Download presentation
Presentation is loading. Please wait.
1
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
第 2 章 遗传物质的分子基础 安庆医药高等专科学校 杨元元
2
第 1 节 遗传物质的结构与功能 核酸的组成 DNA的结构与功能 三 RNA的结构与功能
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
3
第1节 遗传物质的结构与功能 一、核酸的组成 核酸（nucleic acid） 核素 脱氧核糖核酸 核糖核酸 1868年
第1节 遗传物质的结构与功能 一、核酸的组成 核素 核酸（nucleic acid） 1868年 脱氧核糖核酸 核糖核酸 （deoxyribonucleic acid） （ribonucleic acid） 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
4
核酸的分类及分布 脱氧核糖核酸 核糖核酸 90%以上分布于细胞核，其余分布于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。
(deoxyribonucleic acid, DNA) (ribonucleic acid, RNA) 脱氧核糖核酸 核糖核酸 90%以上分布于细胞核，其余分布于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。 分布于胞核、胞液。 携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型(genotype)。 参与细胞内DNA遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
5
1、元素组成 含有C.H.O.N外，还有大量P，个别核 酸中还有S 2、磷酸 3、嘧啶碱 胞嘧啶 cytosine C
核酸的化学组成 （以核苷酸为基本单位） 1、元素组成 含有C.H.O.N外，还有大量P，个别核 酸中还有S 2、磷酸 3、嘧啶碱 胞嘧啶 cytosine C 尿嘧啶 uracil U 胸腺嘧啶 thymine T 4、嘌呤碱 腺嘌呤 adenine A 鸟嘌呤 guanine G 5、戊糖 核糖 存在于RNA中 脱氧核糖 存在于DNA中 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
6
1、戊 糖(ribose)： （构成RNA） 1´ 2´ 3´ 4´ 5´ 核糖(ribose) （构成DNA）
脱氧核糖(deoxyribose) 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
7
2、碱 基(base) 嘌呤(purine) 腺嘌呤(adenine, A) 鸟嘌呤(guanine, G)
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
8
嘧啶(pyrimidine) 尿嘧啶(uracil, U) 胞嘧啶(cytosine, C) 胸腺嘧啶(thymine, T)
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
9
3. 核苷酸(ribonucleotide)的结构与命名
核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。 核苷酸： AMP, GMP, UMP, CMP 脱氧核苷酸： dAMP, dGMP, dTMP, dCMP 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
10
4、 核苷酸的连接 核苷酸之间以磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，即核酸。 5′端 C A G 3′端
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
11
DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构。
（一）双螺旋模型 DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
12
DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953） DNA分子由两条反向平行的双螺旋的脱氧核苷酸单链组成，两链以-脱氧核糖-磷酸-为骨架排列在外侧，绕同一公共轴盘旋。螺旋直径为2nm，形成了相间的大沟(major groove)及小沟(minor groove) 。 旋 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
13
DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953）
碱基垂直螺旋轴居双螺旋内側，与对側碱基形成氢键互补配对（A=T; GC） 。 相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10对碱基。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
14
DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953） 氢键维持双链横向稳定性.
碱基堆积力维持双链纵向稳定性。对双螺旋的稳定由为重要. 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
15
2、DNA双螺旋结构的多样性 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
16
DNA双螺旋结构不同构型的意义： 由于双螺旋结构的不同构型，引起螺旋表面 结构的改变，进而影响其生物学功能。如：
B型DNA表面有大沟和小沟； A型DNA也有两个沟； Z型DNA仅有一个很深很窄的沟。 DNA双螺旋的这种表面结构有助于DNA结合 蛋白识别并结合特定的DNA序列。 而这种表面构型的变化对于基因组DNA与其 DNA结合蛋白的特异性相互作用具有重要的意义。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
