生物工程专业英语5

LessonFive,DiscoveringtheChemicalNatureoftheGene,Purine:嘌呤adenine:腺嘌呤guanine:鸟嘌呤Pyrimidine:嘧啶cytosine:胞嘧啶thymine：胸腺嘧啶uracil:尿嘧啶,nucleoside:核苷Apurineorpyrimidinebaseattachedtoribose(核糖)ordeoxyribose(脱氧核糖),doublehelix:双螺旋Thethree-dimensionalstructureofdouble-strandedDNA.,DNApolymerase:DNA聚合酶AnenzymethatbringsnewDNAtriphosphate(三磷酸盐)nucleotides(核苷)intopositionforbondingonanotherDNAmolecule.,Okazakifragment:冈崎片段AshortsequenceofDNAthatistheprimaryproductofDNApolymeraseduringDNAreplication.在DNA双链进行半保留复制时，在复制点附近新合成的与亲代DNA链互补的DNA片段。是冈崎令治等（1966）首先发现的。,semiconservativereplication:半保留复制ThemethodofreplicationofDNAinwhichthemoleculedivideslongitudinally(纵向地),eachhalfbeingconservedandactingasatemplatefortheformationofanewstrand.,one-gene-one-enzymehypothesis:Thehypothesisthatalargeclassofgeneexistinwhicheachgenecontrolsthesynthesisoractivityofbutasingleenzyme.,认为一个基因仅仅参与一个酶的生成，并决定该酶的特异性和影响表型。G.W.Bea-dle和E.L.Tatum在1941年发表了链孢霉中生化反应遗传控制的研究；进而使应用各种生化突变型对基因作用的研究有了发展。Beadle在1945年总结了这些结果，提出了一个基因一个酶的假说。以后发现，不仅链孢霉，而且细菌和酵母菌等各种生物由于生化突变都会引起特定酶的缺损，从而导致了特定的代谢反应阻滞，这进一步证明了这个假说的正确性。但是有些酶是由不同的多肽链特异地聚合起来才会呈现有活性，也有一个基因所决定的同样多肽链是两种或两种以上不同酶的组成成分。此外，有的基因能决定具有两种或两种以上作用的酶，也有几个基因所决定的多肽链通过聚合才能发挥作用。随着酶学、蛋白质化学的进展、遗传学方法的进步，进一步弄清楚了基因与酶的关系是建立在基因与多肽链严密对应的关系基础上的。表示这种对应关系的学说就是一个基因一条多肽链假说。,one-gene-one-polypeptide(多肽)hypothesis:Thehypothesisthatalargeclassofgenesexistinwhicheachgenecontrolsthesynthesisofasinglepolypeptide.Thepolypeptidemayfunctionindependentlyorasasubunitofamorecomplexprotein,GenescodeforparticularproteinsThefirstscientisttoinvestigatethequestionofhowgenesaffectphenotypewasSirArchibaldGarrod,whosestudiesofalkaptonuria(尿黑酸症)impliedarelationshipbetweengenesandenzymes.ArchibaldGarrod是第一个研究基因是如何影响表型的科学家，他对尿黑酸症的研究揭示了基因与酶之间的关系。,1902年，ArchiboldGarrod发现了一种人类遗传疾病尿黑酸症(alkaptonuria)，患者由于体内缺乏分解尿黑酸(alkapton)的酶，因此，排出的尿呈深红色。这是首次将一个遗传性状和一个蛋白质的活性进行了链接。,ThirtyyearslaterBeadleandEphrussishowedarelationshipbetweenparticulargenesandbiosyntheticreactionsresponsibleforeyecolorinfruitflies.三十年后,Beadle和Ephrussi在对果蝇眼睛颜色的研究发现特殊基因与相关反应的生物合成有关。,Next,inaseriesofclassicexperimentsontheeffectsofmutationsinthebreadmoldNeurosporacrassa,BeadleandTatumexploredtheone-gene-one-enzymehypothesistheideathateachgenecodesforaparticularenzyme.接下来，Beadle和Tatum进行了一系列面包霉粗糙脉孢菌的突变试验,得出一个基因一个酶的假说。