结构变异的效应 遗传物质改变课件30 二、染色体数目的变异二、染色体数目的变异 染色体组的概念染色体组的概念 二倍体生物正常配

11、子中所含的染色体二倍体生物正常配子中所含的染色体 数目叫染色体组数目叫染色体组 遗传物质改变课件31 （一）整倍体的变异（一）整倍体的变异 指体细胞染色体数目变异是以染色体组为指体细胞染色体数目变异是以染色体组为 单位进行增减的单位进行增减的 遗传物质改变课件32 整倍体的命名（体细胞内含有几个染色体组）整倍体的命名（体细胞内含有几个染色体组） 含有一个染色体组含有一个染色体组一倍体一倍体 含有两个染色体组含有两个染色体组二倍体二倍体 含有三个染色体组含有三个染色体组三倍体三倍体 余此类推。余此类推。 遗传物质改变课件33 一倍体和单倍体一倍体和单倍体 一倍体：含有一个染色体组的细胞或生物（一

12、倍体：含有一个染色体组的细胞或生物（x） 单倍体：含有配子染色体的生物（单倍体：含有配子染色体的生物（n） 遗传物质改变课件34 三倍体无籽西瓜的繁育三倍体无籽西瓜的繁育 二倍体西瓜二倍体西瓜秋水仙素秋水仙素四倍体西瓜四倍体西瓜 四倍体西瓜四倍体西瓜二倍体西瓜二倍体西瓜 三倍体西瓜种子三倍体西瓜种子 种植种植 无籽西瓜无籽西瓜（n） 遗传物质改变课件35 （二）非整倍体变异（二）非整倍体变异 如果体细胞中染色体数目的变异是以配子中个别染色体增如果体细胞中染色体数目的变异是以配子中个别染色体增 减的，这种变异叫非整倍体变异减的，这种变异叫非整倍体变异 单体单体二倍体染色体组丢失一条染色体（二倍体

13、染色体组丢失一条染色体（2n1）的）的 生物。生物。 如：如：人的人的45，XO牛的牛的59，先天性卵巢发育不全，先天性卵巢发育不全 缺体缺体丢失一对同源染色体（丢失一对同源染色体（2n2）的生物。）的生物。 如：单体小麦自交可得缺体，一般生长势弱，半数以上不育。如：单体小麦自交可得缺体，一般生长势弱，半数以上不育。 多体多体多了一条染色体或多条染色体的生物，包含三多了一条染色体或多条染色体的生物，包含三 体（体（2n1）、四体（）、四体（2n2）、双三体（）、双三体（2n11）等。）等。 遗传物质改变课件36 非整倍体变异的染色体组成非整倍体变异的染色体组成以以(ABCD)为为 一个染色体组

14、一个染色体组 单体单体(ABCD)(ABC) 缺体缺体(ABC)(ABC) 三体三体(ABCD)(ABCD)(A) 四体四体(ABCD)(ABCD)(AA) 双三体双三体(ABCD)(ABCD)(AB) 遗传物质改变课件37 非整倍体的产生非整倍体的产生 配子形成时染色体不分开造成的配子形成时染色体不分开造成的 遗传物质改变课件38 常染色体病 v先天愚形先天愚形(21三体综合征，三体综合征，Down syndrome) 遗传物质改变课件39 v先天愚形先天愚形(21三体综合征，三体综合征， Downsyndrome) 发病率发病率1/600800 新生儿新生儿 严重智力低下，生长迟缓严重智力

15、低下，生长迟缓 枕骨扁平，发际低枕骨扁平，发际低 眼距宽，外眼角上斜，内眦赘皮眼距宽，外眼角上斜，内眦赘皮 鼻根低平，舌大，腭弓高尖鼻根低平，舌大，腭弓高尖 通贯手，小指内弯，有一指褶纹通贯手，小指内弯，有一指褶纹 男性不育、女性偶有生育能力男性不育、女性偶有生育能力 主要临床特征主要临床特征 遗传物质改变课件40 第二节第二节基因突变基因突变 基因突变的概念基因突变的概念 DNA序列中单个或多个碱基对的改变序列中单个或多个碱基对的改变. 遗传物质改变课件41 一、基因突变的一般特征一、基因突变的一般特征 1突变发生的随机性突变发生的随机性 生殖细胞生殖细胞细胞突变经受精卵传至后代细胞突变经受

