2.2015课件第二章Genetics.ppt

1,第1节 DNA是主要遗传物质第2节 DNA和RNA的化学结构,第二章 遗传物质的分子基础,第3节 DNA的复制第4节 RNA的转录和加工第5节 遗传密码与蛋白质的翻译第6节 基因的概念与发展,2,一、DNA是遗传物质的间接证据二、DNA是遗传物质的直接证据(一)、细菌转化试验(二)、噬菌体侵染与繁殖试验(三)、烟草花叶病毒感染和繁殖实验,第一节 核酸作为主要遗传物质的证据,3,一、DNA是生物体主要遗传物质间接证据,DNA 普遍的普遍性：DNA恒定性DNA稳定性DNA的诱变性 260nm,4,5,二、DNA是生物体主要遗传物质直接证据,6,（一）.细菌的转化已使几十种细菌和放线菌成功的获得了遗传性状的定向转化，证明起转化作用的是DNA；,7,（二）噬菌体的侵染与繁殖：,分别标记：亲代 子代,噬菌体的侵染与繁殖 主要是由于DNA进入细胞才产生完整的噬菌体，所以DNA是具有连续性的遗传物质（1分）。,8,9,（三）无DNA生物，RNA是遗传物质及其证据烟草花叶病毒的感染和繁殖：,10,佛兰科尔-康拉特-辛格尔(Framkel-Conrat-Singer)试验：Frankel-Conrat,Singer(1956)试验,.烟草花叶病毒的感染和繁殖说明在不含DNA的TMV中RNA就是遗传物质）。,11,答：DNA作为生物的主要遗传物质的直接证据：.DNA使细菌性状的定向转化（2分）；噬菌体的侵染与繁殖 证明：DNA进入细胞产生完整的噬菌体，DNA是的遗传物质（1分）。.烟草花叶病毒的感染和繁殖说明在不含DNA的TMV中RNA就是遗传物质（1分）。,DNA是生物体主要遗传物质直接证据是什么？,12,13,14,http:/highered.mcgraw-,15,16,第二节 DNA和RNA的化学结构*核酸的构成单元是核苷酸，是核苷酸的多聚体*每个核苷酸包括三部分：五碳糖、磷酸、碱基*两个核苷酸之间由3和5位的 磷酸二脂键相连,17,两种核酸的主要区别：DNA：脱氧核糖，A、C、G、T 双链，分子链较长RNA：核糖，A、C、G、U 单链，分子链较短,18,图 2-4 构成核苷酸分子的碱基和核糖,19,一、DNA的分子结构 1949-1951,Chargaff对多种生物来源的DNA的碱基成分的精密分析，发现DNA中:A=T，G=C，A+G=C+T说明碱基A与T之间、G与C之间存在互补配对关系，称为查尔格佛法则（Chargaffs rule）,20,1953，Watson和Crick根据：查尔格佛法则(碱基互补配对 的规律)对DNA分子的X射线衍射结果提出了著名的DNA分子双螺旋结构模型。这个模型已为以后拍摄的电镜直观形象所证实,21,图 2-5 核酸分子的化学结构,22,DNA分子模型最主要特点：(1)两条多核苷酸链以右手螺旋的形式，以一定的空间距离，环绕于同一轴相 互盘旋而成(2)反向平行：53，35(3)两条单链间以碱基间氢键配对相连：A T，C G(4)每个螺旋34(3.4nm)，含10bp，直径约为20(5)分子表面大沟和小沟交替出现,23,图 2-7 DNA分子的双螺旋结构模型,24,A-T和C-G两种核苷酸对分子链内 排列的位置和方向只有四种形式:A-T C-G A-T G-C C-G A-T G-C A-T假设某一段DNA分子链有1000bp，则该段就可以有41000种不同的排列组合形式，反映出来的就是41000种不同性质的基因.,25,二、RNA的分子结构 绝大部分RNA以单链形式存在，但可折叠起来形成若干双链区域。这些区域内，互补的碱基对间可形成氢键。