17
三、RNA的结构和功能 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
18
RNA单链结构 环状结构（loop） 局部双螺旋结构 三级结构 生物活性分子 折叠 分子伴侣 具有催化活性的RNA 称为核酶。
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
19
RNA的种类、分布、功能 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
20
二、RNA的功能 （一）hnRNA和mRNA的功能 断裂基因 内含子 外显子 (DNA) (intron) (exon) hnRNA
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
21
把DNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则抄录下来，以三联体密码的形式决定蛋白质的氨基酸排列顺序。
mRNA的功能 把DNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则抄录下来，以三联体密码的形式决定蛋白质的氨基酸排列顺序。 DNA mRNA 蛋白 转录 翻译 原核细胞 细胞质 细胞核 DNA 内含子 外显子 转录 转录后剪接 转运 mRNA hnRNA 翻译 蛋白 真核细胞 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
22
（二）tRNA的功能 tRNA的一级结构特点： 1.含有稀有碱基，如 DHU 甲基化嘌呤 假尿嘧啶 2.含有茎环结构
3´末端为 — CCA-OH 4. tRNA序列中有反密码子 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
23
tRNA的二级结构 ——三叶草形 氨基酸臂 DHU环 反密码环 额外环 TΨC环 氨基酸臂 额外环
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
24
tRNA的三级结构 —— 倒L形 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
25
tRNA的功能： 1. 搬运氨基酸； 2. 活化氨基酸； 3. 在密码子与对应氨基酸之间起接合体 (adaptor) 的作用。
如：密码子GGU--携带反密码子ACC的tRNA--Gly 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
26
（三）rRNA的功能 rRNA的结构 rRNA的功能： 参与组成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
27
第2节 基因 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
28
一 基因概念 孟德尔（Mendel）的遗传因子：一个因子决定一个性状(1865年)。
一 基因概念 孟德尔（Mendel）的遗传因子：一个因子决定一个性状(1865年)。 约翰森（Johannsen）：首先提出基因一词（1909年）。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
29
1857年，奥地利的一名神父孟德尔在他所在的修道院后院开始进行长达8年的豌豆杂交实验。1865年，孟德尔根据豌豆杂交实验的结果，发表了著名的论文《植物杂交试验》，阐述了他所发现的显性、隐性遗传现象和两个重要遗传学规律——分离规律和自由组合规律。 Johann Gregor Mendel （1822～1884） 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
30
孟德尔的遗传因子 孟德尔提出： 孟德尔把可观察的性状和控制它的内在的遗传因子区分开来
●生物的遗传性状是通过“遗传因子” （hereditary factor）进行传递的 ●遗传因子是一些独立的遗传单位 孟德尔把可观察的性状和控制它的内在的遗传因子区分开来 遗传因子作为基因的雏形名词诞生了 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
31
Wilhelm Ludwig Johannsen
1909年，丹麦遗传学家约翰逊在《精密遗传学原理》一书中根据希腊语“给予生命”之义，创造“基因”（gene）一词来代替孟德尔假定的“遗传因子”。从此基因便成为遗传因子的代名词一直沿用至今。 不过此时的基因仍然是一个未经证实的、仅靠逻辑推理得出的概念。 Wilhelm Ludwig Johannsen （1857～1927） 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
32
摩尔根和他的学生利用果蝇作了大量的研究。1926年出版《基因论》，建立了著名的基因学说。
Thomas Hunt Morgan （1866～1945） 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
33
摩尔根在《基因论》中绘制了果蝇基因位置图，首次完成了当时最新的基因概念的描述：
基因是在染色体上呈线性排列的遗传单位，它不仅是决定性状的功能单位，也是一个突变单位和交换单位。 至此，人们对基因概念的理解更加具体和丰富了。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
34
因发现染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论而于1933年获诺贝尔生理学医学奖
Thoman Hunt Morgan （ 1866～1945） 因发现染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论而于1933年获诺贝尔生理学医学奖 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
35
基因是何物? 基因的物质结构和化学组成怎样? 基因是如何决定遗传性状的? 这些问题在摩尔根时代仍然是谜。
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
