分子遗传学1教学课件

1、分子遗传学（molecular genetics）,教学参考书： 分子遗传学 孙乃恩 1990 南京大学出版社 分子遗传学 盛祖嘉 1998 复旦大学出版社 分子遗传学 张玉静 2000 科学出版社 分子遗传学 李振明 2001 科学出版社 Molecular Biology of the gene J. watson , 1987 USA,绪论,一、分子遗传学的定义和研究对象 分子遗传学：分子水平研究生物遗传和变异分子机理的科学 蛋白质 研究对象：生物信息大分子 DNA 核酸 RNA * 建立在经典遗传规律基础上，了解生物信息大分子在遗传 和变异中的作用及相互关系，从中寻找规律性的东西,排列

2、千变万化 信息流向,中心法则： RNA Protein,transcription translation,reverse transcription,DNA replication,信息源 产物（功能、性状、结构）,信息模板,信息流向,aa 碱基,二、分子遗传学的由来和发展,产生基础：遗传学 1990年后建立 遗传学的基础是1864年孟得尔遗传规律 起始：本世纪4050年代 证明DNA是遗传物质基础: (1) 1944，转化试验（Avery）研究核酸的结构; (2)DNA双螺旋结构，1953（Watson Crick）; (3)遗传密码的破译，60年代，操纵子; (4)基因的分离，应用。,三

3、、研究方向(侧重面不同，产生不同学派),生化学派：基因到蛋白质功能如何实现 核酸、酶蛋白的结构研究，酶参与的生化过程 信息学派：信息分子的储存、编码、复制、传递和表达 生命的本质、起源，基因芯片技术 结构学派：核酸、蛋白质的结构，结构和功能的关系,遗传物质的基本结构 遗传物质的复制 围绕中心法则 遗传物质的翻译与表达 遗传物质的变异 遗传物质的调控 实际应用（生物技术）,四、研究内容,第一章 遗传物质的分子结构和性质,第一节 核酸是遗传物质 遗传物质必须具备哪些特点？ 1）在体细胞中含量稳定； 2) 在生殖细胞中含量减半； 3) 能携带遗传信息； 4) 能精确地自我复制； 5) 能发生变异；,

4、1869年，F.Miescher从脓细胞中提取到一种富含磷元素的酸性化合物。,18851900年间，Kossel、Johnew、Levene 证实核酸由不同的碱基组成。其最简单的单体结构是碱基-核糖-磷酸构成的核苷酸。1929年又确定了核酸有两种，一种是脱氧核糖核酸(DNA)，另一种是核糖核酸(RNA)。,一、 遗传物质的发现,1928年Frederick Griffith 转化实验,1944年，Avery在离体条件下完成转化。,人们仍不相信DNA是遗传物质,这是由于：,（1）因认为蛋白分子量大，结构复杂，二十种氨基酸的排列组合将是个天文数字，可作为一种遗传信息。而DNA分子量小，只含4种不同

5、的碱基，人们一度认为不同种的有机体的核酸只有微小的差异。 （2）认为转化实验中DNA并未能提得很纯，还附有其它物质。 （3）即使转化因子确实是DNA，但也可能DNA只是对荚膜形成起着直接的化学效应，而不是充当遗传信息的载体。,二、RNA也是遗传物质,1956年A.Gierer和G.Schraman发现 烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus,TMV），其遗传物质是RNA。 1957年美国的Heinz Fraenkel-Conrat和B.Singre用重建实验证实了这一结论。,第二节 DNA和RNA的化学 组成及双螺旋模型,一、DNA和RNA的化学组成 四核苷酸假说：不同DNA的

6、成分都是相同的。1950英Chargaff，发现DNA的“ 当量规 律 ”。 Alfred Mirsky, Hars RisR.Vendrely,A.Boivin 两组学者分别发现不同的生物体细胞中DNA 的含量都是其配子中的两倍。,二、DNA双螺旋模型的诞生,Watson (4) 温度。 最佳复性温度一般比Tm低25C。 (5) 盐的浓度： 复性时要求盐的浓度达到足够高;,在复性反应中如何知道单链已经结合成双链了呢？,可以通过哪些法来检测： (1) 减色效应（hpochromic effcef） 测定光密度，即OD值（optical density），DNA从单链变成双链，OD260减少30% (2) 羟基磷灰石柱层析 羟基磷灰石对双链DNA吸附较牢，不易 吸附单链,第五节 分子杂交,分子杂交（molecular hybridization） 共同特点是： (1)都是应用复性动力学原理； (2)都必须有探针（probe）的存在。 探针就是用同位素或非同位素如荧光染料生物素等标记的短片段特异DNA或RNA顺序。,常用的分子杂交方法,一. 原位分子杂交（in situ hybridization） 二