16、精卵传至后代 体细胞突变体细胞突变可引起生物体在当代的形态可引起生物体在当代的形态或或 生理上的变化生理上的变化.(植物的体细胞突变可经压条、嫁接传植物的体细胞突变可经压条、嫁接传 至后代。动物的体细胞突变不能通过有性生殖传至后至后代。动物的体细胞突变不能通过有性生殖传至后 代，但可采用克隆技术保存和繁殖代，但可采用克隆技术保存和繁殖) 2突变发生的稀有性突变发生的稀有性 突变率，指一定时间内突变发生的次数，即突变个体突变率，指一定时间内突变发生的次数，即突变个体 占观察总数的百分率。占观察总数的百分率。 遗传物质改变课件42 遗传物质改变课件43 金银眼猫 遗传物质改变课件44 遗传物质改变

17、课件45 3.可逆性可逆性 正向突变一般大于回复突变正向突变一般大于回复突变 4.多向性多向性某一基因突变为不同的等位基因，某一基因突变为不同的等位基因， A突变为突变为a1,a2,a3 复等位基因复等位基因在群体的不同个体中，位于同一座位在群体的不同个体中，位于同一座位 的多个基因。的多个基因。 5.重演性重演性 同种生物的某一突变在不同个体、不同时间、同种生物的某一突变在不同个体、不同时间、不同地不同地 点的重复出现。点的重复出现。 遗传物质改变课件46 6平行性平行性 亲缘关系相近的物种基因突变的相似性，亲缘关系相近的物种基因突变的相似性， 人、马、牛人、马、牛的白化基因；马、牛、猪的矮

18、的白化基因；马、牛、猪的矮 化基因。化基因。 7有利性和有害性有利性和有害性 有利性有利性创造新基因，增加多样性，提创造新基因，增加多样性，提 供育种素材，促进生物进化。供育种素材，促进生物进化。 有害性有害性破坏有机体的相对平衡和协调破坏有机体的相对平衡和协调 统一，生活力下降，甚至死亡。统一，生活力下降，甚至死亡。 有利和有害的相对性：有利和有害的相对性： 遗传物质改变课件47 爱尔兰大角鹿爱尔兰大角鹿 遗传物质改变课件48 二、突变方式及其遗传效应二、突变方式及其遗传效应 1突变方式突变方式 碱基替代（碱基置换）碱基替代（碱基置换）DNA分子中一分子中一 个碱基被另一个碱基所替代个碱基被

19、另一个碱基所替代 转换转换一个嘌呤被另一个嘌呤所替代，一个嘌呤被另一个嘌呤所替代， 或一个嘧啶被另一个嘧啶所替代。或一个嘧啶被另一个嘧啶所替代。 颠换颠换一个嘌呤被一个嘧啶所替代，或一个嘌呤被一个嘧啶所替代，或 一个嘧啶被一个嘌呤所替代。一个嘧啶被一个嘌呤所替代。 移码突变移码突变DNA碱基序列中插入或删除碱基序列中插入或删除 一个或多个（非的整倍数）碱基，使编码区一个或多个（非的整倍数）碱基，使编码区 该位点后的密码子改变，导致氨基酸发生错误该位点后的密码子改变，导致氨基酸发生错误 的现象。的现象。 遗传物质改变课件49 转换转换 ATA ATG CCC CCT 颠换颠换 ATA ATC C

20、CT CCA 移码移码 原序列.AAU GCG CAU UAC 插入AAAA UGC GCA UUA C 丢失UAAG CGC AUU AC 遗传物质改变课件50 2遗传效应遗传效应 碱基替代的遗传效应碱基替代的遗传效应 同义突变同义突变碱基替代后产生的密码子与原密码子编码同一氨基酸碱基替代后产生的密码子与原密码子编码同一氨基酸 CUUCUC亮氨酸亮氨酸AAAAGA精氨酸精氨酸 错义突变错义突变碱基替代后产生的密码子与原密码子编码不同氨基酸碱基替代后产生的密码子与原密码子编码不同氨基酸 UUUUCU苯丙氨酸苯丙氨酸丝氨酸丝氨酸 无义突变无义突变碱基替代后产生无义密码子（碱基替代后产生无义密码子

21、（UAA,UAG,UGA） 移码的遗传效应移码的遗传效应 插入或丢失碱基的位置以后的插入或丢失碱基的位置以后的DNA序列上的密码序列上的密码 子都发生改变。子都发生改变。 遗传物质改变课件51 镰状细胞贫血症镰状细胞贫血症 镰状细胞贫血镰状细胞贫血(sicklecellanemia)是是 一种常染色体隐性遗传一种常染色体隐性遗传(AR)。 HbS (镰状细胞贫血镰状细胞贫血) 链链 谷氨酸谷氨酸 6 缬氨酸缬氨酸 GAG GTG 遗传物质改变课件52 Herrick 遗传物质改变课件53 CHN H 2 CH 2 CH 2 COOH COOH CNH 2 C CH 3 COOH CH 3 H

