《遗传分子基础》教学课件

第三章遗传的分子根底第三章遗传的分子根底1第一节DNA的组成和构造一、DNA的组成核酸的根本单位单核苷酸nucleotide戊糖脱氧核糖磷酸含氮有机碱嘌呤：ＡＧ〔碱基〕嘧啶：ＴＣ第一节DNA的组成和构造一、DNA的组成核酸的根本单位单2嘧啶嘌呤胞嘧啶Ccytosine胸腺嘧啶Tthymine碱基鸟嘌呤Gguanine腺嘌呤Aadenine嘧啶嘌呤胞嘧啶C胸腺嘧啶T碱基鸟嘌3核糖脱氧糖苷键核苷酯键单核苷酸核糖脱氧糖苷键核苷酯键单核苷酸43’5’磷酸二酯键5´3´3’5’磷酸二酯键5´3´5DNA的双链形成二、构造DNA的双链形成二、构造6第二节真核基因的分子构造一、人类基因组的组成基因组〔genome〕是一个生命体遗传信息的总和，是一种生物的细胞中所带有的全部遗传信息。第二节真核基因的分子构造一、人类基因组的组成7细胞核内的基因组：3200Mb〔3.2×109bp〕细胞质内线粒体基因组：16.6kb细胞核内的基因组：3200Mb〔3.2×109bp〕细胞质内8《遗传分子基础》教学课件9每个核基因组〔genome)含3.0×109bp〔一〕单一序列〔uniquesequence〕：〔二〕重复序列〔repetitivesequence〕：约占60%－65%重复1次或很少几次、约有3－3.5万。基因组方案：17、19、22号基因多，4、18、x少占基因组的30%以上。DNA序列在基因组中有多个拷贝，可有几十份，几百份，甚至几十万份每个核基因组〔genome)含3.0×109bp〔一〕单一10高度重复序列106以上、20%(hightrepetitivesequence)

重复序列〔repetitivesequence〕：中度重复序列10~10410%(intermediaterepetitivesequence)

多基因家族(multigengfamily)：假基因高度重复序列重复序列〔repetitivese11卫星DNA〔随体DNA〕：反向重复序列：1、高度重复序列106~108以上、20%(hightrepetitivesequence)小卫星、微卫星DNA卫星DNA〔随体DNA〕：反向重复序列：1、高度重复12〔1〕卫星DNA〔satelliteDNA〕〔随体DNA〕在Cscl密度梯度离心中，由于GC含量少于AT，可在DNA主峰旁形成卫星DNA峰。重复106～108次，构成着丝粒、端粒、y上异染色质区。〔1〕卫星DNA〔satelliteDNA〕〔随体DNA〕13〔2〕小卫星、微卫星DNA6-25bp称小卫星。2－6bp为微卫星，串联重复分布〔STR〕〔2〕小卫星、微卫星DNA14〔3〕反向重复序列：是两个顺序一样的互补拷贝在同一条DNA链上反向排列。一种是无间隔，称为回文构造。一种是两个互补拷贝间有一个间隔，两个互补拷贝那么共价相接，形成十字状构造。〔3〕反向重复序列：155′…AGACCACCAGTACAACGTTATTGTACTGGAACAAG…3′3′…TCTGGTGGTCATGTTGCAATAACATGACCTTGTTC…5′TGTCATTGTACTGG

AACAAG…3′

AACATGACC5′…AGACCAGTCAA3′…TCTGGT

GGTCATGTTTTGTTC…5′CCAGTACAA见于基因调控区，构成终止子。5′…AGACCACCAGTACAACGTTATTGTACT16短分散元件(SINEs)：长分散元件(LINEs)：2、中度重复序列(intermediaterepetitivesequence)

重复102~105次

占基因组20%~30%短分散元件(SINEs)：长分散元件(LINEs)：2、中17〔1〕短分散元件(SINEs)：平均长度小于500bp，重复105次以上，例如人类Alu家族，占人类基因组的3％~6％，由300bp构成，在第170位附近都AGCT顺序，可被内切酶AluI。重复达30~50万次。参与基因调控。〔1〕短分散元件(SINEs)：平均长度小于50018〔2〕长分散元件(LINEs)：重复序列长度大于1000bp，重复102~104。如KpnI家族在人类基因组散在分布。〔2〕长分散元件(LINEs)：重复序列长度193、多基因家族〔multigenefamily〕——指由一个祖先基因经重复和变异形成的一组来源一样、构造相似、功能相关的基因。3、多基因家族〔multigenefamily〕——20(1)由一个基因产生的屡次拷贝，具有几乎一样顺序，成簇排列于同一条染色体上，形成一个基因簇，它们同量发挥作用，合成某些蛋白质。如人类白细胞抗原〔HLA〕，分布在6p21.3上。(1)由一个基因产生的屡次拷贝，具有几乎一样顺序，成簇排列21(2)另一类是一个多基因家族中不同成员成簇分布于几条不同的染色体上，这些序列虽不同，但它们编码的是一组关系密切的蛋白质。如珠蛋白基因是由α、β珠蛋白基因簇组成，在11号和16号上。(2)另一类是一个多基因家族中不同成员成簇分布于几条不同的225′ξψξ

