基因概念的发展

第八章基因概念的发展一、基因和DNA1、测序：（1）、化学降解法美国A.Maxam

和W.Gilbert发明标记32P-TCAG32P-TCAGCCCCATG32P-TCAGCCCCATGG32P-TCAGCCCCATGGTTAAGT处断裂

TCAGCCCCATGGTTAAGA-------单链DNA

32P-TCAGCCCCATGGTTAAGA32P-T32P-TCAGCCCCAT32P-TCAGCCCCATGGT32P-TCAGCCCCATGGTT32P-TC32P-TCAGC32P-TCAGCC32P-TCAGCCC32P-TCAGCCCC32P-TCAGCCCC32P-TCA32P-TCAGCCCCA32P-TCAGCCCCATGGTTA32P-TCAGCCCCATGGTTAA32P-TCAGCCCCATGGTTAAGAA处断裂C处断裂G处断裂

TCAG电泳放射自显影（2）双脱氧终止法（链终止法）（英）F.Sanger和A.X.Coulson发明CCCHCHO四种碱基HHHH-O-P-O-P-O-P-O-CH2O-O-O-OOO

双脱氧核苷酸DNAsequencingusingthechainterminationmethod.DNAsequencinggelshowingtheseparationoffragmentsinthefoursequencingreactions(oneperlane).InDNAsequencingusingdideoxynucleotideslabeledwithfluorescentdyes,allfourddNTPsareaddedtothesametube,andduringprimerextension,allcombinationsofchainsareproduced.2、隔裂基因和重叠基因

(1)、隔裂基因（splitgene）

内含子(intron)外显子(exon)(2)重叠基因（overlappinggenes）1977,Sanger:ΦX174测序ABCABCABCABCABCABCABC……...基因基本特性：①自体催化②异体催化③突变通读框（openreadingframe）二、生化突变型与一基因一酶学说

1941，Beadle&Tatum

提出：“onegeneoneenzyme”hypothesis

↓↓↓↓N-乙酰鸟氨酸瓜氨酸精氨精氨酸鸟氨酸琥珀酸氨甲酰磷酸天冬氨酸

图：精氨酸生物合成途径

乙酰鸟鸟氨酸精精氨琥珀精氨琥珀氨酸酶氨甲酰酶酸合成酶酸裂解酶BeadleandTatum:一个基因---一种酶

OneGene---OneEnzymeXraysMMCMMMVitaminsAminoacids

Purinesandpyrimidines

X射线诱导处理红色面包霉，筛选出被诱导的突变体来进行实验。根据遗传分析和大量研究，他们认为基因发生突变，就可能导致酶活性的丧失。

红色链孢霉实验(1)突变品系基本基本培养基加培养基鸟氨酸瓜氨酸精氨酸arg－－－＋cit－－＋＋orn－＋＋＋鸟氨酸(Ornithine),瓜氨酸(Citrulline)精氨酸(Arginine)红色链孢霉实验(2)突变品系基本基本培养基加培养基[A][C][O]arg－－－－cit－＋－－orn－＋＋－[A],[C],[O]分别为arg,cit

和orn突变品系的细胞提取物

三、人类酶缺陷的遗传基础

１.半乳糖血症（Galactosemia）２.白化病（albinism）

酪氨酸酶酪氨酸酶

酪氨酸多巴多巴醌

多巴色素5,6二羟吲哚

+蛋白质吲哚5,6醌黑色素黑素蛋白３.苯丙酮尿症（phenylketonuria,PKU）

蛋白质苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸酪氨酸苯丙酮酸

４.莱一尼二氏症（Lesch-Nyhan

syndrome）(自毁容貌综合征)

鸟苷酸次黄苷酸

HGPRT鸟苷次黄苷

鸟嘌呤次黄嘌呤

HGPRT：次黄嘌呤－鸟黄嘌呤嘌呤磷酸核苷转移酶

尿酸１、基因是结构单位，不能由交换分开。总结：２、基因是突变单位，在基因内部无可以改变的更小单位。３、基因是作用单位，能产生特定的表型效应，基因的部分如果有也不起作用。４、染色体是基因的载体。念珠理论——经典遗传学的基因论基因是一种化学实体，以念珠状直线排列在染色体上，随染色体复制，在有丝分裂和减数分裂中有规律地进行分配，并具有相对稳定性。1.染色体是基因的载体或转运者，允许基因有序分离与组合；2.基因是最小重组单位，不可分，交换只能发生在基因间；3.基因是最小突变单位，以一个整体进行突变，内部不再有可变化的更小组分；4.基因是一个功能单位。它控制有机体某个或一些性状。可将重组单位和突变单位合称为结构单位，因而基因既是一个结构单位，又是一个功能单位。四、基因的精细结构萌发

有丝分裂１、顺反子材料：曲霉菌（Ａspergillusnidulans）(1)生活史：菌丝Ａ（ｎ）菌丝ａ（ｎ）

分生孢子（ｎ）分生孢子（ｎ）

菌丝Ａ菌丝ａ融合（异核体）二倍体核（２ｎ）菌丝（２ｎ）分生孢子（２ｎ）

菌丝（２）突变型：腺嘌呤缺陷型ad16—ad8

实验结果：

①两个缺陷型的杂合体仍然是缺陷型。－－说明什么？②后代中大约出现0.14%的野生型。－－又说明什么？

体细胞交换：体细胞联会通常情况下，有丝分裂过程中各条染色体在细胞内随机分布，同源染色体间在空间分布上互不影响。但是在一些动植物的体细胞有丝分裂中观察到一些非随机分布现象，其同源染色体在空间分布上有相互靠近的倾向，甚至，会出现同源染色体紧密、平行配对的现象。ad16++ad8+ad16+ad16ad8++ad8abcdad16+ad16ad8+++ad8

ad16++ad8++ad16ad8(1)突变型：ac组合（2）野生型：bd组合（3）突变型：ad组合（4）野生型：bc组合ad16ad8++ad16++ad8顺式：反式：有缺陷正常有缺陷有缺陷野生型突变型顺反子：顺反位置效应：

2、互补实验材料：T4噬菌体

野生型rⅡ+

BK（λ）BK（λ）快速溶菌型rⅡBenzer顺反子概念和基因内重组DiscoveryofRecombinationWithintheGene

m1rIIA

Chromosomecarringmutation1m2rIIA

Chromosomecarringmutation2RecombinationwithinthegeneChromosomecarringmutation1and2Wildtype

Benzer将两个rIIA突变型对B株进行混合感染，再让释放的子代噬菌体感染K株。出现了野生型噬菌体。

r47r47

r47++r104

精细作图r47++r106

r47++r102

B菌株K菌株

2×重组型噬菌体数总噬菌体数2×K菌苔上的噬菌斑数B菌苔上的噬菌斑数Rf=×100%Rf

=×100%

r106r51++r106++r51

顺反测验r471