【正文】 細(xì)胞中 Y染色質(zhì)的數(shù)目與 Y染色體的數(shù)目相同 。 ．染色質(zhì) ．性染色質(zhì) ． Y染色質(zhì) 生命的遺傳與變異 正常男性的間期細(xì)胞用熒光染料染色后 ，在細(xì)胞核內(nèi)可出現(xiàn)一個(gè)圓形或橢圓形的強(qiáng)熒光小體 ， 直徑為 ?m左右 ， 稱為 Y染色質(zhì) 。 ．染色質(zhì) ．性染色質(zhì) ． X染色質(zhì) 生命的遺傳與變異 失活的 X染色體上的基因并非都失去了活性 ， 有一部分基因仍保持其轉(zhuǎn)錄活性 。 ．染色質(zhì) ．性染色質(zhì) ． X染色質(zhì) 生命的遺傳與變異 1949年 ， Barr等人發(fā)現(xiàn)在雌貓神經(jīng)元細(xì)胞間期核中有一個(gè)染色很深的濃縮小體 ， 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)在其它雌性哺乳類動(dòng)物 （ 包括人類 ）也同樣有這種顯示性別差異的結(jié)構(gòu) ， 稱為 性染色質(zhì)體 (sexchromatin body)， 也稱 X染色質(zhì) 或巴氏小體 (Barr body)。 ．染色質(zhì) ．性染色質(zhì) 生命的遺傳與變異 性染色質(zhì) (sex chromatin)是在間期細(xì)胞核中染色體的異染色質(zhì)部分顯示出來的一種特殊結(jié)構(gòu) 。 ．染色質(zhì) ．常染色質(zhì)與異染色質(zhì) 生命的遺傳與變異 常染色質(zhì) (euchromatin)是指在細(xì)胞間期處于解螺旋狀態(tài)的具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì) ， 呈松散狀 ， 染色較淺 ， 著色均勻 。 所以 ， 染色體和染色質(zhì)是同一種物質(zhì)在細(xì)胞周期不同時(shí)期中所表現(xiàn)的兩種不同存在形式 。 細(xì)胞周期的不同時(shí)相 ， 染色質(zhì)有不同的存在狀態(tài) 。 生命的遺傳與變異 ．基因突變與修復(fù) ．基因突變 ． 基因突變類型 ．動(dòng)態(tài)突變 (Huntington disease) 正?；? AGU CAG CAG CAG TTT n=9~34 突變基因 AGU CAG CAG CAG TTT n=37~100 ．基因突變與修復(fù) ． DNA的修復(fù) 生命的遺傳與變異 DNA復(fù)制過程中出現(xiàn)的差錯(cuò) ， 或者受各種內(nèi)外不利環(huán)境因素所造成的 DNA損傷 ， 通過 DNA修復(fù)系統(tǒng)能得到修復(fù) ， 正因?yàn)槿绱?， 進(jìn)一步保證了DNA的穩(wěn)定性 。 生命的遺傳與變異 ．基因突變與修復(fù) ．基因突變 ． 基因突變類型 ．堿基替換 ? 終止密碼突變 (termination codon mutation) AUG CAU UCC ?? AGA AUU UAA AAG Met His Ser ?? Arg Ile AUG CAU UCC ?? AGA AUU AAA AAG Met His Ser ?? Arg Ile Lys Lys 生命的遺傳與變異 ．基因突變與修復(fù) ．基因突變 ． 基因突變類型 ．移碼突變 是指在 DNA編碼序列中插入或缺失一個(gè)或幾個(gè)堿基對 （ 不是 3個(gè)或 3的倍數(shù) ） ， 造成這一突變位置以后的所有密碼子發(fā)生了移位錯(cuò)誤 ， 導(dǎo)致編碼框架改變 ， 結(jié)果突變點(diǎn)以后的氨基酸種類和順序發(fā)生改變 ， 影響蛋白質(zhì)的生物功能 。 生命的遺傳與變異 ．基因突變與修復(fù) ．基因突變 ． 基因突變的概念 ? 不利于個(gè)體的生存和生育能力 ? 可能對個(gè)體的生產(chǎn)帶來一定好處 ? 