ψα1

ψα2α2α1θ

3′胚胎期胚胎期和成人5′εGγAγψβδβ

3′胚胎期成人期胎儿期Hbα16p13.33→P13.11

11p15.4-pter

Hbβ

5′ξψξψα1ψα2α2α123——在多基因家族中，某些成员并不产生有功能的基因产物，称为假基因。假基因〔pseudogene)：——在多基因家族中，某些成员并不产生有功能的基因产物，称为假24高度重复序列106以上、20%(hightrepetitivesequence)

重复序列〔repetitivesequence〕：中度重复序列10~10410%(intermediaterepetitivesequence)

多基因家族(multigengfamily)：假基因高度重复序列重复序列〔repetitivese25二、真核基因的分子构造特征大多数真核生物的构造基因是不连续的，在编码区内常常被不编码的序列隔开，为断裂基因〔splitgene〕。二、真核基因的分子构造特征大多数真核生物的构造基因26〔一〕外显子和内含子基因中编码的序列称为外显子(exon)，不编码的间隔序列称为内含子(intron)。〔一〕外显子和内含子基因中编码的序列称为外显子(e27人类珠蛋白基因构造图内含子1〔I1〕内含子2〔I2〕外显子3〔E3〕105146外显子2〔E2〕3110453

转录起始点外显子1〔E1〕130构造基因编码区非编码区外显子：具有编码意义内含子：无编码意义〔5'GT、3'AG；GT-AG法那么〕：侧翼序列内含子5’末端大多数是GT开场，3’末端大多是AG完毕，称为GT-AG法那么。人类珠蛋白基因构造图内含子1〔I1〕内含子2〔I2〕外显子28外显子和内含子的关系并非一成不变。基因的大小及内含子的数目相差很大，如DMD基因2300000bp,75个外显子、74个内含子。外显子和内含子的关系并非一成不变。29〔二〕侧翼序列〔flankingsequence〕每个构造基因在第一个和最后一个外显子外侧，都有一段不被转录的非编码区，称侧翼序列，有启动子、增强子、终止子等。〔二〕侧翼序列〔flankingsequence〕301、启动子〔promoter〕启动子是一段特异的核苷酸序列，位于基因转录起始点上游100bp范围内，启动子是DNA分子上能与RNA聚合酶特异性识别并结合的部位，能促进转录过程。1、启动子〔promoter〕启动子是一段特异的31〔1〕TATA框：在转录起始点上游约-19～-27bp处，由7个碱基组成，即TATATAT，是一段高度保守的序列，能与转录因子TFII结合，再与RNA聚合酶II形成复合物，而能准确识别转录起始位置。〔1〕TATA框：32〔2〕CAAT框：在转录起点上游-70～-80bp，由GGGTCAATCA组成，转录因子CTF能识别并与之结合，其Ｃ端有激活转录的功能，所以有促进转录的功能。〔2〕CAAT框：33〔3〕GC框：顺序为GGCGGG，有2个拷贝，位于CAAT框两侧。GC框有激活转录的功能，与增强起始转录的效率有关。〔3〕GC框：342、增强子不具启动子的功能，但能增强转录活性的一段DNA顺序，位置自由。常有组织特异性。3、终止子：由反向重复序列及特定序列5’－AATAAA－3’组成。2、增强子3、终止子：由反向重复序列及特定序列5’－AATA35GC框：调节转录的活动。CAAT框:促进转录增强子人类珠蛋白基因构造图内含子1〔I1〕内含子2〔I2〕外显子3〔E3〕105146外显子2〔E2〕3110453

转录起始点TATA框RNA聚合酶结合决定转录起始点CAAT框RNA聚合酶结合控制转录频率外显子1〔E1〕130AATAAA

回文顺序构造基因编码区非编码区外显子：具有编码意义内含子：无编码意义〔5'GT、3'AG；GT-AG法那么〕启动子终止子TATA框:识别转录起始点mRNA裂解信号(AATAAA)回文构造GC框GC框转录终止信号GC框：调节转录的活动。CAAT框:促进转录增强子人类珠蛋36第三节DNA的复制DNA复制(replication):DNA分子合成一个与自己一样的DNA分子的过程。其结果DNA含量增加一倍。第三节DNA的复制DNA复制(replication37DNA复制的根本条件：1、复制模板。2、四种三磷酸脱氧核苷。3、DNA聚合酶、连接酶、解旋酶、解链酶等。4、RNA引物。DNA复制的根本条件：38一、双向复制5353复制起始点复制叉复制子：复制叉一、双向复制5353复制起始点复制叉复制子：复制叉39T—AA—TG—CC—GT—AA-TA-TA—TC—GG—CG—CA-TTATAATCGGCTATAAA

