7基因的精細(xì)結(jié)構(gòu)

1、第五章 基因的精細(xì)結(jié)構(gòu),一、基因概念的發(fā)展1.早期的基因概念①遺傳因子：孟德爾提出②基因：1906年 Bateson 提出Genetics 1909年 Johannson 提出Gene,2.經(jīng)典的基因概念①基因是位于染色體上的遺傳單位 Sutton和Boveri：遺傳的染色體學(xué)說 摩爾根：證明基因以直線形式排列在染色體上②“三位一體”的基因概念 三位：功能單位、突變單位、交換單位 一體：基因,

2、3.近代基因概念①從分子水平探索基因的結(jié)構(gòu)和功能，基因是DNA分子上具有遺傳效應(yīng)的片段，由一定數(shù)量和一定順序的核苷酸組成，含有特定的遺傳信息。②微生物遺傳學(xué)的深入研究證明，基因并不是不可分割的最小單位?！狟enzer：首先把“分子基因”的概念引入遺傳學(xué)，以T4噬菌體為材料進(jìn)行了研究工作 ，正式提出“順反子”這個概念 。,現(xiàn)代基因概念,基因是DNA分子上帶有遺傳信息的特定核苷酸序列區(qū)段?；蛴芍亟M子、突變子序列構(gòu)成的。重組子是D

3、NA重組的最小可交換單位；突變子是產(chǎn)生突變的最小單位；重組子和突變子都是一個核苷酸對或堿基對(bp)。順反子： Benzer將順反測驗(yàn)所確定的最小遺傳功能單位稱為順反子(cistron)，順反子內(nèi)發(fā)生的突變間不能互補(bǔ)。,基因的功能類型,根據(jù)基因的原初功能可以將基因分為：1. 編碼蛋白質(zhì)的基因，即有翻譯產(chǎn)物的基因。如結(jié)構(gòu)蛋白、酶等結(jié)構(gòu)基因和產(chǎn)生調(diào)節(jié)蛋白的調(diào)節(jié)基因。2. 沒有翻譯產(chǎn)物，不產(chǎn)生蛋白質(zhì)的基因。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA不翻譯，

4、如編碼tRNA、rRNA。3. 不轉(zhuǎn)錄的DNA區(qū)段。如啟動基因、操縱基因。啟動基因是轉(zhuǎn)錄時RNA多聚酶與DNA結(jié)合的部位。操縱基因是阻遏蛋白、激活蛋白與DNA結(jié)合的部位。,基因的幾種特殊形式,1.重復(fù)基因：指在染色體組上存在多份拷貝的基因。重復(fù)基因往往是生命活動中最基本、最重要的功能相關(guān)的基因。最典型的重復(fù)基因是rRNA、tRNA和組蛋白基因等。2.重疊基因：同一段DNA序列，由于閱讀框架(轉(zhuǎn)錄范圍)不同，同時成為兩個或兩個

5、以上基因的組成部分。因此基因在染色體上可能有重疊，甚至一個基因完全存在于另一個基因內(nèi)部。,3.斷裂基因或隔裂基因外顯子：參加蛋白質(zhì)編碼的DNA片段；內(nèi)含子：不參加蛋白質(zhì)編碼的DNA片段。真核生物基因是不同外顯子的組合——斷裂基因。4.跳躍基因(jumping gene)又稱為轉(zhuǎn)座子(transposon)、轉(zhuǎn)座因子、轉(zhuǎn)位因子(transposable element)。某些DNA序列可以在染色體上轉(zhuǎn)變位置。轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)位的過

6、程也是一個遺傳重組過程；轉(zhuǎn)座子在染色體上轉(zhuǎn)位可能會引起插入位置基因功能喪失(突變)，再次轉(zhuǎn)位離開插入點(diǎn)時便會發(fā)生基因功能的恢復(fù)。,二、重組試驗(yàn),T4噬菌體突變型rII和野生型rII+在不同菌株上的噬菌斑差別,,例題：兩個rII突變型雜交后，將菌液稀釋106，取0.1ml涂布在B菌株上，生成525個噬菌斑，另一份將菌液稀釋102，同樣取0.1ml涂布在K菌株上，生成370個噬菌斑，計算兩個突變位點(diǎn)間的重組值。,,,圖5-41 T4 r

7、II區(qū)的遺傳學(xué)圖,三、互補(bǔ)測驗(yàn),互補(bǔ)測驗(yàn)的原理,,,K菌株 B菌株,,順式有功能而反式?jīng)]有功能時，突變位點(diǎn)在同一順反子內(nèi)；順式有功能而反式也有功能時，突變位點(diǎn)在不同順反子內(nèi)。,順反子(cistron)：通過順反測驗(yàn)測到的遺傳功能單位，是功能水平上的基因。重組子(recon)：基因內(nèi)出現(xiàn)重組的最小區(qū)間，是基因內(nèi)不能由重組分開的遺傳單位。突變子(muton)：改變后可以產(chǎn)生突變表型的最小單位。 原核生