第二章基因結(jié)構(gòu)及其對(duì)基因操作的影響

一基因的概念二DNA的結(jié)構(gòu)三基因結(jié)構(gòu)及其對(duì)基因操作的影響

DNA—基因發(fā)展簡(jiǎn)史1847年Schleiden和Schwann提出“細(xì)胞學(xué)說(shuō)”生命的基本單位。1864-1910年孟德爾、摩根提出遺傳單位，形狀與基因相關(guān)聯(lián)。1936年Sumner證實(shí)酶是蛋白質(zhì)。1944年提出了DNA是遺傳信息的載體。1953年Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。1954年Crick提出遺傳信息傳遞規(guī)律（中心法則）1958年Meselson提出DNA半保留復(fù)制。1965年Jacob和Monod提出操縱子（operon）模型，DNA遺傳信息從mRNA到蛋白質(zhì)。1969年美國(guó)科學(xué)家Nirenberg破譯了DNA遺傳密碼。1980年Sanger設(shè)計(jì)出測(cè)定DNA分子內(nèi)核苷酸序列的方法。1993年Mullis發(fā)明了PCR儀2000年-2002年測(cè)定人類基因組核苷酸序列為30億bp，基因?yàn)?萬(wàn)多個(gè)一基因的概念（一）基因：通常也叫“順販子”，是遺傳的基本單位，它攜帶著某種RNA分子或蛋白質(zhì)分子的遺傳信息。從本質(zhì)上，基因是一段具有特殊功能的連續(xù)的脫氧核糖核苷酸序列，是構(gòu)成巨大遺傳染色體的組成成份。一基因的概念（二）基因是什么著名的肺炎球菌實(shí)驗(yàn)1928年，英國(guó)GriffithS型肺炎球菌：有莢膜，菌落表面光滑R型肺炎球菌：沒有莢膜，菌落表面粗糙一基因的概念結(jié)果說(shuō)明：加熱殺死的S型肺炎球菌中一定有某種特殊的生物分子或遺傳物質(zhì)，可以使無(wú)害的R型肺炎球菌轉(zhuǎn)化為有害的S型肺炎球菌這種生物分子或遺傳物質(zhì)是什么呢？紐約洛克非勒研究所

從加熱殺死的S型肺炎球菌將蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂類分離出來(lái)，分別加入到無(wú)害的R型肺炎球菌中結(jié)果發(fā)現(xiàn)，惟獨(dú)只有核酸可以使無(wú)害的R型肺炎球菌轉(zhuǎn)化為有害的S型肺炎球菌。結(jié)論：DNA是生命的遺傳物質(zhì)

更有說(shuō)服力的噬菌體實(shí)驗(yàn)

195年，Hershey和Chase病毒（噬菌體）放射性同位素35S標(biāo)記病毒的蛋白質(zhì)外殼，32P標(biāo)記病毒的DNA內(nèi)核，感染細(xì)菌。新復(fù)制的病毒，檢測(cè)到了32P標(biāo)記的DNA，沒有檢測(cè)到35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)，DNA在病毒和生物體復(fù)制或繁殖中的關(guān)鍵作用。二DNA的結(jié)構(gòu)（一）DNA的組成與結(jié)構(gòu)

堿基：腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）核糖：脫氧核糖磷酸DNA雙螺旋模型證實(shí)半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)DNA的半保留復(fù)制DNA的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞周期的S期，在解旋酶的作用下，首先雙螺旋的DNA可以同時(shí)在許多DNA復(fù)制的起始位點(diǎn)局部解螺旋并拆開為兩條單鏈，如此在一條雙鏈上可形成許多“復(fù)制泡”，解鏈的叉口處稱為復(fù)制叉。DNA的半保留復(fù)制

DNA的復(fù)制總是由5‘向3’方向進(jìn)行DNA的半保留復(fù)制保證了所有的體細(xì)胞都攜帶相同的遺傳信息，并可以將遺傳信息穩(wěn)定地傳遞給下一代。三基因結(jié)構(gòu)及其對(duì)基因操作的影響啟動(dòng)子是指確保轉(zhuǎn)錄精確而有效地起始的DNA序列終止子位于基因3’端,給予RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)的DNA序列DNA轉(zhuǎn)錄和RNA翻譯，即遺傳信息從基因流向RNA又流向蛋白質(zhì)的過(guò)程總稱為基因表達(dá)

轉(zhuǎn)錄的起始是基因表達(dá)的關(guān)鍵階段，是RNA聚合酶與啟動(dòng)子的相互作用。啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)影響它與RNA聚合酶的親和力，從而影響基因表達(dá)水平。三基因結(jié)構(gòu)及其對(duì)基因操作的影響（一）原核基因及其產(chǎn)物的共線性

基因決定蛋白質(zhì)的序列組成，是由密碼子對(duì)應(yīng)特定氨基酸所決定的。當(dāng)一個(gè)基因的核苷酸序列與其產(chǎn)物的氨基酸序列是一一對(duì)應(yīng)時(shí)，則表明它們是共線性的。在原核生物中，基因與其產(chǎn)物是共線性。三基因結(jié)構(gòu)及其對(duì)基因操作的影響（三）基因的重疊性與基因的可變性

DNA序列與蛋白質(zhì)序列的對(duì)應(yīng)關(guān)系不是單一的，單個(gè)DNA序列可編碼一個(gè)以上的蛋白質(zhì)