后果較微 ， 不產(chǎn)生可察覺的效應(yīng) ， 或者只表現(xiàn)為個(gè)體間的遺傳多態(tài) 生命的遺傳與變異 ．基因突變與修復(fù) ．基因突變 ． 基因突變類型 ．堿基替換 DNA分子中的一個(gè)堿基被另一個(gè)不同的堿基所替代 ， 稱為 堿基置換 ， 是 DNA分子中單個(gè)堿基的改變 ， 也稱為 點(diǎn)突變 (point mutation)。 在自然界中 ，任何生物都會(huì)以一定的頻率自發(fā)突變 。 生命的遺傳與變異 ．基因的表達(dá)與調(diào)控 ．基因表達(dá)的調(diào)控 ． 翻譯后修飾 分泌型多肽先合成蛋白質(zhì)前體 ， 其 N末端的信號序列引導(dǎo)蛋白前體定位于膜上 ， 然后信號肽被切除 ， 成為有功能的蛋白質(zhì) ， 這些都屬于翻譯后調(diào)控 。 生命的遺傳與變異 ．基因的表達(dá)與調(diào)控 ．基因表達(dá)的調(diào)控 ． 翻譯后修飾 翻譯后需要對多肽鏈進(jìn)一步加工修飾 ， 才能成為具有一定空間結(jié)構(gòu)和生物活性的蛋白質(zhì) 。 這種加工的效率 、 剪接加工的選擇性以及mRNA的穩(wěn)定性都直接影響基因表達(dá) 。 基因啟動(dòng)子 、 增強(qiáng)子中有些保守的序列能與轉(zhuǎn)錄因子特異性的結(jié)合 ，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄 ， 這些序列稱為 順式作用元件 。 有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì) 較松散 ， 與 DNA結(jié)合的組蛋白乙酰化使之結(jié)合較弱 ， 在 S期早期復(fù)制 ，DNA甲基化相對少 。 生命的遺傳與變異 ．基因的表達(dá)與調(diào)控 ．基因表達(dá)的調(diào)控 人體所有體細(xì)胞含有相同的基因組 ， 有些基因在許多細(xì)胞中都表達(dá) ， 就稱為 持家基因(housekeeping gene)；而某些基因只在特定細(xì)胞發(fā)育特定階段或細(xì)胞特定功能狀態(tài)下才有表達(dá) ， 稱為 奢侈基因 (luxury gene)。 生命的遺傳與變異 ．基因的表達(dá)與調(diào)控 ．基因的表達(dá) ． 翻譯 (translation) ? 核糖體：蛋白質(zhì)合成的場所 ? mRNA：攜帶著 DNA的信息 ? tRNA：轉(zhuǎn)移氨基酸 的 “ 搬運(yùn)工 ” 生命的遺傳與變異 ．基因的表達(dá)與調(diào)控 ．基因的表達(dá) ． 翻譯 (translation) 翻譯過程是多個(gè)甚至幾十個(gè)核糖體在同一個(gè) mRNA分子上進(jìn)行翻譯 ， 形成多聚核糖體 ，因此以同一條 mRNA為模板 ， 按不同進(jìn)度翻譯出許多相同的多肽鏈 。 生命的遺傳與變異 ．基因的表達(dá)與調(diào)控 ．基因的表達(dá) ． 轉(zhuǎn)錄 (transcription) ? 加尾 (tailing) ? 保持 3?末端穩(wěn)定性 ? 促使 mRNA由細(xì)胞核運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)中 生命的遺傳與變異 ．基因的表達(dá)與調(diào)控 ．基因的表達(dá) ． 翻譯 (translation) 按照 mRNA中堿基順序轉(zhuǎn)譯成氨基酸序列的過程 ， 即以 RNA為模板合成蛋白質(zhì)多肽鏈的過程 。 生命的遺傳與變異 ．基因的表達(dá)與調(diào)控 ．基因的表達(dá) ． 轉(zhuǎn)錄 (transcription) ? 剪接 (splicing) 是在酶和核內(nèi)小分子 RNA的作用下 ， 按GTAG法則將 hnRNA中的內(nèi)含子切掉 ， 然后把各個(gè)外顯子按照一定順序準(zhǔn)確的拼接起來 ，形成可以連續(xù)編碼的 mRNA鏈的過程 。 