【正文】 就其化學(xué)組成上看，也是由四種核苷酸組成的多聚體。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 (二） DNA的分子結(jié)構(gòu) DNA分子是脫氧核苷酸的多聚體。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 表 91 核苷酸的化學(xué)組成 高等動(dòng)植物體內(nèi)，絕大部分的 DNA在細(xì)胞核內(nèi)的染色體上，它是構(gòu)成染色體的主要 成分，有少量的 DNA在細(xì)胞質(zhì)中，它存于葉綠體、線粒體等細(xì)胞器內(nèi)。應(yīng)用 RNA病毒進(jìn)行病毒重建試驗(yàn)，證明在只有 RNA而不具有 DNA的病毒中， RNA是遺傳物質(zhì)。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 噬菌體的感染試驗(yàn) (Hershey— chase試驗(yàn) ) 噬菌體 T2約有 60％的蛋白質(zhì)和 40％的 DNA，蛋白質(zhì)構(gòu)成其外殼，而 DNA藏在其頭部中。在 R型和 S型內(nèi)還可以按血清免疫反應(yīng)的不同，分成許多抗原型，常用 RI、 RII和 SI、 SII和 SIII等加以區(qū)別 早在 1928年，格里費(fèi)斯（ .）首先將一種類(lèi)型的肺雙鏈球菌 RII轉(zhuǎn)化為另一種類(lèi)型 SIII，實(shí)現(xiàn)了細(xì)菌遺傳性狀的定向轉(zhuǎn)化。這證明基因突變與 DNA分子的變異是密切聯(lián)系的。 DNA是所有生物的染色體所共有的，而某些生物的染色體上則沒(méi)有蛋白質(zhì)。但細(xì)胞核里的蛋白質(zhì)并沒(méi)有相似的分布規(guī)律。要了解基因的化學(xué)本質(zhì)是什么，首先要考慮基因所在染色體的化學(xué)成分。 上篇 第七章 細(xì)胞質(zhì)遺傳與植物的雄性不育性 第一節(jié) 遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ) 染色體的主要成分是 DNA和蛋白質(zhì)，雖然這兩種成分都在基因功能上起重要作用，但多數(shù)證據(jù)證明，基因的特性是由 DNA決定，或者說(shuō)遺傳信息貯存于 DNA中。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 DNA在代謝上較穩(wěn)定。 (4)DNA通常只存在于細(xì)胞核染色體上，但某些能自體復(fù)制的細(xì)胞器，如線粒體、葉綠 體有其自己的 DNA。 （二） DNA作為主要遺傳物質(zhì)的直接證據(jù) 如果 DNA的確是遺傳物質(zhì)，那么能否把 DNA和蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)觀察 DNA的作用呢 ?下面以微生物為例證明遺傳物質(zhì)確是 DNA或 RNA。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 十六年后，阿委瑞（ Avery， ）等用生物化學(xué)方法證明了這種活性物質(zhì)是 DNA。當(dāng)一個(gè)噬菌體感染 E． coli時(shí)，它的尾部吸附在菌體上。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 二 核酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)與自我復(fù)制 （一）兩種核酸及其分布 核酸 (nucleic acids)是一種高分子化合物，其基本結(jié)構(gòu)單位是核苷酸 (nueletide)。 RNA在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中都有，核內(nèi)更多地集合于核仁上，少量在染色體上。脫氧核苷酸是由堿基、脫氧核糖及磷酸連接起來(lái)構(gòu)成的。它與 DNA不同：① U代替了 T；②核糖代替了脫氧核糖；③絕大多數(shù) RNA以單鏈形式存在，但可折疊起來(lái)形成若干雙鏈區(qū)域，在這些區(qū)域內(nèi)，凡互補(bǔ)的堿基可以形成氫鍵。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 這樣隨著 DNA雙分子螺旋的完全拆開(kāi)，就逐漸形成了 2個(gè)新的 DNA分子，與原來(lái)的完全一樣。 RNA在傳遞 DNA遺傳信息和控制蛋白質(zhì)的生物合成中起著重要作用 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 。蛋白質(zhì)雖然種類(lèi)繁多，但都以同樣的20種氨基酸為單元前后連結(jié)而成。多肽鏈?zhǔn)堑鞍踪|(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 DNA鏈上的脫氧核苷酸序列決定了它所控制的多肽鏈上的氨基酸序列。 1966— 1967年完成的三聯(lián)體密碼表 (表 92)中的密碼子是經(jīng)互補(bǔ)轉(zhuǎn)錄于mRNA上的密碼順序。