,Theirworkpavedthewayforotherscientiststoelucidatetheprecisewaysinwhichenzymesaffectcomplexmetabolicpathways.他们的工作为其他工作者铺平了道路，即精确地阐明了酶影响了复杂的新陈代谢途径。,In1949,inresearchontheroleofhemoglobin(血红素)insickle(镰刀)cellanemia(贫血症),LinusPaulinghelpedrefinetheone-gene-one-enzymehypothesisintotheone-gene-one-polypeptidehypothesis.1949年，LinusPauling对镰刀状细胞贫血症血红素的研究将一个基因一个酶的假说上升为一个基因一个多肽假说。,2.ThesearchforthechemistryandmolecularstructureofnucleicacidsNucleiacids,originallyisolatedbyJohannMiescherin1871,wasidentifiedasaprimeconstituentofchromosomesthroughtheuseofthered-stainingmethoddevelopedbyFeulgenintheearly1900s.核酸最初是由JohannMiescher于1871年分离成功，二十世纪早期Feulgen用红色染料染色法证实核酸是染色体组最基本的成分。,FrederickGriffithsexperimentswiththeRoughandSmoothstainsofpneumococcishowedthatasyetunknownmaterialfromonesetofbacterialcouldalterthephysicaltraitsofasecondset.FrederickGriffith对粗糙和光滑的肺炎双球菌实验表明，不确定的某种物质可以从一组细菌转移到另一种细菌中并能改变另一种细菌的物理属性。,Inthe1940stheteamofAvery,MacLeod,andMcCartyshowedthatthisunknownmaterialwasDNA.二十世纪四十年代，Avery,MacLeod和McCarty研究小组确认该物质为DNA。,1935年，美国洛克菲勒学院的OsvaldT.Avery和ColinM.MacLeod及MaclynMcCarty开始试图纯化能把R品系变成S品系的转化因子并鉴定其化学成分。1944年发表报告说，已将该物质分离出，活性极强。用蛋白酶或核酸酶处理不影响其转化能力，用DNA酶处理转化能力消失。,AtaboutthesametimeP.A.LevenediscoveredthatDNAcontainedfournitrogenousbases,eachofwhichwasattachedtoasugarmoleculeandaphosphategroup-acombinationLevenetermedanucleotide几乎同时，P.A.Levene发现DNA包含四种含氮碱基，每个碱基和磷酸分子分别连接在糖分子上，Levene把这个复合物称为核苷酸。,P.A.Levene(1869,2,25俄国Sasor-1940,9,6美国纽约)1891年毕业于圣彼得堡帝国军事医学院,医学博士,与其老师A.Kssel及同学W.Jones一起弄清了弄清了核酸的基本化学结构,证实核酸是由许多核苷酸组成的大分子。核苷酸是由碱基、核糖和磷酸构成。其中碱基有4种(腺瞟呤、鸟瞟呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶),核糖有2种(核糖与脱氧核糖）,DisagreementoverwhetherDNAcouldcarrycomplexgeneticinformationwasendedintheearly1950sbyMarthaChaseandAlfredHershey,whoseworkwithE.colishowedclearlythatDNA,andnotprotein,isthebearerofgeneticinformation.二十世纪五十年代初期，关于DNA能否负载复杂的遗传信息的分歧结束，MarthaChaseandAlfredHershey,通过对大肠杆菌实验发现，遗传物质是DNA，而不是蛋白质。,EachDNAnucleotidecontainsafive-carbonsugar,deoxyribose,attachedtooneoffourbases:adenine,guanine,cytosine,orthymine每个核苷酸都含有一个五碳、脱氧核糖，分别连接4个碱基，即：腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶，胸腺嘧啶。,Adenineandguaninemoleculesaredouble-ringstructurescalledpurines,whilecytosineandthyminearesingle-ringstructurescalledpyrimidines.