生命的遺傳與變異 ．基因的表達(dá)與調(diào)控 ．基因的表達(dá) ． 轉(zhuǎn)錄 (transcription) 轉(zhuǎn)錄 的 RNA 分 子 稱 為 核 內(nèi) 異 質(zhì) RNA (hnRNA)， 它包括外顯子 、 內(nèi)含子和部分側(cè)翼序列 。 生命的遺傳與變異 ．基因的表達(dá)與調(diào)控 生命的遺傳與變異 ．基因的表達(dá)與調(diào)控 ．基因的表達(dá) ． 轉(zhuǎn)錄 (transcription) 轉(zhuǎn)錄 是 DNA分子中的遺傳信息傳遞給RNA的過程 。 生命的遺傳與變異 ．基因的表達(dá)與調(diào)控 基因表達(dá) (gene expression)是 DNA分子中所蘊(yùn)藏的遺傳信息通過轉(zhuǎn)錄和翻譯生成具有生物活性的蛋白質(zhì)或通過轉(zhuǎn)錄形成 RNA發(fā)揮功能作用的過程 。 生命的遺傳與變異 ． DNA復(fù)制 ．半不連續(xù)復(fù)制 ? 前導(dǎo)鏈 (leading strand) ? 后隨鏈 (lagging strand) 岡崎片段 (Okazaki fragment) 生命的遺傳與變異 ． DNA復(fù)制 ．復(fù)制子 真核生物的 DNA復(fù)制有許多復(fù)制起點(diǎn) ， 一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)所進(jìn)行復(fù)制的 DNA區(qū)段為復(fù)制單位 ，稱為 復(fù)制子 (replicon)。 DNA復(fù)制的特點(diǎn)就在于能準(zhǔn)確的自我復(fù)制 。 生命的遺傳與變異 ．基因的結(jié)構(gòu) ．側(cè)翼序列 ．啟動(dòng)子 Exon Intron TATA box 生命的遺傳與變異 Exon Intron TATA box CAAT box ．基因的結(jié)構(gòu) ．側(cè)翼序列 ．啟動(dòng)子 生命的遺傳與變異 Exon Intron TATA box CAAT box GC box ．基因的結(jié)構(gòu) ．側(cè)翼序列 ．啟動(dòng)子 生命的遺傳與變異 Exon Intron TATA box CAAT box GC box Enhancer ．基因的結(jié)構(gòu) ．側(cè)翼序列 ．增強(qiáng)子 生命的遺傳與變異 Exon Intron TATA box CAAT box GC box Enhancer AATAAA ．基因的結(jié)構(gòu) ．側(cè)翼序列 ．終止子 生命的遺傳與變異 側(cè)翼序列中的啟動(dòng)子 、 增強(qiáng)子 、 終止子等 ，均屬于基因轉(zhuǎn)錄的順式作用調(diào)控元件 ， 也稱 調(diào)控序列 ， 對基因表達(dá)起調(diào)控作用 。 ．基因的結(jié)構(gòu) ? 斷裂基因 生命的遺傳與變異 ．基因的結(jié)構(gòu) ．外顯子和內(nèi)含子 ? GTAG法則 Exon Intron 生命的遺傳與變異 ．基因的結(jié)構(gòu) ．側(cè)翼序列 基因的 5?端和 3?端兩側(cè)都有一段不被轉(zhuǎn)錄的非編碼區(qū) ， 稱為 側(cè)翼序列 ， 對基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控起主要作用 。 這是真核生物基因結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 。 ? 串聯(lián)重復(fù)序列 (tandem repetitive sequence) ? 分散重復(fù)序列 (interspersed repetitive sequence) ．人類基因組 ．核基因組及其主要特征 ．重復(fù)序列 (repetitive sequence) ．