C

G

CTTGCG二.半保存复制〔semi-conservativereplication)CGGCATATAA

C

G

CTTGCGA—TG—CAAA-TA-TA—TC—GC—GG—CG—CA—TTTA—TG—CC—GA-TA-TA—TC—GG—CG—CA-TA—TG—CT—AC—GT—AA-TA-TA—TC—GG—CG-CT—AA—TG—CC—GT—AA-TA-TA—TC—GG—C4053535353复制起始点复制叉前导链后随链〔延迟链〕RNA引物冈崎片段三、半不连续复制53535353复制起始点复制叉前导链后随链41DNA复制过程显示复制的不连续性、前导链和后随链DNA复制过程显示复制的不连续性、前导链和后随链42第四节基因的表达DNA复制转录RNA翻译蛋白质第四节基因的表达DNA复制转录RNA翻译蛋白质43指以DNA为模板合成RNA的过程。〔DNA分子的3‘5’为模板链也叫反编码链；5‘3’链叫编码链〕。转录产物信息RNA(mRNA)转运RNA(tRNA)核糖体RNA(rRNA)核仁以外的常染色质转录的。核仁内的常染色质转录的。一、转录指以DNA为模板合成RNA的过程。转录产物信息RNA(mRN44内含子1（I1）内含子2（I2）外显子3（E3）105

146外显子2（E2）31

10453

TATA框RNA聚合酶结合决定转录起始点CAAT框RNA聚合酶结合控制转录频率外显子1（E1）1

30AATAAA

回文顺序内含子1（I1）内含子2（I2）外显子3（E3）105

146外显子2（E2）31

10453

外显子1（E1）1

30AATAAA

回文顺序内含子1（I1）内含子2（I2）

内含子1（I1）内含子2（I2）

内含子1（I1）内含子2（I2）

53外显子3（E3）105146外显子2（E2）31104外显子1（E1）130AATAAA回文顺序外显子3（E3）105

146外显子2（E2）31

10453外显子1（E1）1

30AATAAAAAAAAAAAAAAAAmGmGDNA转录剪接戴帽加尾成熟的mRNAhnRNA加工内含子1（I1）内含子2（I2）外显子3外显子25345(一)剪接：按照GT-AG法那么，切去内含子。细胞核内snRNA参与剪接过程。(一)剪接：46《遗传分子基础》教学课件475′—5′首先，RNA5′端起始核苷酸的P与鸟苷三磷酸〔m7G〕形成5′－5′键。然后，在乌苷酸7位N上甲基化，完成戴帽(帽0)在真核生物中、下一个Ａ的2′－0位甲基化，形成帽1。(二)戴帽：5′—5′首先，RNA5′端起始核苷酸的P与鸟苷三磷酸〔48(1)戴帽可有效地封闭RNA5’末端，使它不再接核苷酸。同时可保护5’末端，使其不受磷酸酶和核酸酶的消化作用，从而增加其稳定性。(2)帽还能被核糖体小亚基识别，促使mRNA与核糖体结合。戴帽作用：(1)戴帽可有效地封闭RNA5’末端，使它不再接核苷酸。同时49(三)加尾：在戴帽同时，3’端在在腺苷酸聚合酶作用下加接一连串PolyA，成尾，这过程称多聚腺苷酸化反响。作用：可使mRNA3’末端稳定，不受酶的破坏，并可促使mRNA由核运转到质中。(三)加尾：在戴帽同时，3’端在在腺苷酸聚合酶作用下加接一连50二、翻译----遗传信息由mRNA的碱基序列转变为多肽链的氨基酸顺序的过程。需要mRNA、tRNA、rRNA等。二、翻译51IF230S-mRNA-50S-fMet-tRNAf5,3,AUG小亚基小亚基5,3,AUGIF3IF3IF3-mRNA-30S三元复合物IF2-30S-mRNA-fMet-tRNAf30S-mRNA-50S-fMet-tRNAfIF2IF3UACfMet大亚基小亚基5,3,AUGUACfMetIF2GTPGDP+PiIF2大亚基小亚基5,3,AUGUACfMetA位IF3-mRNA-30S三元复合物IF3IF2-30S-mRNA-fMet-tRNAf大亚基IF2GTP小亚基IF3UACfMetIF2IF3小亚基5,3,AUGA位UACfMet大亚基GTPGDP+Pi密肽链合成的起始IF230S-mRNA-50S-fMet-tRNAf5,3,52P位A位CGG丙EF-TGTPUACfMetCGG丙fMetUAC肽基转移酶形成肽键ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,EF-G易位酶G因子GTPGDP+PiAGA丝CGGP位A位RF释放因子UGA丝fMet丙甘苏ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,RFUGA30S50SRF密P位A位CGG丙3,AUGGCCUCUGGAACG5,P位A位fMetCGG丙ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,P位A位ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,P位A位ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,fMet丙AGA丝肽链合成的终止与释放肽链的延长P位A位CGG丙EF-TGTPUACfMetC53三、RNA编辑(RNAediting)及意义----能改变初始转录物的编码特性，导致生成的mRNA分子在编码区的序列不同于它的DNA模板序列。----转录后的RNA在编码区发生碱基的替换、插入或丧失等现象。三、RNA编辑(RNAediting)及意义54编辑方式：①U的参加与删除②C-U、A-G、G-A的碱基转换③C-G、G-C、U-A的碱基颠换编辑从mRNA的3‘→5’方向进展。tRNA、rRNA也有RNA编辑现象存在。

编辑方式：553.RNA编辑的意义①通过编辑的mRNA具有转录活性；②使该mRNA能被通读；③在一些转录物5‘端可创造生成起始密码AUG，以调节翻译活性；④可能与生物进化有关⑤RNA编辑不偏离中心法那么，因为提供编辑的信息源仍来源于DNA.3.RNA编辑的意义①通过编辑的mRNA具有转录活性；②使56四、遗传印记〔genomicimprinting〕或亲代印记〔parentalimprinting〕。------这种由于基因来自父亲或母亲而产生不同的表型现象。四、遗传印记〔genomicimprinting〕或亲代印57