腺嘌呤和鸟嘌呤分子是双环结构叫嘌呤，胞嘧啶和胸腺嘧啶是单环结构叫嘧啶。,腺嘌呤,鸟嘌呤,胞嘧啶,胸腺嘧啶,Themoleculemadeupofabaseplusasugaristermedanucleoside.IneachmoleculeofDNAaphosphategrouplinksthefive-carbonsugarofonenucleosidetothefive-carbonsugarofthenextnucleosideinthechain.Thisphosphatebondingcreatesasugar-phosphatebackbone.碱基连接糖称核苷。磷酸键形成糖-磷酸骨架。,Chargaffsrulesdescribethefactthat(1)theamountofadenineisequaltotheamountofthymineinDNA,withamountofcytosineequaltothatofguanine,and(2)theratiosofAtoTandofCtoGvarywithdifferentspecies.Chargaff定律说明（1）DNA中腺嘌呤与胸腺嘧啶，胞嘧啶与鸟嘌呤数量相等；（2）腺嘌呤与胸腺嘧啶，胞嘧啶与鸟嘌呤的比例随物种不同而不同。,3.TheresearchraceforthemolecularstructureofDNAInthelate1940sandearly1950s,researcherslookingforthestructureofDNAdrewuponChargaffsinsight,LevenesideasonDNAcomponents,andtwootherlinesofevidence.40年代末50年代初，研究者在寻求DNA结构过程中，借鉴了Chargaff的观点和Levene的组成理论以及其他两个线索。,OnewasthesuggestionofLinusPaulingthatDNAmighthaveahelicalstructureheldinplacebyhydrogenbonds,andtheotherwasX-raydiffractionphotosofDNA,showingahelicalstructurewithdistancebetweenthecoils,takenbyFranklinandWilkins.一个是LinusPauling的假设，DNA可能具有螺旋的结构，通过氢键连接。另一个是DNA的X射线-衍射图片，图片显示卷曲间间隔呈螺旋结构，图片由FranklinandWilkins提供。,BasedonthisinformationWatsonandCrickproposedthedoublehelixmodelofDNA-atwistedladder-likemoleculewithtwooutersugarphosphatechainsandrungs(梯子的横档，梯级)formedbynucleotidepairs.基于这些信息，Watson和Crick提出了双螺旋结构模型，即DNA是一盘绕成梯子形状的分子，外部是两条糖磷酸链，核苷对形成梯子的横档。,Pairednucleotide,whichalwaysoccurasA-TorG-C,arelinkedbyhydrogenbonds.WatsonandCrickalsoproposedthatgeneticinformationisencodedbythesequenceofbasepairsalongtheDNAmolecule.A和T或者G和C配对，他们之间通过H键相连。Watson和Crick还提出遗传信息是由DNA分子的碱基对序列编码的。,4.HowDNAreplicatesIntheirmodelofDNAstructureandfunction,WatsonandCrickhypothesizedthatDNAreplicatesitselfby“unzipping”alongthehydrogenbondsjoiningAtoTandCtoG.WatsonandCrick假设DNA是以解开拉链方式自我复制的，即A和T以及C和G之间的氢键断裂。,Thisprocesswouldproducetwooppositehalvesthatcouldthenserveastemplatesfortheconstructionofnew,complementarystrands.这一过程将产生两条相反链，分别以其为模板生成新的、互补链。,Thismodelofsemiconservativereplication-conservativebecauseeachnewmoleculehasonehalfoftheformerparentmolecule-waslaterconfirmedbytheworkofMeselsonandStahl.此即为半保留复制，保留是因为每一新分子含有父母分子的一半，随后这一假设被Meselson和Stahl所证实。,InE.coliDNAreplicationbeginswiththeformationofabubblelikestructureonthecircularchromosomethatisproducedbyreplicationforks.大肠杆菌DN