大连理工大学生物化学课件--基因与染色体7

1 基因和基因组 2 基因 gene 基因组 genome 染色体 chromosome 一个细胞的所有基因和基因间的DNA组成 编码多肽链和RNA的DNA片段 细胞分裂过程中 细胞核内的DNA和蛋白质被组织成可见的 线 3 4 核酸的生物学功能 DNA是主要的遗传物质 实验室 奥地利神学院 一座小花园 5 实验结论 植株的性状由不同的遗传因子决定 基因 gene 每个性状由基因的2个拷贝控制 一个来自父方 一个来之母方 这两个不同形式的基因 等位基因 allele 一个植株产生的每个生殖细胞 或配子 都只含有决定每一性状的基因的拷贝 一对等为基因共存于植株的整个生命过程中 但形成配子时又相互分离 为 分离定律 的基础 一对等位基因的分离对另一性状的等位基因的分离没有影响 独立分配定律 的基础 6 1865年 孟德尔的研究结果发表在奥地利Br nn自然历史协会的杂志上 但直到他去世16年后的1900年才开始有人对其感兴趣 当年3位欧洲植物学家独立地得出相同的结论 也重新发现了已在欧洲许多图书馆的书架上摆放了35年之久的那篇论文 沉睡了35年的伟大成果 7 目标 通过杂交具有不同遗传特征的豌豆植株 确定这些遗传特征传递给后代的模式孟德尔豌豆实验的7种性状 8 陈省身 成功归结为四个正确 在正确的时间 选择了正确的方向 去了正确的地方 找了正确的老师 沃森 成功归结为四个要素 向胜利者学习要有冒险精神要有坚强的后盾 即有很多人协助一定要做你自己喜欢做的事 同时要保持开放 不能与世隔绝 9 10 11 12 13 DNA双螺旋模型 14 DNA的X 射线衍射研究 RosalindFranklin 1920 1958 拍摄的DNA X射线衍射照片清楚地显示了DNA的双螺旋结构 这为Watson和Crick提出DNA双螺旋模型坚定了信心 15 16 B型 DNA 17 DNAmRNA多肽链 18 复制 replication 将亲代DNA为模板复制出相同核苷酸序列的子代DNA的过程 转录 transcription 在DNA分子上合成出与其核苷酸顺序相对应的RNA的过程 翻译 translation 在mRNA指导下合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质肽链的过程 19 病毒与细菌的DNA 20 一些细菌病毒 噬菌体 的DNA和病毒粒子的大小 数据适用于可复制形式 噬菌体的整个碱基序列已经确定 21 基因是编码多肽链和RNA的DNA片段 1940年 GeorgeBeadle和EdwardTatum提出了基因的分子学定义 一个基因就是一段能决定或编码一种酶的遗传物质 即一个基因一种酶的假说 onegene oneenzyme 后来被扩展为一个基因一种蛋白质 onegene oneprotein 22 肌红蛋白 基因经典的概念 决定或影响某一个特征或表现型 phenotype 可见的特征 如眼睛的颜色 的一段染色体 23 血红蛋白 血红蛋白 2条 链和2条 链组成有不同的基因编码而来 基因 tRNA rRNA核酶调控序列 regulatorysequence 24 DNAmRNA多肽链 DNA的编码序列与多肽链的氨基酸序列间的共线性 DNA中的核苷酸三联体通过mRNA决定蛋白质中的氨基酸 某些细菌和许多真核基因中 编码序列被一些非编码序列 内含子 打断 25 26 端粒 端粒 线性染色体中的重要结构元件 特异序列 基因 分散的重复序列和多个复制起始点 中度重复 moderatelyrepetitive 序列 几百个碱基对重复至少上千次而成 高度重复 highlyrepetitive 序列或简单序列DNA simple sequenceDNA 少于10个碱基对的序列重复上百万次而成 着丝粒 27 线粒体DNA编码线粒体tRNA rRNA和一些线粒体蛋白质 而超过95 的线粒体蛋白质由核DNA编码 正在分裂的线粒体 28 真核染色体 一条人类染色体 正常人体细胞的46条染色体 29 DNA压缩的各级组织模型 2条染色单体 每条10个螺旋 1个螺旋 30个玫瑰结 1个玫瑰结 6环 1环 75000碱基对 30nm纤丝 染色质的 珠串 结构 DNA 核支架 染色体中 压缩7倍 DNA 染色体 压缩1万倍 压缩100倍 30 31 DNA的复制与端粒的缩短 32 33 端粒酶的作用机制 34 人体细胞中端粒 随细胞的分裂而逐渐缩短 端粒 的长短不仅与年龄 细胞分裂次数及肿瘤发生相关 同时也与细胞分化程度相关 分化程度越高 端粒 越短 正常的人体细胞端粒 50 200bp 分裂一次 35 端粒 端粒酶与细胞寿命及肿瘤的关系 为阴性 端粒进一步缩短 大部分细胞达到极限而死亡 生存下来的细胞具有无限增殖的能力 端粒酶重新活化 成为永生细胞 正常人体细胞的端粒缩短至一定程度时 启动阻止细胞分裂的信号 细胞开始衰老 死亡 即所谓的Hayflick界限 M1期 另外一些细胞由于癌基因 抑癌基因等的突变逃逸M1期 获得一定的额外增殖能力 进入第二死亡期 M2期 此时端粒酶仍 36 人类基因组计划 1985年 美国能源部