缺失父源15号、del(15)(q11－q13)(肥胖、矮小、小手小足、智力↓肌张力低下、体矮、小手足、智能低下及生殖腺发育不全)〔1〕Prader－Willi综合征：(PWS)缺失父源15号、del(15)(q11－q13)〔158缺失母源15号，del(15)(q11－q13)，大嘴呆笑，癫痫、智力↓“快乐木偶综合征〞〔2〕Angelman综合征：(AS)缺失母源15号，del(15)(q11－q13)，大嘴呆笑59《遗传分子基础》教学课件60是一种新发现的遗传现象。是指同一基因会因为来自父源或母源而有不同的表现。可能与基因在男女生殖细胞形成过程中受到不同的暂时修饰有关，一些遗传病的外显率与表现度将受到亲代印迹的影响。是一种新发现的遗传现象。是指同一基因会因为来自父源61如Huntington舞蹈症:经母亲传递，子女的发病年龄与母亲的发病年龄一样；经父亲传递，那么子女的发病年龄比父亲的发病年龄有所提前。I12

II123456414442III1234567891011IV1230204546如Huntington舞蹈症:经母亲传递，子女的发病年龄与母62第五节基因突变一、基因突变的概念基因突变〔genemutation〕是指基因在构造上发生碱基对组成或排列顺序的改变。当基因中一个或一对碱基改变时，称为点突变〔pointmutation〕。第五节基因突变一、基因突变的概念63突变染色体畸变：染色体数目和构造的改变。基因突变：狭义的突变，所指基因的核苷酸顺序或数目发生改变。

突变染色体畸变：染色体数目和构造的改变。基因突变：狭义的64用每一代中每一百万个配子中基因发生的突变次数来表示：即n☓10-6/配子/基因/代。用每一代中每一百万个配子中基因发生的突变次数来表示：65基因突变的分类突变在个体发育的阶段体细胞突变生殖细胞突变引起突变的因素诱发突变〔inducedmutation〕自发突变〔spontaneousmutation〕基因突变的分类突变在个体发育的阶段体细胞突变生殖细胞突变66突变的方向正向突变〔forwardmutation〕负向突变〔suppresormutation〕DNA序列改变多点突变：碱基序列的改变点突变：碱基置换颠换缺失插入转换突变的方向正向突变〔forwardmutation〕负67诱发突变物理因素：电离辐射，紫外线。化学因素：亚硝酸盐、甲磺酸乙酯生物因素：病毒。诱发突变物理因素：电离辐射，紫外线。化学因素：亚硝酸盐、甲磺68紫外线诱发的胸腺嘧啶二聚体紫外线诱发的胸腺嘧啶二聚体69二、基因突变的分子机制1、碱基替换一个碱基被另一碱基取代而造成的突变称为碱基置换突变。二、基因突变的分子机制1、碱基替换一个碱基被70转换〔transition〕颠换〔transversion〕：嘌呤→嘌呤，嘧啶→嘧啶：嘌呤→嘧啶，嘧啶→嘌呤TGCA转换〔transition〕颠换〔transversion71〔1〕同义突变:碱基的改变并未引起编码的氨基酸改变。例如，CCA→脯氨酸，当A→G后，CCG→脯氨酸。碱基替换的效应〔1〕同义突变:碱基替换的效应72〔2〕错义突变:碱基替换后，一个密码子变成另一个密码子，导致所编码的氨基酸发生改变，影响基因功能。例如，GAG→谷氨酸，A→T，GUG→缬氨酸。〔2〕错义突变:73〔3〕无义突变:碱基的改变使该三联体不再构成任何氨基酸的密码子，而形成终止信号。例如：TAC→酪氨酸，C→A，TAA→mRNA→UAA→终止信号。〔3〕无义突变:74当DNA分子中一个终止密码发生突变，成为编码氨基酸的密码子时，多肽链的合成将继续进展下去，肽链延长直到遇到下一个终止密码子时方停顿，因而形成了延长的异常肽链。也称延长突变。〔4〕终止密码突变〔terminationcodonmutation〕：当DNA分子中一个终止密码发生突变，成为编码氨752、移码突变〔frameshiftmutation〕由于基因组DNA中插入或缺失一个或几个碱基对，而使插入或缺失点下游DNA编码全部改变，称移码突变。2、移码突变〔frameshiftmutation〕76AAACCCTTTGGGCATGTGCCGTTTGGGAAACCCGTACACGGCAAACCCTTTGGGCATGTGCCGTTTGGGAAACCCGTACACGGCAAACCCTTTGGGCATGTGCCGTTTGGGAAACCCGTACACGGCCGAAACCTTTGGGCATGTGCCGTTTGGAAACCCGTACACGGCCGCCGGAAATTTGGGCATGTGCCGTTTAAACCCGTACACGGCAAATTTGGGCATGTGCCGTTTAAACCCGTACACGGC移码突变〔如普鲁黄〕整码突变AAACCCTTTGGGCATGTGCCGTTTGGGAAA77〔三〕动态突变：在基因的非编码区或基因内，有些三核苷酸〔CAG、CGG〕在传代过程中会发生明显增加，而导致基因功能发生改变。如脆性X染色体综合征。〔三〕动态突变：78Xq27.3处存在致病基因FMR-1〔脆性X智力低下基因-1〕该基因在5’端非翻译区有一不稳定的〔CGG〕n三核苷酸重复序列，发生了动态突变。正常人6~50拷贝；智力正常男性传递者和女性携带者60—200拷贝；患者230以上。Xq27.3处存在致病基因FMR-1〔脆性X79《遗传分子基础》教学课件80DNA损伤的修复1、光修复波长300~600nm的可见光光复活酶修复DNA损伤的修复1、光修复波长300~600nm的可见光光复812、切除修复缺口缺口2、切除修复缺口缺口823、复制后修复复制重组再合成3、复制后修复复制重组再合成83研究称美丽蓝眼睛源自一万年前基因突变.研究称美丽蓝眼睛源自一万年前基因突变.84台北县有一个无指纹家族，连续五代成员因家族遗传基因，导致双手、双脚出现无指纹病症。无指纹属显性遗传病症台北县有一个无指纹家族，连续五代成员因家族遗传基因85十分罕见的白色考拉十分罕见的白色考拉86这对姐妹来自咸宁嘉鱼县朱砂乡。姐姐梁喜芸今年8岁半，身高81.3厘米〔体重9.9公斤〕，仅相当于2岁孩子的身高；妹妹梁悦两岁多，身高55.5厘米〔体重4.7公斤〕，仅相当于两个月的小孩。小姐妹同患侏儒症这对姐妹来自咸宁嘉鱼县朱砂乡。姐姐梁喜芸今年8岁半，身87俄罗斯男童基因突变长出四只眼睛俄罗斯男童基因突变长出四只眼睛88基因突变:奇异的双头小猪基因突变:奇异的双头小猪89一名22岁的妙龄少女，因基因突变，导致右边的脸、背和臀部等部位皮肤、骨骼、软组织、脏器发育异常，外表严重畸形。家族性多发性结肠息肉-骨瘤-软组织瘤综合征家族性结肠息肉症一名22岁的妙龄少女，因基因突变，导致右边的脸、90罕见水过敏症可以正常地饮用水，但是肢体接触水将导致皮肤发痒出现红斑。

