第三章第三章 遗传物质的分子基础 遗传物质的分子基础

第一节 DNA作为主要遗传物质的证据一、 DNA作为主要遗传物质的间接证据： 1. DNA含量恒定： 体细胞： 2C 配子： 1C 多倍体：成倍增加 2．代谢较稳定： 利用放射性与非放射性元素进行标记， 其它分子：合成 分解 3．突变： 紫外线诱发突变时，最有效的波长均为 260 nm ； 与 DNA 的紫外线吸收峰是一致； 证明基因突变与 DNA分子的变异密切联系。

4. 通用性：（低等生物高等生物）

二、 DNA作为主要遗传物质的直接证据

1．细菌的转化实验：────────────────────────

肺炎双球菌 特征 抗原型（稳定）────────────────────────

粗糙型 (R) 无荚膜、粗糙菌落、无毒 RⅠ 、 RⅡ 光滑型 (S) 有荚膜、光滑菌落、有毒 SⅠ 、 SⅡ 、 SⅢ

格里费斯 (1928) ： 肺炎双球菌定向转化试验： RII 小鼠成活 SIII 小鼠死亡 SIII65℃ 杀死小鼠成活 RII + SIII (65 )℃ 小鼠死亡重现 SIII 型

推断： RII SIII

Avery （ 1944 ）：

排除 糖、蛋白质、 RNA

说明： DNA 是转化子。

杀死的 SIII

不影响转化

抑制转化

RII colonies

2. 噬菌体的侵染与繁殖 赫尔歇 (Hershey) 实验 :

同位素 : 32P-DNA*

35S- 蛋白质 *

结论： 进入菌内的是 DNA

遗传给子代噬菌体 DNA

3．烟草花叶病毒的感染和繁殖

烟草花叶病毒简称 TMV (Tobacoo Mosaic Virus) 。（ 1 ） TMV的蛋白质外壳和单螺旋 RNA接种 :

TMV 蛋白质 烟草 不发病 分离不到 TMV 颗粒 TMV RNA 烟草 发病 分离到新的 TMV

TMV RNA + RNA 酶 烟草 不发病

（ 2 ）重组 TMV 的感染

A=TMVA=TMV

B=HRB=HR

RNARNA 决定： 决定： a. TMVa. TMV 的毒性 的毒性 b. b. 子代子代 TMV TMV 的 的 RNARNA 和蛋白质和蛋白质

第二节 核酸的化学结构

1. 一级结构 戊糖＋碱基＝核苷 核苷＋磷酸＝核苷酸 核苷酸 核酸 DNA 长度： bp － base pair

kbp (kb) － klio-bp

磷酸二酯键

问题： RNA 与 DNA 区别 ？

2. DNA 二级结构：

A-DNA ：右手螺旋，大小沟， 11nt / 圈， 高盐， DNA-RNA ， RNA-RNA

B-DNA ：右手螺旋，大小沟， 10.4 nt / 圈，生理状态 DNA 。

Z-DNA ：左手螺旋，单沟， 12 nt / 圈。

第三节 DNA 的复制

1. 半保留复制

2. 引物－ RNA

原核： 10-60 nt ； 真核： 10 nt

3. 冈崎片段

原核： 1000-2000 bp ； 真核： 10 bp

第四节 RNA 的转录与加工

一、几个概念： 有意义链（＋） 对应密码子 反意义链（－） 模板链 转录方向： 5’3’

二、原核生物 RNA 转录： 转录单位：启动子终止子，多个基因 1. RNA 聚合酶：

2. 启动子： 共有序列 (consensus sequence)

-35 区： TTGACA （识别序列） -10 区： TATAAT （酶结合区： Pribnow box ） 3. 终止子： ρ-dependent , ρ-independent

’ ω

σ

三、真核生物 RNA 的转录与加工 （一）转录（一）转录 1. 一个转录单位一个基因。 2. 转录在核内进行。 3. 三种 RNA 聚合酶： RNA 聚合酶 I ： rRNA （ rDNA 基因） RNA 聚合酶 II ： 5S 、 tRNA 和 SnRNA 三种基因。 SnRNA 叫做小核 RNA ，起调节作用。 RNA 聚合酶 III ： mRNA

4. 启动子： － 25 TATA box （ TATAAAA ） － 80 CAAT box （ GGCCAATCT ） 5. 转录因子（ TF ）：聚合酶＋ TF 与 DNA 接合

（二） mRNA 的修饰1. 5’ 加帽：2. 3’ 加尾：3. 中间剪切：

tRNA ：内切核酸酶 剪切连接酶rRNA ：自剪切 核酶－ rRNA 本身mRNA ：剪切体＝ sn RNA ＋蛋白质外显子（ exon ）内含子（ intron ）

第五节 蛋白质合成 —— 翻译

一、几个概念： 1. 密码子 （ mRNA ） 64 个 22 种氨基酸 起始密码子： AUG （ GUG ） 终止密码子： UAA UAG UGA

同义密码子－简并：例如 GU_ ：缬氨酸 2. 反密码子（ tRNA ）： 摇摆学说：一个反密码子可以与多种密码子识别

tRNA 二级结构 tRNA 三级结构

二、蛋白质合成过程：

注意：mRNA 读 码 方 向 ！

第六节 中心法则

• 反转录： 以 RNA 为模板在逆转录酶催化下合成 DNA 。

肿瘤、艾滋病 : RNADNARNA; 基因工程应用。• RNA 自我复制： 某些 RNA 病毒的繁殖 : RNARNA 。• DNA 指导的蛋白质合成：