36
加拿大生物化学家 艾弗里领导的一个 研究小组在世界上 第一次证明 基因就在DNA上。 Oswald Theodore Avery
（ 1877～1955 ） 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
37
人们彻底摒弃蛋白质是基因的化学本质的概念，是在1953年沃森和克里克提出著名的DNA双螺旋分子结构模型之后。
1953年4月25日英国的《Nature》刊登了沃森和克立克的DNA的双螺旋结构模型，这一天是分子生物学的诞生日。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
38
Francis Harry Compton Crick
James Dewey Watson （ 1928～） Francis Harry Compton Crick （ 1916～） 1953年，DNA双螺旋结构模型被提出来了，两位创立者是美国生物化学家沃森（James Dewey Watson，1928～）和英国生物物理学家克里克（Francis Harry Compton Crick，1916～）。获1962年的诺贝尔 生理学医学奖。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
40
? ? ? 什么是基因呢 基因是有遗传效应的ＤＮＡ片段． 遗传效应是指能够转录为信使ＲＮＡ， 继而翻译为蛋白质的功能。 基因的基本组成单位是
脱氧核苷酸 无论是核基因还是质基因，都能够储存、传 递和表达遗传信息，也都可能发生突变，从 而决定生物体的性状。基因之所以能够行使 这些重要功能，是与它的结构有密切关系的。 那么，基因的结构究竟是怎样的呢 ? ? 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
41
2、 基因的结构 真核细胞的基因根据功能的不同，分为结构基因和调控基因
结构基因（structure gene） ：决定蛋白质（包括酶）分子结构的基因。结构基因的突变可导致特定蛋白质（或酶）一级结构的改变或影响蛋白质（或酶）量的改变。 调控基因（regulator gene） ：指某些可调节控制结构基因表达的基因。调控基因的突变可以影响一个或多个结构基因的功能， 或导致一个或多个蛋白质（或酶）量的改变。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
42
真核细胞的基因结构 非编码区 编码区(转录区） 非编码区 不能转录 为信使RNA， 不能编码 蛋白质 不能转录 为信使RNA， 不能编码
编码区上游 编码区下游 启动子 终止子 与RNA聚酶 结合位点 外显子 内含子 不能转录 为信使RNA， 不能编码 蛋白质 不能转录 为信使RNA， 不能编码 蛋白质 能够编码 蛋白质的 序列叫做 外显子 不能够编 码蛋白质 的序列叫 做内含子 非编码区与内含子都是基因结构中不能 编码蛋白质的序列,它们有哪些不同 内含子能转 录为信使RNA ? 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
43
三、基因的功能 （一）贮存遗传信息是基因的基本功能
DNA只存在于细胞核中，蛋白质的合成在细胞质中进行，细胞核中的遗传信息如何转达到细胞质中呢？ 信息RNA和转运RNA的发现给这个问题提供了答案，1958年克立克提出的“中心法则”很快得到了证实。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
44
中心法则 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
45
中心法则及其发展 中心法则阐述的基因另外两大功能： （二）自我复制：DNA→DNA； （三）基因表达：从DNA→mRNA→蛋白质；
中心法则的补充： RNA的反转录 RNA的自我复制 DNA指导的蛋白质合成 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
46
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
48
四 基 因 突 变 （一） 基因突变的概念 （二） 基因突变的一般特性 （三） 基因突变的类型 （四） 基因突变的表型效应
四 基 因 突 变 （一） 基因突变的概念 （二） 基因突变的一般特性 （三） 基因突变的类型 （四） 基因突变的表型效应 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
49
（一） 基因突变的概念 基因突变（gene mutation）是染色体上某一位点的化学组成发生了改变，从分子水平看，是基因中碱基对的组成和排列顺序发生了改变，故又称为点突变。（ 在自然条件下，未经人工处理而发生的突变称为自发突变（spontaneous mutation）。 自发突变的频率较低，基因的每个核苷酸突变率平均为 10-9～10-10。相反如果经人工处理而发生的突变称为诱发突变（induced mutation）。诱发突变频率高得多（千倍以上），而且现在可在离体条件下，使细胞发生定向诱发突变，称为定向突变。 有生殖细胞突变和体细胞突变。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
50
突变： 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
51
苹果 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
52
人类的白化症 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
53
镰刀型细胞贫血症 正常圆饼状 镰刀型 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
54
突变通常是有害的，多被自然选择所淘汰。但是，基因突变为生物进化提供了丰富的原料，是人类进化的基础。
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
55
（二）基因突变的一般特性 多向性 可逆性 有害性 稀有性 重复性
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
