基因与基因工程1

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1、第二章基因与基因工程1.核酸的元素组成C、H、O、N、P（9~10%）与蛋白质比较，其组成上有两个特点:一般不含元素硫(S)P元素的含量较多并且恒定(约占9-10%)一、核酸（DNA、RNA）碱基：腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G),胞嘧啶(C)尿嘧啶(U),胸腺嘧啶(T)戊糖：核糖、脱氧核糖碱基+戊糖→核苷核苷+磷酸→核苷酸→核酸(RNA、DNA)2.核酸的分子组成3、核酸的分类：根据核酸中所含戊糖的不同分为:核糖核酸（RNA)脱氧核糖核酸(DNA)。DNARNA嘌呤碱腺嘌呤鸟嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤嘧啶碱胞嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶尿嘧

2、啶戊糖D-2-脱氧核糖D-核糖酸磷酸磷酸两类核酸的基本化学组成AGCTAGCU嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤(guanine,G)嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)D-核糖和D-2-脱氧核糖（1）核酸的一级结构4.核酸的结构1953年，Watson和Crick提出了B型DNA双螺旋结构模型。1953年，Watson和Crick提出了B型DNA双螺旋结构模型。（2）核酸的二级结构——DNA分子的双螺旋结构生物体遗传信

3、息的携带者生物体遗传信息的传递者生命活动的主要执行者5.遗传信息传递的中心法则•生命活动通过蛋白质来表现，遗传特征通过DNA→RNA→蛋白质的过程进行传递，亦即遗传信息从DNA转录给RNA，•再将遗传信息翻译成执行不同生命功能的蛋白质，使后代表现出与亲代相似的遗传性质，即基因表达。•复制：以原来DNA分子为模板合成其相同分子的过程•转录：在DNA分子上合成出与其核苷酸顺序相对应的RNA的过程•翻译：在RNA控制下合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质肽链的过程二、基因与遗传信息现代遗传学的创始人：孟德尔(1822－1

4、884年)奥地利天主教神父、遗传学家约翰·格雷戈尔－孟德尔曾将豌豆的不同变种杂交，并揭示出规律性。1865年，他发现遗传基因原理，总结出分离规律和自由组合规律，为遗传学提供了数学基础，创立了孟德尔学派，由此成为“遗传学之父”。英国科学家贝特森和丹麦科学家约翰森准确诠释孟德尔理论，创造了基因、表型、基因型、等位基因等名词。1.基因概念的诞生2.基因在哪里???1910年，美国人托马斯－亨特－摩根(1866－1945年)出版了他第一部关于果蝇实验的首批成果。他不仅证明了孟德尔定律的正确性，而且还证实了长期存在的一种猜测，

5、即借助于显微镜能看到的在细胞核里呈小棍形状结构的染色体就是基因的所在地。染色体染色体结构染色体的大小人类23对染色体3.基因是什么???基因是具有遗传功能的单元，一个基因是DNA片段中核苷酸碱基特定的序列，此序列载有某特定蛋白质的遗传信息。基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，是有遗传效应的DNA片段。基因表达：遗传信息由DNA→RNA→蛋白质的表达过程。4.人类基因组计划所谓人类基因组计划是测定人类基因组的全部DNA序列，从而破译所有遗传密码，揭示生命的奥秘，是系统、全面地解读和研究人类遗传物质DNA的

6、全球合作计划。1990年10月，国际人类基因组计划正式启动，将用15年时间，投资30亿美元，完成30亿对碱基的测序，并对所有基因（10万个）进行绘图和排序。全球人类基因组计划由美国、英国、日本、法国、德国和中国负责。人类基因组计划与曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划并称人类科学史上的三大工程。“What’sHumanGenomeProject?”“OnebaseOnedollar!”-byataxidriver(andataxpayer)基因组计划——万里长征第一步三、基因工程指DNA的体外重组提取或合成某种生物体的DN

7、A,在体外切割、拼接并重新组合,再将重新组合的DNA分子引入受体细胞,使重组的DNA分子在受体细胞中得以复制与表达的技术.转基因和杂交是完全不同的概念。杂交只能在同类之间发生，如圆皮豌豆和皱皮豌豆的杂交。而转基因则可以提取不同种类植物甚至动物的基因，将其移植到植物上。核酸内切酶、连接酶和载体的发现内切酶——DNA分子的“手术刀”连接酶——DNA片段的“缝衣针”载体——DNA转移的“交通工具”核心技术：DNA重组技术1.转基因植物转荧光素基因烟草带有萤火虫荧光素酶基因的烟草植株（经过含有荧光素的水处理后，照片经过24小

8、时暴光！）。转抗虫基因植物制备抗虫转基因植物的过程制备抗虫转基因植物的过程2.转基因动物转基因小鼠转基因动物的一般制备过程转基因动物的一般制备过程转基因鱼3.基因工程制药利用微生物、动物、植物作为“生物工厂”生产一些药物多肽和疫苗。例如：原来一种生长激素只能从动物脑中提取，5毫克的量需要从50万只羊的脑中才能得到，而用基因工程方法，只需要9升的