罕见水过敏症91拇指姑娘身高27英寸早老症拇指姑娘身高27英寸早老症92免疫系统缺陷：疣逐渐扩散至全身免疫系统缺陷：疣逐渐扩散至全身93多囊肾多囊肾94印度北方邦一名13岁的女孩德温克勒·德维韦迪罹患了一种怪病，在身体没有受到任何外部损伤的情况下竟会自然流血。她的鼻子、眼睛、脖子、脚底和发际等处都开场出血，每天出血5至20次不等，最严重时她睡觉醒来发现自己全身布满已干了的血迹。印度北方邦一名13岁的女孩德温克勒·德维韦迪罹95第三章遗传的分子根底第三章遗传的分子根底96第一节DNA的组成和构造一、DNA的组成核酸的根本单位单核苷酸nucleotide戊糖脱氧核糖磷酸含氮有机碱嘌呤：ＡＧ〔碱基〕嘧啶：ＴＣ第一节DNA的组成和构造一、DNA的组成核酸的根本单位单97嘧啶嘌呤胞嘧啶Ccytosine胸腺嘧啶Tthymine碱基鸟嘌呤Gguanine腺嘌呤Aadenine嘧啶嘌呤胞嘧啶C胸腺嘧啶T碱基鸟嘌98核糖脱氧糖苷键核苷酯键单核苷酸核糖脱氧糖苷键核苷酯键单核苷酸993’5’磷酸二酯键5´3´3’5’磷酸二酯键5´3´100DNA的双链形成二、构造DNA的双链形成二、构造101第二节真核基因的分子构造一、人类基因组的组成基因组〔genome〕是一个生命体遗传信息的总和，是一种生物的细胞中所带有的全部遗传信息。第二节真核基因的分子构造一、人类基因组的组成102细胞核内的基因组：3200Mb〔3.2×109bp〕细胞质内线粒体基因组：16.6kb细胞核内的基因组：3200Mb〔3.2×109bp〕细胞质内103《遗传分子基础》教学课件104每个核基因组〔genome)含3.0×109bp〔一〕单一序列〔uniquesequence〕：〔二〕重复序列〔repetitivesequence〕：约占60%－65%重复1次或很少几次、约有3－3.5万。基因组方案：17、19、22号基因多，4、18、x少占基因组的30%以上。DNA序列在基因组中有多个拷贝，可有几十份，几百份，甚至几十万份每个核基因组〔genome)含3.0×109bp〔一〕单一105高度重复序列106以上、20%(hightrepetitivesequence)

重复序列〔repetitivesequence〕：中度重复序列10~10410%(intermediaterepetitivesequence)