一些以RNA为遗传物质的动物病毒含有双链RNA。,26,第三节 DNA的复制 一、DNA复制的一般特点 1、复制方式：半保留复制2、复制起点：原核生物一般只有一个 复制起点，一个复制子；真核生 物是多起点的，多个复制子 3、复制方向：一般为双向复制 4、具有复制的忠实性,27,图29 DNA半保留复制,28,图 210原核生物的复制子,29,图211 真核生物多复制位点电镜图,30,图 212 DNA复制叉示意图,31,二、原核生物DNA合成 1、酶系统：DNA聚合酶、连接酶、解 旋酶、拓扑异构酶等 2、半保留复制，双向复制 3、有引物的引导，为RNA 4、延伸方向为535、一条链一直从5向3方向延伸，称 前导链，连续合成；另一条先沿5 3 合成冈崎片段，再由连接酶连 起来链，后随链，不连续合成,32,图213 DNA合成模型,33,*在前导链上，DNA引物酶只在 起始点合成一次引物RNA，DNA聚合酶III开始DNA的合成*在后随链上，每个冈崎片段 的合成都需要先合成一段引 物RNA，然后DNA聚合酶III才 能进行DNA的合成,34,三、真核生物DNA合成 真核生物DNA的复制与原核生 物的主要不同点：1、DNA的合成只是在S期进行，原核生物 则在整个细胞生长过程中都进行DNA 合成 2、有二种不同的DNA聚合酶分别控制前 导链（）和后随链(）的合成；在原核生物中由聚合酶III同时控制 二条链的合成,35,3、原核生物DNA的复制是单起点的，真核生物染色体的复制则为多起 点的4、真核生物所需的RNA引物及合成的“冈崎片段”的长度比原核生物要 短 5、核小体的复制。组蛋白八聚体则 以全保留的方式传递给子代分子 6、真核生物染色体端体的复制：原 核生物的染色体大多数为环状,36,真核生物DNA复制,37,四、RNA病毒中RNA的自我复制 先以自己为模板（“”链）合成一条互补的单链（“”链），然后这个“”链从“”链模板释放出来，它也以自己为模板复制出一条与自己互补的“”链，形成了一条新生的病毒RNA。,38,第四节 RNA的转录及加工 一、RNA分子种类 1、mRNA：传递遗传信息 2、tRNA：最小的RNA，由70到 90个核苷酸组成，具有稀有 碱基的特点,39,图214-1 tRNA的三维结构,40,图 2-14-2 tRNA的三叶草构型,41,3、rRNA：核糖体的主要成分 在大肠杆菌中：rRNA量占细胞总RNA量的 75-85 tRNA占 15 mRNA占 3-5 4、小核RNA(snRNA)、反义RNA,42,二、RNA合成的一般特点 1、RNA合成不需要引物；DNA合成一定要引物 的引导2、RNA合成所用原料为核苷三磷酸；在DNA合 成时为脱氧核苷三磷酸 3、只有一条DNA链被用作模板；DNA合成时，两条链分别用作模板 4、RNA链的合成与DNA链的合成同样，也是从 5向3端，由RNA聚合酶催化 5、RNA合成的速度比DNA慢得多，一般每秒只 有40个核苷酸左右，而DNA复制时每秒可 达上千个核苷酸,43,三、原核生物RNA的合成 RNA的转录起始于RNA聚合酶与启动子的结合，转录起始的第一个碱基称为启动点，在RNA聚合酶的作用下合成RNA，至终止子由启动子到终止子的序列称为转录单位。原核生物中一个转录单位通常含有多个基因，而在真核生物中大多只含有一个基因转录起始点前面的序列称为上游（5端），后面的序列称为下游（3端）,44,RNA转录分三步：(1)RNA链的起始(2)RNA链的延长(3)RNA链的终止及新链的释放,图2-16 RNA合成形成的转录泡,45,图2-17因子结合与释放示意图,46,图218 RNA链的延伸,