遗传的分子基础-PPT课件.ppt

1、 教学要求教学要求 掌握掌握：基因、多基因家族的概念；基因结构和表基因、多基因家族的概念；基因结构和表达；基因突变的类型和遗传效应。达；基因突变的类型和遗传效应。熟悉熟悉:单一序列和重复序列，假基因；基因突变单一序列和重复序列，假基因；基因突变的特性；基因突变的诱因；的特性；基因突变的诱因；了解了解:基因表达的调控。基因表达的调控。基因是遗传学的一个基本概念，在遗传基因是遗传学的一个基本概念，在遗传学的不同发展时期，人们对基因的理解学的不同发展时期，人们对基因的理解也随着学科的发展不断深化。也随着学科的发展不断深化。“基因基因”概念的发展概念的发展1919世纪世纪6060年代初，孟德尔提出年代

2、初，孟德尔提出“遗传因子遗传因子”(genetic factor)(genetic factor)19091909年，年，JohansenJohansen提出了提出了“基因基因”(gene)(gene)19101910年，摩尔根等证明基因位于染色体上，并呈直线排列。基年，摩尔根等证明基因位于染色体上，并呈直线排列。基因既是一个结构单位，又是一个功能单位因既是一个结构单位，又是一个功能单位(重组单位和突变单重组单位和突变单位位)遗传的染色体理论遗传的染色体理论19411941年，年，BeadleBeadle和和TatumTatum提出了提出了“一个基因一个酶一个基因一个酶”的学说的学说19441

3、944年，年，AveryAvery证明证明DNADNA是遗传物质是遗传物质 19531953年，年，WatsonWatson和和CrickCrick提出了提出了DNADNA双螺旋结构模型，明确了双螺旋结构模型，明确了DNADNA在活体内的复制方式在活体内的复制方式19571957年，年，CrickCrick提出中心法则，并于提出中心法则，并于19611961年提出三联遗传密码年提出三联遗传密码“基因基因”概念的发展概念的发展1955年，年，Benzer提出顺反子提出顺反子(cistor)、突变子、突变子(muton)、重、重组子组子(recon)概念概念 50年代初年代初-60年代末，提出跳跃

4、基因年代末，提出跳跃基因(jumping gene)70年代后期，发现断裂基因年代后期，发现断裂基因(split gene)1978年，发现重叠基因年，发现重叠基因(overlapping genes)1961年，年，J,acob和和Monod提出操纵子模型学说提出操纵子模型学说(operon theory)。短分散序列短分散序列DNA序列长度300-500bp，拷贝数可达105以上，但无编码作用，散在分布于人类基因组中，平均间隔距离约2.2kb。如：Alu家族(Alu family)长达长达300bp，在一个基因组中重复，在一个基因组中重复30万万50万次万次。长分散序列长分散序列DNA序列

5、长5-7kb，拷贝数在102-104之间。如：Kpn家族(Kpn family)(Kpn酶酶)6.4kb 1.2kb 1.5kb 1.8 kb 1.9kb长长6.4kb，拷贝数在，拷贝数在3000 4800个。个。N NN N C CC C T T G G A A C CC C G G T T G G T T C C A A G GG G N NN NN NN N G G G G A A C C T T G GG G C C A A C C A A G G T T C CC C N NN N十字结构十字结构十字结构十字结构GCACCTGACGGACTGCGTN NN NGTCAGGCAGTCC

6、N NN NN NN N C CC C T T G G A A C CC C G G T T G G T T C C A A G GG G N NN NN NN N G G G G A A C C T T G GG G C C A A C C A A G G T T C CC C N NN NN NN N C CC C T T G G A A C C G G T T C C A A G GG G N NN NN N N N G G G G A A C C T T G G C C A A G G T T C CC C N NN N回文序列回文序列十字结构十字结构组蛋白基因家族组蛋白基因家族珠蛋白

7、基因家族珠蛋白基因家族卵清蛋白基因及其与卵清蛋白基因及其与cDNA的杂交图的杂交图 CAAT boxGC box G G C G G GCAAT boxGC boxCAAT boxGC boxEnhancerCore sequence GGTGTGG GRegulator SequenceCAAT boxGC boxAATAAAEnhancer转录转录翻译翻译翻译后加工翻译后加工(一一)转录前调节转录前调节(二二)转录水平调节转录水平调节(三三)转录后调节转录后调节(四四)翻译水平调节翻译水平调节(五五)翻译后调节翻译后调节稀有性稀有性突变率突变率(mutation rate)(mutatio

8、n rate)：指在特定的条件下一指在特定的条件下一个细胞的某一基因在一个世代中发生突变的概个细胞的某一基因在一个世代中发生突变的概率。率。表表3-13-1人类中某些遗传病的基因突变频率人类中某些遗传病的基因突变频率 遗传病遗传病 突变频率突变频率 白化病白化病 28281010-6-6苯丙酮尿症苯丙酮尿症 25251010-6-6 血友病血友病 27271010-6-6 色盲色盲 28281010-6-6 鱼鳞病鱼鳞病 11111010-6-6肌肉退化症肌肉退化症 43431010-6-6小眼球症小眼球症 5 51010-6-6重演性重演性 重演性：重演性：相同的基因突变可以重复出现相同的基

9、因突变可以重复出现在同一种生物的不同个体上。在同一种生物的不同个体上。一种生物不同群体中发生同一基因突变一种生物不同群体中发生同一基因突变的频率相近。的频率相近。可逆性可逆性野生型野生型突变型突变型正向突变正向突变 反向突变反向突变(回复突变回复突变)多向性多向性野生型野生型突变型突变型N突变型突变型1突变型突变型2突变型突变型3复复等等位位基基因因有害性和有利性有害性和有利性基因突变基因突变有害性有害性有利性有利性中性突变中性突变突变的时期突变的时期基因突变可发生在生物个体发育任何时基因突变可发生在生物个体发育任何时期期(体细胞、生殖细胞体细胞、生殖细胞)，突变时期不同，突变时期不同，其表现

10、也不相同。其表现也不相同。生殖细胞突变形成突变配子，后代出现生殖细胞突变形成突变配子，后代出现突变型个体；体细胞突变形成突变体细突变型个体；体细胞突变形成突变体细胞，引起组织器官变异。胞，引起组织器官变异。碱基类似物碱基类似物碱基的修饰剂碱基的修饰剂DNA插入剂插入剂抗生素抗生素 5-5-溴尿嘧啶掺入引起溴尿嘧啶掺入引起DNADNA碱基对的改变碱基对的改变 亚硝酸引起碱基配对错误亚硝酸引起碱基配对错误 例：例：DNA GCG GCA m RNA CGC CGU (精氨酸精氨酸)(精氨酸精氨酸)例：正常血红蛋白例：正常血红蛋白链的第链的第6位氨基酸位氨基酸 GAA或或GAGGUA或或GUG 谷氨酸谷氨酸 缬氨酸缬氨酸 HbA HbS(导致镰形细胞性贫血导致镰形细胞性贫血)例：例：DNA ATG ATT m RNAUAC UAA (酪氨酸酪氨酸)(终止信号终止信号)vFra X syndrome (CGG)nn=6 50；normaln=50 200；pre-mutationn=200 230；patient 下次课预习要点下次课预习要点 第四章第四章 单基因遗传病单基因遗传病