多基因家族(multigengfamily)：假基因高度重复序列重复序列〔repetitivese106卫星DNA〔随体DNA〕：反向重复序列：1、高度重复序列106~108以上、20%(hightrepetitivesequence)小卫星、微卫星DNA卫星DNA〔随体DNA〕：反向重复序列：1、高度重复107〔1〕卫星DNA〔satelliteDNA〕〔随体DNA〕在Cscl密度梯度离心中，由于GC含量少于AT，可在DNA主峰旁形成卫星DNA峰。重复106～108次，构成着丝粒、端粒、y上异染色质区。〔1〕卫星DNA〔satelliteDNA〕〔随体DNA〕108〔2〕小卫星、微卫星DNA6-25bp称小卫星。2－6bp为微卫星，串联重复分布〔STR〕〔2〕小卫星、微卫星DNA109〔3〕反向重复序列：是两个顺序一样的互补拷贝在同一条DNA链上反向排列。一种是无间隔，称为回文构造。一种是两个互补拷贝间有一个间隔，两个互补拷贝那么共价相接，形成十字状构造。〔3〕反向重复序列：1105′…AGACCACCAGTACAACGTTATTGTACTGGAACAAG…3′3′…TCTGGTGGTCATGTTGCAATAACATGACCTTGTTC…5′TGTCATTGTACTGG

AACAAG…3′

AACATGACC5′…AGACCAGTCAA3′…TCTGGT

GGTCATGTTTTGTTC…5′CCAGTACAA见于基因调控区，构成终止子。5′…AGACCACCAGTACAACGTTATTGTACT111短分散元件(SINEs)：长分散元件(LINEs)：2、中度重复序列(intermediaterepetitivesequence)

重复102~105次

占基因组20%~30%短分散元件(SINEs)：长分散元件(LINEs)：2、中112〔1〕短分散元件(SINEs)：平均长度小于500bp，重复105次以上，例如人类Alu家族，占人类基因组的3％~6％，由300bp构成，在第170位附近都AGCT顺序，可被内切酶AluI。重复达30~50万次。参与基因调控。〔1〕短分散元件(SINEs)：平均长度小于500113〔2〕长分散元件(LINEs)：重复序列长度大于1000bp，重复102~104。如KpnI家族在人类基因组散在分布。〔2〕长分散元件(LINEs)：重复序列长度1143、多基因家族〔multigenefamily〕——指由一个祖先基因经重复和变异形成的一组来源一样、构造相似、功能相关的基因。3、多基因家族〔multigenefamily〕——115(1)由一个基因产生的屡次拷贝，具有几乎一样顺序，成簇排列于同一条染色体上，形成一个基因簇，它们同量发挥作用，合成某些蛋白质。如人类白细胞抗原〔HLA〕，分布在6p21.3上。(1)由一个基因产生的屡次拷贝，具有几乎一样顺序，成簇排列116(2)另一类是一个多基因家族中不同成员成簇分布于几条不同的染色体上，这些序列虽不同，但它们编码的是一组关系密切的蛋白质。如珠蛋白基因是由α、β珠蛋白基因簇组成，在11号和16号上。(2)另一类是一个多基因家族中不同成员成簇分布于几条不同的1175′ξψξ

ψα1

ψα2α2α1θ

3′胚胎期胚胎期和成人5′εGγAγψβδβ

3′胚胎期成人期胎儿期Hbα16p13.33→P13.11

11p15.4-pter

Hbβ

5′ξψξψα1ψα2α2α1118——在多基因家族中，某些成员并不产生有功能的基因产物，称为假基因。假基因〔pseudogene)：——在多基因家族中，某些成员并不产生有功能的基因产物，称为假119高度重复序列106以上、20%(hightrepetitivesequence)

重复序列〔repetitivesequence〕：中度重复序列10~10410%(intermediaterepetitivesequence)

多基因家族(multigengfamily)：假基因高度重复序列重复序列〔repetitivese120二、真核基因的分子构造特征大多数真核生物的构造基因是不连续的，在编码区内常常被不编码的序列隔开，为断裂基因〔splitgene〕。二、真核基因的分子构造特征大多数真核生物的构造基因121〔一〕外显子和内含子基因中编码的序列称为外显子(exon)，不编码的间隔序列称为内含子(intron)。〔一〕外显子和内含子基因中编码的序列称为外显子(e122人类珠蛋白基因构造图内含子1〔I1〕内含子2〔I2〕外显子3〔E3〕105146外显子2〔E2〕3110453

转录起始点外显子1〔E1〕130构造基因编码区非编码区外显子：具有编码意义内含子：无编码意义〔5'GT、3'AG；GT-AG法那么〕：侧翼序列内含子5’末端大多数是GT开场，3’末端大多是AG完毕，称为GT-AG法那么。人类珠蛋白基因构造图内含子1〔I1〕内含子2〔I2〕外显子123外显子和内含子的关系并非一成不变。基因的大小及内含子的数目相差很大，如DMD基因2300000bp,75个外显子、74个内含子。外显子和内含子的关系并非一成不变。124〔二〕侧翼序列〔flankingsequence〕每个构造基因在第一个和最后一个外显子外侧，都有一段不被转录的非编码区，称侧翼序列，有启动子、增强子、终止子等。〔二〕侧翼序列〔flankingsequence〕1251、启动子〔promoter〕启动子是一段特异的核苷酸序列，位于基因转录起始点上游100bp范围内，启动子是DNA分子上能与RNA聚合酶特异性识别并结合的部位，能促进转录过程。1、启动子〔promoter〕启动子是一段特异的126〔1〕TATA框：在转录起始点上游约-19～-27bp处，由7个碱基组成，即TATATAT，是一段高度保守的序列，能与转录因子TFII结合，再与RNA聚合酶II形成复合物，而能准确识别转录起始位置。〔1〕TATA框：127〔2〕CAAT框：在转录起点上游-70～-80bp，由GGGTCAATCA组成，转录因子CTF能识别并与之结合，其Ｃ端有激活转录的功能，所以有促进转录的功能。〔2〕CAAT框：128〔3〕GC框：顺序为GGCGGG，有2个拷贝，位于CAAT框两侧。GC框有激活转录的功能，与增强起始转录的效率有关。〔3〕GC框：1292、增强子不具启动子的功能，但能增强转录活性的一段DNA顺序，位置自由。常有组织特异性。3、终止子：由反向重复序列及特定序列5’－AATAAA－3’组成。2、增强子3、终止子：由反向重复序列及特定序列5’－AATA130GC框：调节转录的活动。CAAT框:促进转录增强子人类珠蛋白基因构造图内含子1〔I1〕内含子2〔I2〕外显子3〔E3〕105146外显子2〔E2〕3110453