22、H 遗传物质改变课件54 遗传物质改变课件55 遗传物质改变课件56 遗传物质改变课件57 在在HbSHbS中中, ,由于带负电的极性亲水谷氨酸被不带由于带负电的极性亲水谷氨酸被不带 电的非极性疏水缬氨酸所代替电的非极性疏水缬氨酸所代替, ,致使血红蛋白致使血红蛋白 的溶解度下降。在氧张力低的毛细血管区的溶解度下降。在氧张力低的毛细血管区,HbS,HbS 形成管状凝胶结构形成管状凝胶结构( (如棒状结构如棒状结构),),导致红细胞导致红细胞 扭曲成镰刀状扭曲成镰刀状( (即镰变即镰变) )。这种僵硬的镰状红细。这种僵硬的镰状红细 胞不能通过毛细血管胞不能通过毛细血管, ,加上加上HbSHbS的

23、凝胶化使血液的凝胶化使血液 的黏滞度增大的黏滞度增大, ,阻塞毛细血管阻塞毛细血管, ,引起局部组织器引起局部组织器 官缺血缺氧官缺血缺氧, ,产生脾肿大、胸腹疼痛产生脾肿大、胸腹疼痛( (又叫做又叫做 “镰形细胞痛性危象镰形细胞痛性危象”) )等临床表现。等临床表现。 遗传物质改变课件58 诱发基因突变的因素诱发基因突变的因素 根据基因突变发生的原因，可将突变分为自发根据基因突变发生的原因，可将突变分为自发 突变和诱发突变。突变和诱发突变。 在自然条件下，未经人工处理而发生的突变为在自然条件下，未经人工处理而发生的突变为 自发突变自发突变（spontaneous mutationsponta

24、neous mutation）。）。 经人工处理而发生的突变是经人工处理而发生的突变是诱发突变诱发突变 （induced mutaioninduced mutaion）。）。 能诱发基因突变的各种内外环境因素统称为能诱发基因突变的各种内外环境因素统称为诱诱 变剂变剂（mutagenmutagen）。）。 遗传物质改变课件59 物理因素物理因素 紫外线 紫外线的照射可使DNA顺序中相邻的嘧啶类碱 基结合成嘧啶二聚体，最常见的为胸腺嘧啶二 聚体（TT）。在复制或转录进行时，该处碱基 配对发生错误，从而引起新合成的DNA或RNA链 的碱基改变。 电离辐射 射线直接击中DNA链，DNA分子吸收能量后引

25、起 DNA链和染色体的断裂，片断发生重排，引起 染色体结构畸变 。 遗传物质改变课件60 紫外线诱发的胸腺嘧啶二聚体 遗传物质改变课件61 二聚体的形成二聚体的形成 遗传物质改变课件62 碱基类似物碱基类似物 某些碱基类似物可以取代碱基而插入某些碱基类似物可以取代碱基而插入DNADNA分子分子 引起突变引起突变 。 遗传物质改变课件63 5-BU引起的DNA碱基对的改变 5-BU5-BU与腺嘌呤（与腺嘌呤（A A）和鸟嘌呤（）和鸟嘌呤（G G）均可配对。如果）均可配对。如果5-BU5-BU取代取代T T 以后一直保持与以后一直保持与A A配对，所产生的影响并不大；若与配对，所产生的影响并不大；

26、若与G G配对，经配对，经 一次复制后，就可以使原来的一次复制后，就可以使原来的A-TA-T对变换成对变换成G-CG-C对对 遗传物质改变课件64 5溴尿嘧啶的诱变作用（溴尿嘧啶的诱变作用（1） 遗传物质改变课件65 5溴尿嘧啶的诱变作用（溴尿嘧啶的诱变作用（2） 遗传物质改变课件66 芳香族化合物 吖啶类和焦宁类等扁平分子构型的芳香族 化合物可以嵌入DNA的核苷酸序列中，导致碱 基插入或丢失的移码突变。 遗传物质改变课件67 （二）（二）DNA损伤的修复损伤的修复 紫外线损伤的修复：产生胸腺嘧啶二聚体（紫外线损伤的修复：产生胸腺嘧啶二聚体（TT） 光修复光修复 在光复活酶作用下，利用光能使损