56
基因突变的方向是不固定的，A→a1;A→a2;A→a3，是随机的
1、基因突变的多向性: 基因突变的方向是不固定的，A→a1;A→a2;A→a3，是随机的 复等位基因就是突变的多方向性造成的 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
57
烟草：自花授粉不能结实由一组15个复等位基因控制（S1、S2、、、S15 ）
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
58
2、突变的可逆性 显性基因A→隐性基因a 正突变（forward mutation） 隐性基因a→显性基因A
回复突变或反突变（back mutation） 正突变率u 回复突变率v 。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
59
野生型基因内部每一个突变子都可能发生改变而导致基因突变 突变了的那个位点恢复原状才能使该基因回复为野生型。 大肠杆菌中
大多数情况下，u＞v。 野生型基因内部每一个突变子都可能发生改变而导致基因突变 突变了的那个位点恢复原状才能使该基因回复为野生型。 大肠杆菌中 his+→ his- 2×10-6 his- → his+ 4×10-8。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
60
3、突变的有利性和有害性 1、有害突变 2、中性突变 3、有利突变
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
61
①有害突变 大多数基因的突变对生物的生长和发育是有害的 极端的会导致突变体死亡
导致个体死亡的突变，称为致死突变（lethal mutation）。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
62
②中性突变 突变不影响生物的正常生理活动，仍能保持正常的生活力和繁殖力，这类突变称为中性突变（neutral mutation）。
小麦粒色的变化，水稻芒的有无，果树叶片形状的变化等。 中性突变能够为自然选择所保留，因而是生物进化的重要途径 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
63
③有利突变 有少数突变不仅对生物的生命活动无害，而且有利 如植物的抗倒伏性、早熟性
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
64
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
65
玉米、水稻、高粱等作物的雄性不育性，是人们利用杂种优势的好材料。 有些突变对生物本身有利，却对人类不利。
突变的有害性有利性是相对的 在一定的条件下，突变的效应可以转化 高杆作物群体中出现矮杆的突变体 有的突变对生物本身有害，却对人类有利 玉米、水稻、高粱等作物的雄性不育性，是人们利用杂种优势的好材料。 有些突变对生物本身有利，却对人类不利。 谷类作物的落粒性 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
66
突变频率： 指突变体占观察总个体数的比例。 4、突变的稀有性 ①高等生物：1×10-6 ~ 1×10-8
②低等生物：1×10-4~1×10-8 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
67
5、突变的重复性 某一基因座位的突变，总是以一定的频率在种群中反复发生。
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
68
（三） 基因突变的类型 基因的内部结构发生改变—— DNA碱基对发生增添、缺失或改变。 改变 缺失 增添
（三） 基因突变的类型 基因的内部结构发生改变—— DNA碱基对发生增添、缺失或改变。 ┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷ ┯┯┯┯┯ ＡＴＡＧＣ ＴＡＴＣＧ ┷┷┷┷┷ ┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷ ┯┯┯ ＡＧＣ ＴＣＧ ┷┷┷ ┯┯┯┯ ＡＣＧＣ ＴＧＣＧ ┷┷┷┷ ┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷ 改变 增添 缺失 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
69
DNA分子中个别碱基的变化： 1、碱基替换 碱基对的替换：转换、颠换 2、移码突变 碱基对的增减：增加、减少
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
70
颠换：嘌呤替换嘧啶 CèG TèG TèA CèA 嘧啶替换嘌呤 GèT GèC AèC AèT
点突变的分类： ⑴碱基替换 碱基缺失：ATCGATèATGAT （2）移码突变 碱基插入：ATCGATèATCGGAT 转换：嘌呤替换嘌呤 AèG GèA 嘧啶替换嘧啶 TèC CèT 颠换：嘌呤替换嘧啶 CèG TèG TèA CèA 嘧啶替换嘌呤 GèT GèC AèC AèT 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
71
同义突变（same sense mutation）
碱基被替换之后，产生了新的密码子，但新旧密码子同义，所编码的氨基酸种类保持不变，因此同义突变并不产生突变效应 。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
72
碱基替换使编码某种氨基酸的密码子变成编码另一种氨基酸的密码子，从而使多肽链的氨基酸种类和序列发生改变。
错义突变（missense mutation） 碱基替换使编码某种氨基酸的密码子变成编码另一种氨基酸的密码子，从而使多肽链的氨基酸种类和序列发生改变。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
73
无义突变（non-sense mutation） 碱基替换使编码氨基酸的密码变成终止密码UAA、UAG或UGA。
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