转录起始点TATA框RNA聚合酶结合决定转录起始点CAAT框RNA聚合酶结合控制转录频率外显子1〔E1〕130AATAAA

回文顺序构造基因编码区非编码区外显子：具有编码意义内含子：无编码意义〔5'GT、3'AG；GT-AG法那么〕启动子终止子TATA框:识别转录起始点mRNA裂解信号(AATAAA)回文构造GC框GC框转录终止信号GC框：调节转录的活动。CAAT框:促进转录增强子人类珠蛋131第三节DNA的复制DNA复制(replication):DNA分子合成一个与自己一样的DNA分子的过程。其结果DNA含量增加一倍。第三节DNA的复制DNA复制(replication132DNA复制的根本条件：1、复制模板。2、四种三磷酸脱氧核苷。3、DNA聚合酶、连接酶、解旋酶、解链酶等。4、RNA引物。DNA复制的根本条件：133一、双向复制5353复制起始点复制叉复制子：复制叉一、双向复制5353复制起始点复制叉复制子：复制叉134T—AA—TG—CC—GT—AA-TA-TA—TC—GG—CG—CA-TTATAATCGGCTATAAA

C

G

CTTGCG二.半保存复制〔semi-conservativereplication)CGGCATATAA

C

G

CTTGCGA—TG—CAAA-TA-TA—TC—GC—GG—CG—CA—TTTA—TG—CC—GA-TA-TA—TC—GG—CG—CA-TA—TG—CT—AC—GT—AA-TA-TA—TC—GG—CG-CT—AA—TG—CC—GT—AA-TA-TA—TC—GG—C13553535353复制起始点复制叉前导链后随链〔延迟链〕RNA引物冈崎片段三、半不连续复制53535353复制起始点复制叉前导链后随链136DNA复制过程显示复制的不连续性、前导链和后随链DNA复制过程显示复制的不连续性、前导链和后随链137第四节基因的表达DNA复制转录RNA翻译蛋白质第四节基因的表达DNA复制转录RNA翻译蛋白质138指以DNA为模板合成RNA的过程。〔DNA分子的3‘5’为模板链也叫反编码链；5‘3’链叫编码链〕。转录产物信息RNA(mRNA)转运RNA(tRNA)核糖体RNA(rRNA)核仁以外的常染色质转录的。核仁内的常染色质转录的。一、转录指以DNA为模板合成RNA的过程。转录产物信息RNA(mRN139内含子1（I1）内含子2（I2）外显子3（E3）105

