基因概念之我见.ppt

2019/11/14,Definition of Gene,1,基因概念之我见,上海交通大学生命科学技术学院 乔中东 E-mail: zdqiao,2019/11/14,Definition of Gene,2,问题的由来,I：inhibitor P：prompter O：operator 操纵基因、操作子、操作元件、操纵子?,2019/11/14,Definition of Gene,3,1866年 Mendel提出了控制生物性状的单位因子(unit factors),Mendel所说的因子是控制一个表型性状的, 例如花的颜色、果实的颜色和形状等。,2019/11/14,Definition of Gene,4,One mutant gene-one metabolic block,1900 年，Mendel的工作被再发现的时候，英国的内科医生Archibald Garrod爵士 正在研究几种先天性疾病。 其中一个遗传性疾病是 苯丙酸尿症, 这种病因尿液暴露于空气中变黑很容易鉴别。,2019/11/14,Definition of Gene,5,萨顿于1903年发现染色体行为与遗传因子行为一致，提出了染色体是遗传因子的载体。,Walters S. Sutton, 18761916,约翰逊(W. L. Johannson，18571927，丹麦遗传学家)，1909年提出用基因(gene)这个术语代替孟德尔的遗传因子 (由达尔文提出的泛生子Pangene最后一个音节而来) ，其意思与Mendel的遗传因子相一致。,2019/11/14,Definition of Gene,6,摩尔根18661945 (Tomas Hunt Morgan美国实验遗传学家)创立了以染色体遗传为核心的细胞遗传学,于1933年获诺贝尔奖。,他在1926年出版了基因论。指出基因是决定遗传的化学物质，存在于染色体上，完善了基因的概念。,2019/11/14,Definition of Gene,7,Beadle and Tatum: 一个基因 - 一种酶,1941用X射线诱导处理红色面包霉，证明基因是通过酶的合成来决定性状的表现，提出了一个基因一个酶的理论，获诺贝尔奖。 后来人们发现许多蛋白是由几个亚基组成的，这个理论就修正为一个基因一个多肽。,One Gene - One Enzyme,2019/11/14,Definition of Gene,8,DNA右手双螺旋理论,Francis Crick Msurice Wilkins James Watson Rosalind Franklin 从左上开始循环,2019/11/14,Definition of Gene,9,美国分子遗传学家和行为遗传学家，是这两个分支学科的创始人之一，生于1921年10月15日。早年攻读物理学，第二次世界大战后转向遗传学研究，曾先后在美国橡树岭研究所、法国巴斯德研究所从事研究工作，长期任美国加州理工学院教授。,1955年他在大肠杆菌噬菌体T4中进行基因精细结构分析，提出顺反子一词，用来指遗传物质的功能单位。这一名词以后被普遍采用作为基因的同义词。,一个顺反子就是一个基因,2019/11/14,Definition of Gene,10,基因的结构概念的进化,基因的最初概念是串在绳上的珠子，是突变和重组的最小单位 现在的概念是编码多肽或RNA分子的核苷酸序列,基因的结构是什么? 所有的基因是否都有相同的结构?,2019/11/14,Definition of Gene,11,1940年前人们认为基因就像串在线上的珠子,重组仅仅在两个珠子间或基因间才可以发生。当时人们认为基因是不可分的。,基因作为遗传信息的基本单位有3个标准: 功能, 重组和 突变。 根据这个标准，基因应该是：,控制一个表型性状的功能单位， 具有以下两种情况的结构单位: 重组的最小单位 突变的最小单位,基因的结构概念的进化,2019/11/14,Definition of Gene,12,基因内重组的发现,1940年 Oliver和Green的研究结果向现在的基因概念，长的核苷酸对序列，迈出了一大步，沿着基因的长度分布的不同位点能够突变和重组。,2019/11/14,Definition of Gene,13,基因的编码序列与其多肽产物是共线的,原核生物的基因是共线的。,2019/11/14,Definition of Gene,14,1977年Broker和Sharp发现不连续基因,2019/11/14,Definition of Gene,15,基因的概念,携带有遗传信息的DNA或RNA序列的遗传单位，是控制性状的基本遗传单位。基因通过指导蛋白质和RNA的合成来表达自己所携带的遗传信息，从而控制生物个体的性状表现。 换句话说：基因就是能够表达一定基因产物的核酸序列。基因产物包括RNA和蛋白质。,基因定义的2个要点,信 息 载 体：核酸序列 功能体现者：产物,2019/11/14,Definition of Gene,17,基因概念的延伸,在某些情况下，我们还需要对根据基因的结构-功能之间的关系来进一步定义基因的概念。 在真核生物中，基因还包括转录本的5 和 3非翻译区，内含子等成分 终产物为RNA分子的结构基因 重叠基因中的一些核苷酸序列属于2种以上的基因,2019/11/14,18,由于不同的剪切机制，外显子可以拼接成编码一组相关的不同蛋白质(蛋白质的同型异构) 的序列，这样基因就可以定义为编码一套相关多肽的一个转录单位的DNA序列 在编码抗体的祖系染色体中，可变区的DNA序列可能仅仅编码多肽的一部分，所以这些基因也可以是基因的一个片段,无论基因的定义有哪些变化，它都具备了基因定义的2个必要条件,2019/11/14,19,根据表达产物基因分为：,2019/11/14,Definition of Gene,20,几个名词,Cis-acting elements Elements are the segments of DNA sequences, such as promotor, operator, enhancer, silencer, etc. Element is not a gene, however, there are one or more genes within element, such as transposable element, etc. Trans-acting factors Factor is a regulatory protein, such as repressor, transcriptive factors, etc.,2019/11/14,Definition of Gene,21,虽然很多顺式元件也叫子，但它们不编码任何产物，所以它们不是基因，如：promotor, operator, enha