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第六章 蛋白质遗传和RNA遗传,1958年，Francis Crick 在“论蛋白质合成”一文中提出了中心法则(central dogma)的概念。,6-1 蛋白质遗传 Prusiner于1982年提出阮病毒(prion)一词，指可转移性海绵样脑软化病的蛋白质病原体。 疯牛病(BSE), 可雅氏症(CJD), 吉斯综合症(GSS)等：阮病毒(prion)引起的，其中含有阮病毒蛋白(prion protein, PrP)。,阮病毒非常抗热、抗甲醛、抗蛋白酶 Prusiner S.B. 等人因对阮病毒的创造性研究而于1997年获得诺贝尔奖。,6-1-1 阮病毒感染性蛋白质阮病毒是一种非DNA/RNA的传染病原，是一种蛋白质病原体。其中的一种特殊的蛋白质阮病毒蛋白(PrP)，具传染性，抗蛋白酶。分子量为2730kDa, 称为PrP27-30。,PrP本身不具有侵染性，但其构成的复合体具有高度的侵染性。它包括两种形式：正常的细胞型PrPc 和异常的病原型PrPsc 。 PrPsc 是一种膜蛋白。 PrP是由宿主染色体基因编码的。,6-1-2 阮病毒的繁殖感染繁殖就是由PrPc 转变为PrPsc 的过程。,6-1-3 细胞中的非孟德尔遗传因子阮病毒的功能1） 酵母中的URE3阮病毒蛋白对氮异化作用具有调节功能2） 动物中PSI阮病毒蛋白作为翻译释放因子调节了翻译进程3） 真菌中Het-s阮病毒蛋白具有正常细胞功能，调节菌丝的融合过程。,6-1-4 阮病毒的遗传1）可逆的治愈性2）正常蛋白的过剩生产将加大阮病毒形成的频率3）该蛋白的基因突变与该蛋白的阮病毒的表型相关,6-1-5 阮病毒蛋白(PrPsc )蛋白质基因,6-1-6 阮病毒蛋白中有一个独立的prion决定域,6-1-7 消耗性蛋白与遗传性蛋白1） 消耗性蛋白： 基因表达的最终产物，“工作分子”，并将在工作中消耗殆尽。2 ）遗传性蛋白： 即阮病毒蛋白,6-1-8 作为细胞结构的“蛋白质复合体”的遗传 过去人们一直认为，细胞中众多的细胞器，只有含DNA的线粒体和叶绿体是独立的遗传单位。其他的细胞器则是由细胞核基因所控制的。近年来，绝大多数的细胞器具有自我繁殖能力。,1）纤毛虫的皮层遗传,2）细胞器的复制 如：高尔基体，内质网，中心粒，纤毛基体等。,3) 内质网膜转位器,4) 中心粒的复制,5) 细菌鞭毛的装配,6) 微管的装配,小结：1、在细胞中存在着两种遗传系统,DNA遗传系统和蛋白质遗传系统,2、细胞中的蛋白质可以分为,消耗性蛋白与遗传性蛋白,3、蛋白质遗传系统的存在，彻底排除了所谓的“归根结底论”。,5、DNA遗传是通过蛋白质遗传发挥作用的。 消耗性蛋白与遗传性蛋白,6、如果蛋白质遗传确立，将给遗传理论框架带来巨大的改变。,4、蛋白质遗传，特别是蛋白质复合体遗传实际上是生物性状遗传的基础，它决定着生物遗传的主要框架。,6-2 RNA遗传RNA能自我复制，不需要任何的蛋白质，完全由RNA酶及RNA模板完成。,（修正版）,6-2-1 RNA干扰现象(RNA interference: RNAi) 双链RNA(dsRNA)被Dicer酶（含有螺旋酶，dsRNA几何域，及PAZ域）裂解为小RNAs分子，能够在细胞质及基因组水平触发后生的基因沉默。,小RNAs可以导致与其互补的转录后的mRNA降解，或者诱导与其同源的DNA序列的甲基化而使活化基因沉默。 是一种转录后或转录水平的基因沉默现象。,small interfering RNAs,siRNA的产生与扩增,RNAi的遗传RNAi现象是可遗传的，是一种遗传效应。这种小分子RNA是一种后成的RNA遗传。,6-2-2 RNAi对基因表达的作用1）RNAi是对基因表达的一种反馈， 常染色质可因RNAi的作用而形成异染色质，从而抑制基因的表达。,2) RNAi引导同源RNA降解 miRNA对同源mRNA进行识 别与裂解，导致RNA的降解。,3) RNAi引导同源DNA修饰 RNA指导的DNA甲基化如同降解同源RNA一样，需要把dsRNA裂解为小的RNA。只有与引导RNA互补的DNA序列才能被甲基化。说明这是一个RNA-DNA相互作用的过程。这一过程可能需要DNA甲基转移酶和RNA螺旋酶的参与。,6-2-3 RNA编辑1) RNA编辑可能对基因表达有调控作用: (正的或负的)，实际上是对DNA编码的再改造，是对DNA与RNA共线性的破坏，是一种非DNA编码的遗传。,2) 模糊基因(cryptogenes): A 内部编辑的模糊基因 B 5端编辑的模糊基因 C 泛编辑的模糊基因,3) RNA编辑的特点和意义A） 普遍存在于生命界的各种遗传系统中B） 对基因的加工幅度可大于序列的5