146外显子2（E2）31

10453

TATA框RNA聚合酶结合决定转录起始点CAAT框RNA聚合酶结合控制转录频率外显子1（E1）1

30AATAAA

回文顺序内含子1（I1）内含子2（I2）外显子3（E3）105

146外显子2（E2）31

10453

外显子1（E1）1

30AATAAA

回文顺序内含子1（I1）内含子2（I2）

内含子1（I1）内含子2（I2）

内含子1（I1）内含子2（I2）

53外显子3（E3）105146外显子2（E2）31104外显子1（E1）130AATAAA回文顺序外显子3（E3）105

146外显子2（E2）31

10453外显子1（E1）1

30AATAAAAAAAAAAAAAAAAmGmGDNA转录剪接戴帽加尾成熟的mRNAhnRNA加工内含子1（I1）内含子2（I2）外显子3外显子253140(一)剪接：按照GT-AG法那么，切去内含子。细胞核内snRNA参与剪接过程。(一)剪接：141《遗传分子基础》教学课件1425′—5′首先，RNA5′端起始核苷酸的P与鸟苷三磷酸〔m7G〕形成5′－5′键。然后，在乌苷酸7位N上甲基化，完成戴帽(帽0)在真核生物中、下一个Ａ的2′－0位甲基化，形成帽1。(二)戴帽：5′—5′首先，RNA5′端起始核苷酸的P与鸟苷三磷酸〔143(1)戴帽可有效地封闭RNA5’末端，使它不再接核苷酸。同时可保护5’末端，使其不受磷酸酶和核酸酶的消化作用，从而增加其稳定性。(2)帽还能被核糖体小亚基识别，促使mRNA与核糖体结合。戴帽作用：(1)戴帽可有效地封闭RNA5’末端，使它不再接核苷酸。同时144(三)加尾：在戴帽同时，3’端在在腺苷酸聚合酶作用下加接一连串PolyA，成尾，这过程称多聚腺苷酸化反响。作用：可使mRNA3’末端稳定，不受酶的破坏，并可促使mRNA由核运转到质中。(三)加尾：在戴帽同时，3’端在在腺苷酸聚合酶作用下加接一连145二、翻译----遗传信息由mRNA的碱基序列转变为多肽链的氨基酸顺序的过程。需要mRNA、tRNA、rRNA等。二、翻译146IF230S-mRNA-50S-fMet-tRNAf5,3,AUG小亚基小亚基5,3,AUGIF3IF3IF3-mRNA-30S三元复合物IF2-30S-mRNA-fMet-tRNAf30S-mRNA-50S-fMet-tRNAfIF2IF3UACfMet大亚基小亚基5,3,AUGUACfMetIF2GTPGDP+PiIF2大亚基小亚基5,3,AUGUACfMetA位IF3-mRNA-30S三元复合物IF3IF2-30S-mRNA-fMet-tRNAf大亚基IF2GTP小亚基IF3UACfMetIF2IF3小亚基5,3,AUGA位UACfMet大亚基GTPGDP+Pi密肽链合成的起始IF230S-mRNA-50S-fMet-tRNAf5,3,147P位A位CGG丙EF-TGTPUACfMetCGG丙fMetUAC肽基转移酶形成肽键ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,EF-G易位酶G因子GTPGDP+PiAGA丝CGGP位A位RF释放因子UGA丝fMet丙甘苏ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,RFUGA30S50SRF密P位A位CGG丙3,AUGGCCUCUGGAACG5,P位A位fMetCGG丙ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,P位A位ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,P位A位ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,fMet丙AGA丝肽链合成的终止与释放肽链的延长P位A位CGG丙EF-TGTPUACfMetC148三、RNA编辑(RNAediting)及意义----能改变初始转录物的编码特性，导致生成的mRNA分子在编码区的序列不同于它的DNA模板序列。----转录后的RNA在编码区发生碱基的替换、插入或丧失等现象。三、RNA编辑(RNAediting)及意义149编辑方式：①U的参加与删除②C-U、A-G、G-A的碱基转换③C-G、G-C、U-A的碱基颠换编辑从mRNA的3‘→5’方向进展。tRNA、rRNA也有RNA编辑现象存在。

编辑方式：1503.RNA编辑的意义①通过编辑的mRNA具有转录活性；②使该mRNA能被通读；③在一些转录物5‘端可创造生成起始密码AUG，以调节翻译活性；④可能与生物进化有关⑤RNA编辑不偏离中心法那么，因为提供编辑的信息源仍来源于DNA.3.RNA编辑的意义①通过编辑的mRNA具有转录活性；②使151四、遗传印记〔genomicimprinting〕或亲代印记〔parentalimprinting〕。------这种由于基因来自父亲或母亲而产生不同的表型现象。四、遗传印记〔genomicimprinting〕或亲代印152

缺失父源15号、del(15)(q11－q13)(肥胖、矮小、小手小足、智力↓肌张力低下、体矮、小手足、智能低下及生殖腺发育不全)〔1〕Prader－Willi综合征：(PWS)缺失父源15号、del(15)(q11－q13)〔1153缺失母源15号，del(15)(q11－q13)，大嘴呆笑，癫痫、智力↓“快乐木偶综合征〞〔2〕Angelman综合征：(AS)缺失母源15号，del(15)(q11－q13)，大嘴呆笑154《遗传分子基础》教学课件155是一种新发现的遗传现象。是指同一基因会因为来自父源或母源而有不同的表现。可能与基因在男女生殖细胞形成过程中受到不同的暂时修饰有关，一些遗传病的外显率与表现度将受到亲代印迹的影响。是一种新发现的遗传现象。是指同一基因会因为来自父源156如Huntington舞蹈症:经母亲传递，子女的发病年龄与母亲的发病年龄一样；经父亲传递，那么子女的发病年龄比父亲的发病年龄有所提前。I12

II123456414442III1234567891011IV1230204546如Huntington舞蹈症:经母亲传递，子女的发病年龄与母157第五节基因突变一、基因突变的概念基因突变〔genemutation〕是指基因在构造上发生碱基对组成或排列顺序的改变。当基因中一个或一对碱基改变时，称为点突变〔pointmutation〕。第五节基因突变一、基因突变的概念158突变染色体畸变：染色体数目和构造的改变。基因突变：狭义的突变，所指基因的核苷酸顺序或数目发生改变。

突变染色体畸变：染色体数目和构造的改变。基因突变：狭义的159用每一代中每一百万个配子中基因发生的突变次数来表示：即n☓10-6/配子/基因/代。用每一代中每一百万个配子中基因发生的突变次数来表示：160基因突变的分类突变在个体发育的阶段体细胞突变生殖细胞突变引起突变的因素诱发突变〔inducedmutation〕自发突变〔spontaneousmutation〕基因突变的分类突变在个体发育的阶段体细胞突变生殖细胞突变161突变的方向正向突变〔forwardmutation〕负向突变〔suppresormutation〕DNA序列改变多点突变：碱基序列的改