27、伤的在光复活酶作用下，利用光能使损伤的DNA DNA 重新复原。重新复原。 暗修复（切除修复）暗修复（切除修复） 在内切酶、聚合酶、外切在内切酶、聚合酶、外切 酶、连接酶等作用下切除损伤部分并合成相应片段，使酶、连接酶等作用下切除损伤部分并合成相应片段，使DNA DNA 重重 新复原。新复原。 重组修复重组修复 通过通过DNADNA分子核苷酸链之间的重组来修分子核苷酸链之间的重组来修 复损伤。复损伤。 二聚体糖基酶修复系统（同尿嘧啶糖基酶修复系统）二聚体糖基酶修复系统（同尿嘧啶糖基酶修复系统） SOS SOS修复修复 DNADNA分子受到严重创伤时进行的急救性修复。分子受到严重创伤时进行的急救

28、性修复。 遗传物质改变课件68 DNA损伤的修复损伤的修复 生物体内存在着多种生物体内存在着多种DNADNA修复系统，当修复系统，当 DNADNA受到损伤时，在一定条件下，这些修受到损伤时，在一定条件下，这些修 复系统可以部分地修正复系统可以部分地修正DNADNA分子的损伤，分子的损伤， 从而大大降低突变所引起的有害效应，从而大大降低突变所引起的有害效应， 保持遗传物质的稳定性。保持遗传物质的稳定性。 遗传物质改变课件69 核酸内切酶先在嘧啶二核酸内切酶先在嘧啶二 聚体附近切开聚体附近切开DNADNA单链，单链， 然后以另一条正常链为模然后以另一条正常链为模 板，按碱基互补原则补齐板，按碱基互

29、补原则补齐 需切除部分的碱基序列，需切除部分的碱基序列， 最后由核酸外切酶切去含最后由核酸外切酶切去含 嘧啶二聚体的片段，并由嘧啶二聚体的片段，并由 连接酶将断口与新合成的连接酶将断口与新合成的 DNADNA片段连接起来。片段连接起来。 切除修复过程简图 遗传物质改变课件70 结合到结合到DNA分子上的诱变剂分子上的诱变剂 （原黄素、丫啶黄、亚黄素）（原黄素、丫啶黄、亚黄素） 遗传物质改变课件71 丫啶类的诱变机制丫啶类的诱变机制 遗传物质改变课件72 图图4-41光修复光修复 遗传物质改变课件73 小结小结 遗传信息的改变：染色体畸变、基因重遗传信息的改变：染色体畸变、基因重 组和基因突变组

30、和基因突变 染色体结构与数目的变异染色体结构与数目的变异 基因突变的类型及生物学意义基因突变的类型及生物学意义 遗传物质改变课件74 四、遗传变异的化学本质四、遗传变异的化学本质 DNADNA结构的改变将导致相应蛋白质一级结结构的改变将导致相应蛋白质一级结 构（氨基酸顺序）的变化，从而引起生构（氨基酸顺序）的变化，从而引起生 物特征或性状发生变异。物特征或性状发生变异。 所以，一切生物的变异和进化都可以认所以，一切生物的变异和进化都可以认 为是由于为是由于DNADNA结构的改变而引起蛋白质组结构的改变而引起蛋白质组 成和性质变化的结果。成和性质变化的结果。 遗传物质改变课件75 第22章 基因

31、表达调控基因表达调控 22.1基因的选择性表达是细胞基因的选择性表达是细胞 特异性的基础特异性的基础 22.2原核生物的基因表达调控原核生物的基因表达调控 22.3真核生物的基因表达调控真核生物的基因表达调控 遗传物质改变课件76 22.1基因的选择性表达是细胞特异性的基础 基因表达：遗传信息的转录和翻译过程。（中心法则）基因表达：遗传信息的转录和翻译过程。（中心法则） 基因调控：对基因表达过程的调节。基因调控：对基因表达过程的调节。 意义：多细胞生物通过基因调空实现细胞的分化、意义：多细胞生物通过基因调空实现细胞的分化、 形态发生和个体发育过程形态发生和个体发育过程 机制：某一体系在需要时被

