遗传信息流动.ppt

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1、遗传信息的流动细胞的遗传物质中所携带的遗传信息，决定了生物体的遗传性状和生物学行为。遗传信息就是DNA分子中碱基的排列顺序。基因的结构基因（gene）是DNA分子中含有特定遗传信息（合成有功能的蛋白质或RNA）的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。真核细胞除核内DNA外，线粒体和叶绿体的DNA分子中也含有基因，被统称为核外基因。从功能上看基因包括编码蛋白质（酶、结构蛋白、阻遏蛋白）的基因、编码tRNA/rRNA的基因以及对表达起调控作用的基因。根据基因的不同表现还有移动基因、间隔基因和重叠基因。间隔基因：基因转录区中位于编码基因之间的，

2、与蛋白质翻译无关的序列。重叠基因（overlappinggene）：同一DNA序列中2个基因的核苷酸序列相互重叠。这种结构使较小的基因组能够携带较多的遗传信息。移动基因/转座子（transposon）Transposon：TransposonsaresegmentsofDNAthatcanmovearoundtodifferentpositionsinthegenomeofasinglecell.Intheprocess,theymaycausemutationsorincrease(ordecrease)theamountofDNAinth

3、egenome.ThesemobilesegmentsofDNAaresometimescalled"jumpinggenes".转座子基因的发现者是美国的巴巴拉·麦克林托克(1902-1992)，她于1951年提出移动基因学说，并于1983年获诺贝尔奖。巴巴拉·麦克林托克玉米的遗传性状常表现为叶子和籽粒颜色的样式和斑纹的改变。籽粒上出现斑点由基因突变引起。麦克林托克在研究玉米籽粒颜色的过程中发现，玉米籽粒颜色的变化很不稳定，斑点在单个籽粒形成过程中或出现或消失。对此她提出了一个全新的概念来解释：遗传基因可以移动，能从染色体的一个位置跳到另一

4、个位置，甚至从一条染色体跳到另一条染色体上。她把这种能自发转移的遗传基因称为“转座子”。转座子可编码特殊的蛋白酶，催化转座子从宿主DNA上切除并插入靶位点。当插入到一个新的位置后，转座子对附近基因的功能会造成一定的影响，成为调控序列的一部分，在离开该位置时，它又有可能把一些附近的基因也一起带走。1951年，麦克林托克在专题讨论会上递交了自己的论文，向科学界报告了她的新理论。当时的遗传学家对此却无法理解，麦克林托克受到了空前的冷遇。六七十年代，分子遗传学家找到了愈来愈多的可移动的遗传因子，并且发现这些因子不仅存在于细菌中，同时也存在于较高等的动

5、物中。到80年代初，麦克林托克提出的理论终于被科学界普遍接受。人类核DNA约40％来自于转座子，绝大部分不能进行移动。转座对于改变生物体的遗传组成有重要影响。基因的分子结构割裂基因（splitgene）：在真核生物细胞基因中，编码序列常常被非编码序列隔断，呈现分裂状。一个基因通常包括：转录调控区、转录区、终止子。在结构基因的上游存在着决定转录起始的启动子，它是可被RNA聚合酶识别并结合的特异性DNA序列。转录区包括一个起始密码子（AUG）、编码密码（外显子）和一个终止密码子。转录区还包括两侧非翻译区，它们和编码区当中的间隔序列(内含子)均不被

6、翻译。在结构基因的下游存在的终止子是具有终止转录功能的特定序列，可终止RNA聚合酶继续移动并使之脱落。DNA分子中遗传信息，以复制方式向子代传递；以转录方式向RNA传递，RNA经翻译后产生的蛋白质决定生物性状。遗传密码遗传密码：mRNA上相邻的3个碱基排列形成一个密码子，一个密码子决定一种氨基酸的形成，所有的密码子统称遗传密码。遗传密码特点密码子具有方向性：即阅读方向与mRNA合成方向一致。密码子有兼并性和兼职性：每个密码子三联体决定一种氨基酸，而一种氨基酸可同时有几个密码子编码；在64个密码子中AUG不仅是Met或者fMet(原核细胞)的密

7、码子，也是肽链合成的起始信号，故称起始密码子，UAA、UAG和UGA为终止密码子，不代表任何氨基酸，也称为无意义密码子。密码子有通用性：不论是病毒、原核生物还是真核生物，密码子的含义都是相同的。密码子不重叠，密码子无标点。线粒体mRNA中的密码子与核mRNA的密码子有不同DNA复制半保留复制：在DNA复制时，双链DNA解开，按互补碱基的配对原则，以每一条链为模板以合成其互补链，即可形成两个与亲代完全一样的DNA分子。DNA复制要从DNA分子上特定位置开始。这个特定位置被称为复制起始点。DNA复制从起点开始双向进行直到终点为止，每一个这样的DN

8、A单位称为复制子或复制单元。DNA的复制过程大体上可以分为复制的启动，复制的延伸，和复制的终止三个阶段。复制的起始－－引发（Priming）DNA复制的起始就是引物