医学遗传学：第二章 遗传的分子基础

1、第二章第二章 遗传的分子基础遗传的分子基础目录第三节第三节 经典遗传学定律经典遗传学定律第四节第四节 基因的表达基因的表达第五节第五节 人类基因组的结构人类基因组的结构目录第三节第三节 经典遗传学定律经典遗传学定律 连锁互换定律连锁互换定律分离定律分离定律自由组合定律自由组合定律第四节第四节 基因的表达基因的表达2.4.1 2.4.1 基因的复制（基因的复制（replicationreplication）（一）半保留复制（一）半保留复制(semi-conservative replication)(semi-conservative replication)亲代亲代DNA分子双链中任一条链都可

2、作为模板，指导合成子分子双链中任一条链都可作为模板，指导合成子代代DNA分子的互补链。分子的互补链。（二）双向复制（二）双向复制复制子复制子( (repliconreplicon) )含有一个复制起点并且能在细胞中自主复制的含有一个复制起点并且能在细胞中自主复制的DNA分分子称为复制子子称为复制子双向复制双向复制 复制子复制子DNA的复制首先依靠解旋酶和拓扑异构酶打开的复制首先依靠解旋酶和拓扑异构酶打开DNA双链，双链，以形成单链模板，并在单链结合蛋白作用下保持单链以形成单链模板，并在单链结合蛋白作用下保持单链状态，双链解开的部位形成一个叉状结构，称为复制状态，双链解开的部位形成一个叉状结构，

3、称为复制叉。叉。复制叉（复制叉（replication fork)replication fork)（三）半不连续性复制（三）半不连续性复制前导链前导链(leading strand)(leading strand)后随链后随链(lagging strand)(lagging strand)由于由于DNA聚合酶只能以聚合酶只能以53方向合成多聚核苷酸链，在方向合成多聚核苷酸链，在极性极性DNA分子复制叉中，解链方向为分子复制叉中，解链方向为35的模板可直接的模板可直接利用，与之互补的新链合成方向与复制叉前进方向一致，利用，与之互补的新链合成方向与复制叉前进方向一致，这条连续合成的新链称为前导链

4、。这条连续合成的新链称为前导链。解链方向为解链方向为53的模板不可直接利用，先合成与之互补的模板不可直接利用，先合成与之互补的冈崎片段，其合成方向与复制叉前进方向不一致，然后的冈崎片段，其合成方向与复制叉前进方向不一致，然后冈崎片段被冈崎片段被DNA连接酶以共价键相连形成新链，这条链被连接酶以共价键相连形成新链，这条链被称为后随链。称为后随链。冈崎片段冈崎片段解链方向为解链方向为53的模板链，不能立即指导新链的合的模板链，不能立即指导新链的合成，必须等复制叉前移，暴露足够长度的模板链后，逆成，必须等复制叉前移，暴露足够长度的模板链后，逆着复制叉解链方向合成一小段着复制叉解链方向合成一小段RNA

5、引物并合成一段引物并合成一段DNA片段，片段，RNA引物与引物与DNA片段一起称为冈崎片段。片段一起称为冈崎片段。（四）参与酶类（四）参与酶类 DNADNA聚合酶、引物酶、解旋酶、聚合酶、引物酶、解旋酶、DNADNA连接酶连接酶2.4.2 2.4.2 转录（转录（transcriptiontranscription）与转录因子）与转录因子 模板模板DNADNA反编码链反编码链3535，产物，产物RNA53RNA53。 起始（起始（RNARNA聚合酶与启动子结合）聚合酶与启动子结合）延伸延伸终止终止2.4.3 2.4.3 转录后的加工转录后的加工 （三）加尾（三）加尾 - -polyApolyA

6、 3 3 （一）剪接（一）剪接 切除内含子切除内含子 （二）戴帽（二）戴帽 5-m7G 5-m7G（四）（四）mRNAmRNA的编辑的编辑 剪接剪接hnRNAhnRNA加工加工mRNAmRNA2.4.4 2.4.4 翻译（翻译（translationtranslation）（一）遗传密码（一）遗传密码mRNA链上每链上每3个相邻个相邻的碱基序列构成一个三联体，编的碱基序列构成一个三联体，编码某一种氨基酸，称为三联体密码（码某一种氨基酸，称为三联体密码（triplet codetriplet code）或密码子（或密码子（codoncodon）。）。密码子密码子( (codoncodon) )4

7、 43 3种种通用遗传密码表通用遗传密码表（二）遗传密码的特性（二）遗传密码的特性 通用性通用性简并性简并性起始终止密码起始终止密码摆动性摆动性（三）翻译的过程（三）翻译的过程 tRNAtRNA、核糖体、核糖体 起始、延长（进位、转肽、移位）、终止起始、延长（进位、转肽、移位）、终止2.4.5 2.4.5 基因表达的调控基因表达的调控（一）转录前的调控（一）转录前的调控 组蛋白抑制、非组蛋白解除抑制组蛋白抑制、非组蛋白解除抑制( (示图示图) ) 常染色质常染色质 异染色质异染色质 真核细胞基因调控系统的模型真核细胞基因调控系统的模型( (示图示图) ) 感受基因感受基因 整合基因整合基因 启

8、动子感受器结构基因启动子感受器结构基因 （二）转录水平的调控（二）转录水平的调控 1 1、RNARNA聚合酶聚合酶、 2 2、启动子、启动子- -转录因子转录因子-RNA-RNA聚合酶聚合酶 起始复合体起始复合体 增强子增强子（三）转录后调控（三）转录后调控（四）翻译水平的调控（四）翻译水平的调控（五）翻译后的调控（五）翻译后的调控 （1 1）mRNAmRNA稳定性的调节稳定性的调节（2 2）蛋白质合成起始的调控）蛋白质合成起始的调控（3 3）肽链的加工修饰）肽链的加工修饰第五节第五节 人类基因组的结构人类基因组的结构2.5.1 2.5.1 断裂基因（断裂基因（split gene)split

9、 gene)断裂基因断裂基因真核生物基因的编码序列往往被非编码序列所分割，呈现真核生物基因的编码序列往往被非编码序列所分割，呈现断裂状的结构，故而也称断裂基因（断裂状的结构，故而也称断裂基因（split genesplit gene）。）。外显子（外显子（exonexon）：）：编码序列编码序列内含子（内含子（intronintron）：）：非编码序列非编码序列 调控序列：调控序列：启动子、增强子、终止子启动子、增强子、终止子外显子和内含子不固定外显子和内含子不固定GT-AGGT-AG法则法则 在真核生物的断裂基因中，内含子和外显子的接头区的在真核生物的断裂基因中，内含子和外显子的接头区的DN

10、A序列高度保守，通常序列高度保守，通常5端起始的两个碱基为端起始的两个碱基为GT，3末端的最后两个碱基是末端的最后两个碱基是AG，这称为，这称为GT-AG法则。法则。5GT-5GT-内含子内含子-AG 3-AG 32.5.2 2.5.2 重叠基因重叠基因2.5.3 2.5.3 移动基因移动基因2.5.4 2.5.4 基因序列的重复基因序列的重复 基因组中仅有一个拷贝或少数几个拷基因组中仅有一个拷贝或少数几个拷贝，贝，8008001200bp1200bp。单拷贝序列单拷贝序列（iniqueinique sequencesequence）结构基因结构基因(structural gene)(structural gene)：编码任何蛋白质的编码任何蛋白质的mRNA的基因的基因2.5.5 2.5.5 基因家族基因家族( (multigenemultigene family) family) 与假基因与假基因( (pseudogenepseudogene) )由一个祖先基