遗传学教学课件：第六章 基因的精细结构

第六章基因的精细结构第一节基因的概念一、基因概念的发展1865年，孟德尔——遗传因子1909年，丹麦Johannson提出基因一词——形成颗粒遗传学说1910年，孟德尔，果蝇实验，染色体在细胞分裂的行为与基因行为平行染色体是基因的载体，直线排列。

基因是功能单位、突变单位、交换单位DNA是遗传物质1928年，Griffith首次发现肺炎双球菌的转化作用1944年，Avery等体外重复上述试验，证明转化因子是DNAⅢS型有毒DNA+ⅡR细菌ⅢS型离体条件下转化为活，无毒R型活，有毒S型+活，有毒S型加热杀死基因是由功能的DNA片断20世纪40年代，提出一个基因一个酶假说1953年，Watson,Crick提出DNA的双螺旋结构1957年，Crick提出中心法则1961年，Crick提出三联体密码子1957年，Benzer用大肠杆菌T4噬菌体为材料，分析基因内部的精细结构，提出顺反子（cistor),证明基因是DNA分子上的一个特定区段，就其功能来讲是一个独立的单位。一个基因内含有多突变子和重组子，最小到每一对核苷酸突变子muton：可产生变异的最小单位重组子（recon)：不能由重组分开的最小单位顺反子（cistor):负责编码特定遗传信息的功能单位叫顺反子操纵子模型1961年，F.Jacob和J.Monod研究大肠杆菌乳糖代谢突变体提出操纵子学说（operontheory)——1965年诺贝尔奖I抑制基因IZ：lacZ编码ß-半乳糖甘酶L前导序列O操纵子（operator)P启动子（promoter）YLZOPAIY：渗透酶A：编码乙酰转移酶LacZ:编码ß-半乳糖甘酶，乳糖葡葡糖+半乳糖LacY：渗透酶，增加糖的透性，使细菌从培养基中摄取乳糖LacA：编码乙酰转移酶，参与乳糖降解中副产物的去毒作用半乳糖甘酶乳糖+阻遏蛋白ß-半乳糖甘酶乳糖葡葡糖+半乳糖葡葡糖跳跃基因和断裂基因的发现20世纪50年代B.McClintock,玉米的控制子，遗传因子可以移动位置。60年代末，大肠杆菌中发现可移动位置的插入序列真核、原核生物中的普遍现象基因组的某些成分可以移动位置，这个可以移动位置的成分称为跳跃基因，也成为转座子70年代发现，绝大多数真核生物的基因是不连续的，被一些不编码的序列所隔开，称为断裂基因。断裂基因：重叠基因：1978年，在噬菌体中发现重叠基因：一个基因序列可被包含在另一个基因中，两个基因序列部分重叠。二、基因的类别1、结构基因与调节基因：转录成mRNA,翻译成多肽链，构成结构蛋白及催化作用的酶调解基因，翻译成阻遏蛋白或激活蛋白。2、核糖体RNA基因\转移RNA基因，简称rDNA\tDNA只转录RNA,不翻译成多肽链。rDNA专门转录核糖体RNA——与相应的蛋白质结合形成核糖体，翻译场所tDNA专门转录转移RNA——激活氨基酸，再被转移到核糖体上，按mRNA的信息连接成多肽。多拷贝，拷贝数改变，后果部严重。3、启动子、操纵子基因不能转录，不能称为基因启动子：转录时RNA多聚酶的起始于DNA结合的部位。操纵子：阻遏蛋白或激活蛋白（调节基因的产物）与DNA结合的部位。操纵子调节基因tDNArDNA启动子RNA多聚酶结构基因rRNAtRNAmRNAmRNA操纵子调节基因tDNArDNA启动子RNA多聚酶结构基因rRNAtRNAmRNAmRNA三、基因与DNA基因是一个含有特定遗传信息的DNA分子区段怎样判断一个特定的核苷酸序列是不是基因？转录RNA核苷酸序类翻译多肽链的氨基酸序列DNA核苷酸序列是否对应？测序第二节重组测验反式排列：2个突变基因在两条染色体上顺式排列：-----------同时排在一条染色体上，另一条染色体上的两个位点正常顺反效应：由于这种基因排列方式不同而表型不同的现象,称顺反效应.a1a2a1a2野生型突变型野生型等位基因非等位基因---属于不同的基因座位1955年提出顺反子------功能的最小单位,并表示顺反的位置效应假设某基因受一种调控蛋白的控制,只有在调控蛋白与该基因的启动子位点结合时,该基因才能表达.根据互补测验原理,将顺式反式排列形成酶这一概念,扩展到调控元件与基因之间互作的分析中:顺式调控:如果基因的启动子位点发生突变,

调控蛋白不能识别这个位点,-----不能转录RNA基因不能表达.突变只影响邻近的编码序列,该基因不能表达,不影响其他基因这种突变成为:顺式调控反式调控如果调控蛋白发生突变,形成的调控蛋白不能与这个基因的启动子结合,将影响与该蛋白结合的所有等位基因位点,导致这些基因不能表达.这种突变称为-----反式调控基因调控生物的每个细胞含有该生物的整套遗传密码,不同的细胞选用自己需要的密码子进行转录与翻译.基因调控:生物控制基因产物合成的机制原核生物的基因调控原