第二章DNA与遗传信息传递总结课件

第二章

DNA与遗传信息传递

第二章

DNA与遗传信息传递

DNA双螺旋结构DNA双螺旋结构碱基-核苷-核苷酸碱基-核苷-核苷酸碱基/DNA双螺旋结构碱基/DNA双螺旋结构三联密码子(TripletCondon)三联密码子(TripletCondon)DNA半保留复制DNA半保留复制分子杂交分子杂交DNA双螺旋结构与转录因子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DNA序列的类型基因(Gene)vs.非基因(No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序列基因vs.非基因序列基因序列编码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+基因间序列编码vs.非编码序列编码序列单一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：2～10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。单一vs.重复序列单一序列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。→2～200bp，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。重复序列串联重复序列(tandemrepetitives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):→6～25个核苷酸单元重复组成。微卫星DNA(microsatelliteDNA):→2~6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DNA：在氯化铯密度梯度离心时，因为DNA中GC和AT含卫星(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)

→5000～7000bp,102~104拷贝；→

如：KpnI家族；→

构成转座元件。分散重复序列短分散核酸元件(SINE)断裂基因(splitgene)结构断裂基因(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。基因是具有功能的DNA序列片段。外显子/内含子GT-AG法则外显子/内含子GT-AG法则基因家族/基因簇基因家族/基因簇珠蛋白基因家族和假基因珠蛋白基因家族和假基因基因表达基因表达mRNA加工过程mRNA加工过程加帽(capping)加帽(capping)剪接(splice)剪接(splice)加尾(polyadenylation)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。转录调控顺式作用元件(cis-actingelement)顺式作用元件启动子(promoter)

→常位于转录起始点上游100~200bp内，是RNA聚合酶结合部位，并相互作用启动基因的转录。

TATAbox→25~30bp，转录起始点准确定位；

CAATbox→

75~80bp，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。顺式作用元件启动子(promoter)→常位于转录起始点顺式作用元件顺式作用元件转录因子Ap-1NF-kB转录因子Ap-1NF-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)基因突变：DNA水平遗传物质的变化自然界自发或实验室诱点突变

(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↑。点突变(pointmutation):单个碱基置换。同义突变(samesensemutation)野生型：

AGT

CAG

CAG

CAG

TTT

TTA

CGT

AAC

CCG…DNAMetGlnGlnGlnPheLeuArgAsnPro突变型：

AGT

CAG

CAG

CAG

TTT

TTG

CGT

AAC

CCG…DNAMetGlnGlnGlnPheLeuArgAsnPro同义突变(samesensemutation)野生型：错义突变(missensemutation)野生型：

AGT

CAG

CAG

CAG

TTT

TTA

CGT

AAC

CCG…DNAMetGlnGlnGlnPheLeuArgAsnPro突变型：

AGT

CAG

CAG

CAG

TTT

TCA

CGT

AAC

CCG…DNAMetGlnGlnGlnPheSerArgAsnPro错义突变(missensemutation)野生型：第二章DNA与遗传信息传递总结课件无义突变(nonsensemutation)野生型：

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CAG

CAG

CAG

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CGT

AAC

CCG…DNAMetGlnGlnGlnPheLeuArgAsnPro突变型：

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CAG

CAG

CAG

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CCG…DNAMetGlnGlnGlnPhe终止无义突变(nonsensemutation)野生型：移码突变(frameshiftmutation)野生型：

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CAG

CAG

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CCG…DNAMetGlnGlnGlnPheLeuArgAsnPro突变型：

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CAG

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CAG

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CGT…DNAMetGlnGlnGlnPheTyrValThrArg移码突变(frameshiftmutation)野生型动态突变(dynamicmutation)野生型：

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CAG

CAG

CAG

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TTA

CGT

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CCG…DNAMetGlnGlnGlnPheLeuArgAsnPro突变型：

AGT

CAG

CAG

CAG

CAG

CAG

CAG

CAG

CAG…DNAMetGlnGlnGlnGlnGlnGlnGlnGln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，多引起神经系统疾病，如脆性X综合征(CGG)、Huntington舞蹈病(CAG)和强直性肌营养不良(CTG)n。动态突变(dynamicmutation)野生型：脆性X综合征(FraXsyndrome)基因定位：Xq27.3(CGG)n重复拷贝数↑

n=6~46→正常

n=60~200→前突变

n=200~230→患者随着世代传递长度增加发病年龄提前病情加重

脆性X综合征(FraXsyndrome)基因定位：Xq第二章

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DNA双螺旋结构DNA双螺旋结构碱基-核苷-核苷酸碱基-核苷-核苷酸碱基/DNA双螺旋结构碱基/DNA双螺旋结构三联密码子(TripletCondon)三联密码子(TripletCondon)DNA半保留复制DNA半保留复制分子杂交分子杂交DNA双螺旋结构与转录因子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DNA序列的类型基因(Gene)vs.非基因(No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序列基因vs.非基因序列基因序列编码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+基因间序列编码vs.非编码序列编码序列单一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：2～10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。单一vs.重复序列单一序列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。→2～200bp，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。重复序列串联重复序列(tandemrepetitives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):→6～25个核苷酸单元重复组成。微卫星DNA(microsatelliteDNA):→2~6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DNA：在氯化铯密度梯度离心时，因为DNA中GC和AT含卫星(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)

→5000～7000bp,102~104拷贝；→

如：KpnI家族；→

构成转座元件。分散重复序列短分散核酸元件(SINE)断裂基因(splitgene)结构断裂基因(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。基因是具有功能的DNA序列片段。外显子/内含子GT-AG法则外显子/内含子GT-AG法则基因家族/基因簇基因家族/基因簇珠蛋白基因家族和假基因珠蛋白基因家族和假基因基因表达基因表达mRNA加工过程mRNA加工过程加帽(capping)加帽(capping)剪接(splice)剪接(splice)加尾(polyadenylation)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。转录调控顺式作用元件(cis-actingelement)顺式作用元件启动子(promoter)

→常位于转录起始点上游100~200bp内，是RNA聚合酶结合部位，并相互作用启动基因的转录。

TATAbox→25~30bp，转录起始点准确定位；

CAATbox→

75~80bp，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。顺式作用元件启动子(promoter)→常位于转录起始点顺式作用元件顺式作用元件转录因子Ap-1NF-kB转录因子Ap-1NF-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)基因突变：DNA水平遗传物质的变化自然界自发或实验室诱点突变

(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↑。点突变(pointmutation):单个碱基置换。同义突变(samesensemutation)野生型：

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