串聯(lián)重復(fù)序列 生命的遺傳與變異 通常是指短串聯(lián)重復(fù) DNA序列，一般重復(fù)的長度為 2~200bp，大多數(shù)重復(fù)的拷貝數(shù)多 (高度重復(fù) )，長度可達(dá) 105 bp ，也稱為 衛(wèi)星 DNA (satellite DNA)。 ．人類基因組 ．線粒體基因組及其主要特征 生命的遺傳與變異 復(fù)合物 Ⅰ 細(xì)胞色素 B 復(fù)合物 Ⅳ ATP酶 8/6 tRNA rRNA ．人類基因組 ．線粒體基因組及其主要特征 生命的遺傳與變異 ? 自主復(fù)制 ? 突變率高 ? 母系遺傳 ．人類基因組 ．核基因組及其主要特征 生命的遺傳與變異 ? 核內(nèi) DNA為雙鏈線狀 DNA分子 ? 每個(gè)基因組 DNA約有 109 bp ? 共有 ~ ? 基因在基因組內(nèi)的分布不均勻 ．人類基因組 ．核基因組及其主要特征 ．單一序列 (unique sequence) 生命的遺傳與變異 在基因組中只出現(xiàn)一次或少數(shù)幾次的 ， 也稱 單拷貝序列 ， 約占基因組的 60%~70%， 其中有編碼蛋白質(zhì)和酶的基因 。 ． DNA結(jié)構(gòu)特征及其生物學(xué)意義 ． 1953， Watson和 Crick提出并確定了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) 生命的遺傳與變異 ? DNA分子中堿基的排列順序就是 DNA序列 ， 遺傳信息就儲(chǔ)存在 DNA分子的堿基排列順序中 ? DNA分子的雙螺旋堿基互補(bǔ)結(jié)構(gòu)是復(fù)制和修復(fù)的基礎(chǔ) ? DNA分子雙鏈的互補(bǔ)性是 DNA分析技術(shù)的基礎(chǔ) ．人類基因組 生命的遺傳與變異 人類細(xì)胞中所有的遺傳信息就構(gòu)成了人類基因組 ， 即人類細(xì)胞中所含有的所有 DNA序列總和 。 生命的遺傳信息蘊(yùn)藏在 DNA分子的核苷酸順序中 ， 通過 DNA的準(zhǔn)確復(fù)制 ， 將遺傳信息傳遞給下一代；通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 ， 控制著細(xì)胞的代謝 、 生長 、 增殖和分化 ， 決定生物體的表型 。 ? 變異： 遺傳現(xiàn)象是相對的 ， 親子之間或子代個(gè)體之間無論多么相似 ， 總是存在差異的現(xiàn)象 。 生命的遺傳與變異 ? 生殖： 當(dāng)生物生長發(fā)育到一定階段 ， 能夠產(chǎn)生與自己相似的個(gè)體 。 卵裂的特點(diǎn)是細(xì)胞數(shù)目迅速增多 ， 但胚胎體積并不增大 ， 細(xì)胞體積隨著分裂逐漸變小 。 精 、 卵原核的核膜消失 ， 兩原核染色體組互相混合 ， 進(jìn)行第一次卵裂 ， 新的生命開始 。 生命的基本單位 —— 細(xì)胞 ．受精 ．雌、雄原核形成與融合 精子核進(jìn)入卵內(nèi)后 ， 核膜崩潰 ， 被激活的卵胞漿中某種 （ 些 ） 因子的刺激下 ， 高度濃縮的精子核染色質(zhì)解凝聚 ， 核內(nèi)精蛋白被組蛋白替換 ，新形成的原核膜包在染色質(zhì)外周 ， 形成 雄原核 。 生命的基本單位 —— 細(xì)胞 ．受精 ．雌、雄原核形成與融合 精卵開始融合時(shí) ， 次級卵母細(xì)胞被激活 ， 完成第二次減數(shù)分裂 ， 形成卵細(xì)胞和第二極體 。 激活后的卵胞漿 ， 發(fā)生細(xì)胞外排作用 ， 排出皮質(zhì)顆粒 。 三者之一缺如則該精子不能進(jìn)入卵內(nèi) 。 生命的基本單位 —— 細(xì)胞 ．受精 ．精卵融合 (spermegg fusion) 精子穿過卵透明帶后 ， 進(jìn)入卵黃周間隙 ， 其頭部與卵膜接觸 ， 頭部赤道段的細(xì)胞膜首先與卵膜發(fā)生融合 ， 精子細(xì)胞 膜通過融合成為卵膜的 一部分 ， 整個(gè)精子也就 進(jìn)入卵中 ， 這個(gè)過程稱 為 精卵融合 。