因此，第一個(gè)、第二個(gè)堿基比第三個(gè)堿基更為重要。 AUG兼有合成起始的信號(hào)。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 2 翻譯 (translation) 翻譯是指攜帶著轉(zhuǎn)錄遺傳信息的 mRNA附著在核糖體 (ribosome)上，把由轉(zhuǎn)移核糖體 (tRNA)運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)的各種氨基酸，按照 mRNA的密碼順序，相互連接起來(lái)成為多肽鏈，并進(jìn)一步折疊起來(lái)成為立體蛋白質(zhì)分子。每一個(gè) tRNA分子可以認(rèn)出一個(gè)特定的氨基酸，與這個(gè)氨基酸形成共價(jià)鍵，把它運(yùn)到核糖體上，在那兒找到自己的位置。如果把 rRNA從核糖體上拿掉，就會(huì)發(fā)生塌陷。在細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)，核糖體在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)；而在高等生物的細(xì)胞內(nèi)，它則附著在細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。運(yùn)送各種氨基酸的氨基酰 tRNA帶著自己所運(yùn)送的氨基酸，用它們的反密碼子依次分別與附著在核糖體上的 mRNA的互補(bǔ)密碼子相結(jié)合，其次卸下它們運(yùn)送的氨基酸，在轉(zhuǎn)肽酶的催化下，在核糖體上形成多肽鍵，隨著 mRNA逐漸移出核糖體，一條多肽鏈就逐漸被釋放出來(lái)。但以后隨著研究的不斷深入，中心法則有了新的發(fā)展。以后摩爾根及其同事們以果蠅、玉米為材料，經(jīng)過(guò)大量研究，建立了以基因和染色體為主體的經(jīng)典遺傳學(xué)。 ，它控制著正在發(fā)育有機(jī)體的某一個(gè)或某些性狀。例如，在一個(gè)基因的區(qū)域內(nèi)，仍然可以劃分出若干個(gè)起作用的小單位?？尚〉街话粋€(gè)核苷酸對(duì)。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 三 現(xiàn)代基因概念的新發(fā)展 —— 基因的多樣性 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 但 20世紀(jì) 70年代后，發(fā)現(xiàn) :所謂重疊基因、重復(fù)基因、間隔基因和跳躍基因的存在，使基因的概念又有了新的發(fā)展。 （ splitting gene） 在真核生物中，基因是間隔的，其結(jié)構(gòu)包括可轉(zhuǎn)錄可翻譯的外顯子（ extron），也包括可轉(zhuǎn)錄但不翻譯的內(nèi)含子（ intron），二者鑲嵌排列。假基因是與功能性基因密切相關(guān)的DNA序列，它的產(chǎn)生可能是由于相應(yīng)的正?；蛉笔А⒉迦牒蜔o(wú)義突變失去閱讀框而不能編碼蛋白質(zhì)產(chǎn)物。 一 直接作用 在生物的個(gè)體發(fā)育中，處于活躍狀態(tài)的基因?qū)⑺鼣y帶的遺傳密碼，通過(guò) mRNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯，如果最后產(chǎn)品是結(jié)構(gòu)蛋白或功能蛋白，那么基因的變異可直接影響到蛋白質(zhì)的特性，從而表現(xiàn)出不同的遺傳性狀，這就是直接作用。為什么 T表現(xiàn)高莖，而 t表現(xiàn)為矮莖呢？研究表明，這主要是由于高莖品種中含有一種能促進(jìn)莖部節(jié)間細(xì)胞伸長(zhǎng)的物質(zhì) —— 赤霉素，而矮莖品種中則沒(méi)有這種物質(zhì)。廣義的遺傳工程包括基因工程、細(xì)胞工程、染色體工程、細(xì)胞器工程等等，狹義的遺傳工程是指基因工程。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 基因工程可以繞過(guò)遠(yuǎn)緣有性雜交的困難，利用無(wú)性的操作技術(shù)使基因在微生物、植物、動(dòng)物等各大系統(tǒng)間進(jìn)行交流，以便迅速地和定向地獲取人類(lèi)所需要的新的生命類(lèi)型，這樣就使遺傳學(xué)與育種學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的階段。把目的基因與載體結(jié)合成重組 DNA分子，即進(jìn)行基因的體外重構(gòu)；③外源 DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞。它們是基因工程中的基本工具，其中最重要的是限制性核酸內(nèi)切酶和 DNA連接酶，其它常用工具酶包括 DNA多聚酶、反轉(zhuǎn)錄酶、核酸酶 H、堿性磷酸酶等。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別 DNA的特定堿基序列，并把 DNA鏈在特定位點(diǎn)切斷。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件