74
DNA分子中的某一个终止密码突变为编码氨基酸的密码，从而使多肽链的合成至此仍继续下去，直至下一个终止密码为止，形成超长的异常多肽链。
终止密码突变（terminator codon mutation） DNA分子中的某一个终止密码突变为编码氨基酸的密码，从而使多肽链的合成至此仍继续下去，直至下一个终止密码为止，形成超长的异常多肽链。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
75
移码突变(shift mutation) 缺失或插入一个或两个碱基，会造成整个阅读框的改变 自插入或缺失位置向后的所有密码子都发生了变化。
安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
76
原模板链 3’CTT CTT CTT CTT CTT CTT5’ mRNA的序列 5’GAA GAA GAA GAA GAA GAA3’
氨基酸顺序 glu glu glu glu glu glu 开始处插入一个C 3’CCT TCT TCT TCT TCT TCT T5’ mRNA的序列为 5’GGA AGA AGA AGA AGA AGA A3 氨基酸顺序 gly arg arg arg arg arg 改变了蛋白质中所有氨基酸的组成 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
77
移码突变也可以造成无义密码子，导致蛋白质合成的提前终止
如原模板 TTC GAT CGT CCA TCA mRNA AAG CUA GCA GGU AGU 插入一个碱基 TTC GAC TCG TCC ATC A 突变后的mRNA AAG CUG AGC AGG UAG U 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
78
特殊的移码突变 如果插入或缺失了3个碱基，或者是3的倍数，阅读框不变 多肽链中增加或减少一个或几个氨基酸
则对其后的密码组合影响相对较小，最终产物常常是有活性的，或者有部分活性。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
79
五、人类基因组计划 人类基因组计划就是确定人类的全部基因,使我们能够解读人类基因组。然而,我们对于基因在疾病的发生、发展中的作用及其与环境因素的关系等问题知之甚少。解读人类基因组可以在基因水平上对疾病的诊断、治疗和预防采取措施，是一种对人类生命内在因素的干预，因此，这将是医学史上的又一次革命。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
80
我国科学家参加了这项计划，完成了3p末端的测序工作，31.4cM，30万bp，占人类基因组的1%。
该计划首先由国际人类基因组测序协作组（IHGSC）组织实施。随后Celera公司也要独立完成该计划。IHGSC是由美国（54%）、英国（33%）、日本（7%）、法国（2.8%）、德国（2.2%）、中国（1%）6个国家20个研究所的科学家组成的开放性国际协作组织，全球2800余名科学家参加了IHGSC的工作。 我国科学家参加了这项计划，完成了3p末端的测序工作，31.4cM，30万bp，占人类基因组的1%。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
82
《人类基因组计划》将得到浩如烟海的序列数据,仅将单 倍体人基因组30亿核苷酸对排色印出来,就将达百万页
之多,这大约相当于1000本上海市电话簿那样厚;据估 计,人类基因组的编码序列约1亿碱基对,只占基因组全序 列的3%.而非编码序列, 除已知对基因起调节作用或参与 染色体构建和功能活动的小部分外,大多数序列还不清楚. 由此可知,要破译“遗传语言”,读懂这包括天文数字的遗传 信息“天书“,其难度该有多大! （１）人的体细胞的ＤＮＡ约有多少个核苷酸对？ （２）体细胞里的ＤＮＡ含有多少个脱氧核糖分子？ （３）性细胞中的ＤＮＡ含有多少个碱基？ （４）人类基因组计划中要测定多少条染色体？ ６０亿 １２０亿 ６０亿 ２４条
83
草图分析报告： 一是 人类基因数量少得惊人。一些研究人员先前预测人类约有10万个基因，但此时的研究结果却大出所料，人类基因总数在 2．6383万到3．9114万个之间，约3万个左右。 只比果蝇多大约1．3万个基因。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
84
二是 人类基因组中存在“热点”和大片“荒漠”。
二是 人类基因组中存在“热点”和大片“荒漠”。 人类基因组序列中所谓的“荒漠”就是包含极少或根本不包含基因的部分，基因组上大约1／4的区域是长长的、没有基因的片段。基因密度在第17、第19和第22号染色体上最高，在X染色体，第4、第18号和Y染色体上相对贫瘠。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
85
三是 35．3％的基因组包含重复的序列，这意味着所有这些重复序列，即原来被认为的“垃圾ＤＮＡ”应该被重新认识。
四是 地球上人与人之间99．99％的基因密码是相同的，人与人之间的变异仅为万分之一。 安徽省承担创新发展行动计划项目（XM6)——省级精品在线开放课程«医学遗传学»
86
第2章 遗传的分子基础 1.核酸的基本组成单位是 。 2.根据下面图解回答问题： （1）此简式是 法则，表示的是 过程。
第2章 遗传的分子基础 1.核酸的基本组成单位是 。 2.根据下面图解回答问题： （1）此简式是 法则，表示的是 过程。 （2）①表示 过程，是在 中完成的。 （3）②表示 过程，是在 中进行的。 （4）③表示 过程，进行的场所是 ，此过程是以信使RNA为模板，由 将相对应的氨基酸安放在特定的位置上。 核苷酸 ② ④ ③ 蛋白质 RNA (基因) DNA ① 中心 基因表达 DNA自我复制 细胞核 转录 细胞核 核糖体 翻译 tRNA
87
3. RNA依其功能不同可分为 、 、 _______三种、简写为 、 、 。
4.遗传密码主要有 种，其中 个起始密码， 个终止密码。 5.基因突变的一般特性： 、__________、 、 、 。 6.基因突变主要有 、和 两大类。 信使RNA 核糖体RNA 转运RNA mRNA rRNA tRNA 64 1 3 可逆性 多向性 有害性 稀有性 重复性 碱基替换 移码突变
88
The End
Similar presentations
