《医学遗传学》DNA与遗传信息传递.ppt

第二章DNA与遗传信息传递,DNA双螺旋结构,碱基-核苷-核苷酸,碱基/DNA双螺旋结构,三联密码子(TripletCondon),DNA半保留复制,分子杂交,DNA双螺旋结构与转录因子,DNA序列的类型,基因(Gene)vs.非基因(Non-gene)序列编码(Coding)vs.非编码(Non-coding)序列单一(Unique)vs.重复(Repetitive)序列,基因vs.非基因序列,基因序列基因组中决定蛋白质的DNA序列ATG至终止密码可读框(ORF,openreadingframe)非基因序列基因组中除基因以外的全部DNA序列基因间(Intergenic)DNA序列,编码vs.非编码序列,编码序列编码RNA和蛋白质的DNA序列基因中的外显子(exon)序列非编码序列基因中的内含子(intron)序列+基因间序列,单一vs.重复序列,单一序列在基因组中只出现过一次的DNA序列50，多数为基因序列重复序列在基因组中重复出现的DNA序列轻度：210个拷贝；中度：10数百个拷贝，常为非编码序列；高度：数百数百万个拷贝，tRNA、rRNA等。,重复序列,串联重复序列(tandemrepetitivesequence)不同数目的核苷酸重复拷贝串联在一起的高度重复序列。2200bp，主要为卫星DNA。分散重复序列(interspersedrepetitivesequence)分布于基因组内散在的重复序列，一般为中等重复序列。,卫星DNA：在氯化铯密度梯度离心时，因为DNA中GC和AT含量的差异，在形成主带之外还形成小的卫星带，这种带的DNA中GC含量少于主带，构成着丝粒、端粒和Y染色体长臂的染色质区。小卫星DNA(minisatelliteDNA):625个核苷酸单元重复组成。微卫星DNA(microsatelliteDNA):26个核苷酸单元重复组成。短串联重复序列(STR,shorttandemrepeat)作为遗传标记，具有多态性，与疾病有关。,卫星(satellite)DNA,卫星(satellite)DNA,分散重复序列,短分散核酸元件(SINE)500bp,10万拷贝；如：Alu序列。长分散核酸元件(LINE)50007000bp,102104拷贝；如：KpnI家族；构成转座元件。,断裂基因(splitgene)结构,基因是具有功能的DNA序列片段。外显子是基因内的编码序列，内含子是基因内的非编码序列，侧翼序列是基因两侧非编码区。GT-AG法则：每个内含子的5端两个核苷酸都是GT，3端两个核苷酸都是AG，这种连接方式称为GT-AG法则，是基因表达时剪接的共同机制。基因家族(genefamily)：基因组中来源相同、结构相似、功能相关且常成簇存在的一组基因。假基因(pseudogene)：具有部分基因结构，但在进化中由于突变而不能活性表达产生蛋白。,外显子/内含子,GT-AG法则,基因家族/基因簇,珠蛋白基因家族和假基因,基因表达,mRNA加工过程,加帽(capping),剪接(splice),加尾(polyadenylation),转录调控,顺式作用元件(cis-actingelement)是基因(DNA)的一部分，直接作用。反式作用因子(trans-actingfactor)即转录因子(transcriptionalfactor)，是一类蛋白质，通过与靶序列结合或基因表达。,顺式作用元件,启动子(promoter)常位于转录起始点上游100200bp内，是RNA聚合酶结合部位，并相互作用启动基因的转录。TATAbox2530bp，转录起始点准确定位；CAATbox7580bp，定量高效转录；GCbox结合Sp1激活转录。增强子(enhancer)包括启动子上下游的一段DNA序列，能增强基因转录，其作用不受距离和序列方向的影响。终止子(terminator)由一段回文结构和特定的5-AATAAA-3序列组成，是转录终止和加尾信号。,顺式作用元件,转录因子,Ap-1,NF-kB,基因突变：DNA水平遗传物质的变化,自然界自发或实验室诱发,生物进化遗传病/常见病,基因突变(mutation),点突变(pointmutation):单个碱基置换。转换/颠换(1)同义突变：不改变氨基或蛋白功能；(2)错义突变：改变氨基酸和蛋白功能；(3)无义突变：突变成终止密码子，产生截短蛋白。移码突变(frameshiftmutation):碱基的插入或缺失下游密码子组成框改变。动态突变(dynamicmutation):三核苷酸重复拷贝数。,同义突变(samesensemutation),野生型：AGTCAGCAGCAGTTTTTACGTAACCCGDNAMetGlnGlnGlnPheLeuArgAsnPro突变型：AGTCAGCAGCAGTTTTTGCGTAACCCGDNAMetGlnGlnGlnPheLeuArgAsnPro,错义突变(missensemutation),野生型：AGTCAGCAGCAGTTTTTACGTAACCCGDNAMetGlnGlnGlnPheLeuArgAsnPro突变型：AGTCAGCAGCAGTTTTCACGTAACCCGDNAMetGlnGlnGlnPheSerArgAsnPro,无义突变(nonsensemutation),野生型：AGTCAGCAGCAGTTTTTACGTAACCCGDNAMetGlnGlnGlnPheLeuArgAsnPro突变型：AGTCAGCAGCAGTTTTGACGTAACCCGDNAMetGlnGlnGlnPhe终止,移码突变(frameshiftmutation),野生型：AGTCAGCAGCAGTTTTTACGTAACCCGDNAMetGlnGlnGlnPheLeuArgAsnPro突变型：AGTCAGCAGCAGTTTTACGTAACCCGTDNAMetGlnGlnGlnPheTyrValThrArg,动态突变(dynamicmutation),野生型：AGTCAGCAGCAGTTTTTACGTAACCCGDNAMetGlnGlnGlnPheLeuArgAsnPro突变型：AGTCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGDNAMetGlnGlnGlnGlnGlnGlnGlnGln动态突变：邻近基因或位于基因序列中的三核苷酸重复拷贝数，在一代代传递过程中发生明显的增加。可遗传，多引起神经系统疾