32、打开，不需要时被关闭机制：某一体系在需要时被打开，不需要时被关闭 发生：转录水平和翻译水平上。发生：转录水平和翻译水平上。 遗传物质改变课件77 22.2 原核生物的基因表达调控 遗传物质改变课件78 原核生物功能相关的几个结构基因原核生物功能相关的几个结构基因 常常串连在一起，受一套调控基因的调常常串连在一起，受一套调控基因的调 节，组成操纵子（节，组成操纵子（operon）结构，并转）结构，并转 录生成同一个录生成同一个mRNA分子，称为多顺反分子，称为多顺反 子子mRNA，作为多种蛋白质合成的模板。，作为多种蛋白质合成的模板。 遗传物质改变课件79 DNARPOabcDNADNARPOa

33、bcDNA 启动子启动子 (promoter) 结构基因结构基因 (structural gene) 操纵基因操纵基因 (operator) 操纵子操纵子(operon) 调节基因调节基因 (regulatory gene) 原核生物的操纵子结构原核生物的操纵子结构 遗传物质改变课件80 DNAPOabcDNA 转录转录 翻译翻译 蛋白蛋白A 蛋白蛋白B 蛋白蛋白C 多顺反子多顺反子mRNAmRNA 原核生物基因表达原核生物基因表达 遗传物质改变课件81 1乳糖操纵子的调节机制乳糖操纵子的调节机制 遗传物质改变课件82 阻遏蛋白的负性调节阻遏蛋白的负性调节 当无诱导物乳糖存在时，调节基因当无诱

34、导物乳糖存在时，调节基因 编码的阻遏蛋白（编码的阻遏蛋白（repressorprotein） 处于活性状态，阻止处于活性状态，阻止RNA聚合酶与启动聚合酶与启动 基因的结合，则无法启动转录。基因的结合，则无法启动转录。R 遗传物质改变课件83 当有乳糖存在时，当有乳糖存在时，lac操纵子（元）即可操纵子（元）即可 被诱导。乳糖进入细胞，经被诱导。乳糖进入细胞，经半乳糖苷半乳糖苷 酶催化，转变为半乳糖。后者作为一种酶催化，转变为半乳糖。后者作为一种 诱导剂分子结合阻遏蛋白，使蛋白构象诱导剂分子结合阻遏蛋白，使蛋白构象 变化，导致阻遏蛋白与变化，导致阻遏蛋白与O序列解离、转序列解离、转 录发生。录

35、发生。 遗传物质改变课件84 2色氨酸操纵子的调节机制色氨酸操纵子的调节机制 遗传物质改变课件85 22.3 真核生物的基因表达 22.3.1不同细胞有特异性的基因表达方式 真核细胞的特异性是由于他们表达特定的 基因的结果(或者说是选择性基因表达的结果) 遗传物质改变课件86 真核基因的调控真核基因的调控 翻译调节 （translational control） 真核染色质体（DNA） 转录前调节 转录初级产物RNA （ProRNA）hnRNA 转录后加工的调节（RNA Processing control） 转运调节（RNA transport control） mRNA mRNA降解的调控

36、 mRNA降解物 多肽链 翻译后加工及蛋白质活性控制 （protein activity control） 活性蛋白失活蛋白 转录调节（transcription control） 遗传物质改变课件87 22.3.2 DNA的包装影响基因的表达 由核小体到染色体的结构方式调节基因的由核小体到染色体的结构方式调节基因的 表达表达. 如核小体可能阻止转录酶接近如核小体可能阻止转录酶接近DNA分子的方式分子的方式 起到了调节基因表达的作用起到了调节基因表达的作用 遗传物质改变课件88 核心组蛋白核心组蛋白 核小体核小体 遗传物质改变课件89 第一层次折叠，体积第一层次折叠，体积 减少减少6倍。倍。

37、第二层次折叠，直径第二层次折叠，直径30nm纤丝，每纤丝，每 周周6个核小体，致密度增加个核小体，致密度增加40倍。倍。 第三层次折叠，第三层次折叠，30nm纤丝折叠成柱纤丝折叠成柱 状结构致密度增加约状结构致密度增加约1000倍。倍。 在分裂期的染色体中，约在分裂期的染色体中，约 1m长的长的DNA分子约压缩分子约压缩8 000-10 000倍，容纳于直倍，容纳于直 径只有数微米的细胞核中。径只有数微米的细胞核中。 遗传物质改变课件90 异染色质化与基因的表达失活 遗传物质改变课件91 遗传物质改变课件92 遗传物质改变课件93 遗传物质改变课件94 真核细胞基因转录：真核细胞基因转录： 转录产物为单顺反子转录产物为单顺反子mRNA，即一个结，即一个结 构基因转录生成一个构