Gene X ppt(Gene10 基因十)--Chapter09
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《gene的概念》幻灯片
Diplococcum pneumonice
DNA as genetic material 1948. retired, The Nobel committee has been criticized for not recognizing Avery’s achievement before his death ( 1877-1955 )
1953 Watson和 Crick提出了DNA构造 的右手双螺旋模型~double helix pattern。
大约30多年, 认为gene指导专一的
2.2.3 顺反子学说 1955年,S.Benzer研究了T4噬菌体rⅡ区的 精细构造,提出了顺反子学说(Theory of cistron):
一个顺反子就是一个基因,这个基因或 者编码蛋白质,或者编码RNA分子。
顺反子理论 Theory of cistron
(S.Benzer 1955)
对经典的基因概念的 修正与开展
1941. Beadle & Tatum
理论基础
Nuraspora crassa One gene ----one enzyme
1944 Avery O.T. (Canada)
Bachelor
物种 加强和完善对环境的适应
逐渐转变为新种
获得的性状是由环境影响 (非遗传物质的改变)
新性状一旦获得, 便能遗传给后代
2.1.3. 泛生论假说 (Hypothesis of the
Pangenesis)
C. Darwin 1868
决定单位性状的遗传
Panger
泛生子
1744 莫珀图斯(P.Maupertuis法国)提 出“泛生论〞(theory of pangenesis) 、 于1868年达尔文(Darwin) 承受“泛生论〞 ,并正式命名。
遗传学 第九章 基因工程和基因组学 PPT课件
2018/9/29
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如pUC18质粒具有以下特点:
①. 分子量小,可接受较大外源片段; ②. 拷贝数多,500个/细胞; ③. 克隆位点的酶切位点多,克隆方便; ④. 具有用于检测重组质粒的选择标记 (如α–互补的显色表型)。
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㈡、λ噬菌体(温和型): 基因组全长为49kb。 噬菌体DNA中间约2/3的序列为中间基因簇,两端为DNA左、 右臂。 中间基因簇可被外源DNA替代而不影响侵染细菌能力。 能接受15-23kb外源DNA片段, 作为cDNA或核DNA克隆载体。 优点: * 不易引起生物危害,有助于“目的”基因进入细胞并增殖; * 携带大片段外源DNA分子,占总量25%时仍不失活。
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2
美国批准上市的基因工程产品有:人类胰岛素、人 类生长因子、白介酸、干扰素、牛型生长激素、疫 苗等,并不断有新的品种进入临床应用。 在农业上也有很多应用,如1985年开始转基因作物 品种培育,在高梁、水稻、烟草、玉米、棉花等作 物上都获得成功。
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迄今,已设计和构建了一系列以原核启动子代替真核启动子的质粒表 达载体,如大肠杆菌乳糖操纵子、色氨酸启动子德Trp启动子以及λ噬菌 体PI启动子等分别构建的启动子。
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穿梭载体:又称双功能载体,具有克隆载体和表达载体两种作用,能在 两种不同的生物体内复制和往来穿梭。即能在在原核生物细胞中扩增, 又能在真核生物细胞中复制和表达。主要用于在原核细胞和在真核细胞 之间进行基因转移。通常是将载体和待克隆的真核生物DNA 片段现在细 菌中克隆,再转移到真核细胞中表达,并可提高外源基因的表达效率。 这类载体必须即具有细菌的复制原点或质粒的复制原点,又含有真 核生物体的复制原点,如SV40复制原点或酵母的自主复制系列 (autonomously reolicoting sequence ,ARS),此外这类载体还应具有 可资利用的酶切位点和合适的筛选指标,这样的载体即可往来穿梭于原 核细胞和在真核细胞之间进行基因转移。穿梭载体不仅可把目的基因引 入真核细胞,而且还可以从真核细胞染色体上回收基因或DNA片段。
Gene X ppt(Gene10 基因十)--Chapter10
FIGURE 02: Individual nucleosomes are released by digestion of chromatin with micrococcal nuclease. The bar is 100 nm.
Reprinted from Cell, vol. 4, P. Oudet, M. Gross-Bellard, and P. Chambon, Electron microscopic and biochemical evidence..., pp. 281-300. Copyright 1975, with permission from Elsevier [/science/journal/00928674]. Photo courtesy of Pierre Chambon, College of France.
FIGURE 05: Micrococcal nuclease initially cleaves between nucleosomes
10.3 The Nucleosome Is the Subunit of All Chromatin
• A nucleosome contains ~200 bp of DNA and two copies of each core histone (H2A, H2B, H3, and H4). • DNA is wrapped around the outside surface of the protein octamer. • The histone octamer has a structure of an H32-H42 tetramer associated with two H2A-H2B dimers.
医学分子生物学-基因组ppt课件
结构基因:基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列
调控序列:启动子/增强子/加尾信号
基因组(Genome)
细胞或生物体 一套完整单倍体的遗传物质的总和。
人
(Homo Sapien)
常染色体: 22 性染色体: X,Y
线粒体
n 基因组储存了生物体整套的遗传信息
n 不同生物基因组蕴含的遗传信息量有着巨大的 差别
反向重复序列 7.功能相关的基因构成各种基因家族(gene family) 8.存在可移动的遗传因素(mobile genetic element) 9.体细胞为双倍体,配子(精子/卵子)为单倍体
n (多)基因家族:指核苷酸序列或编码产物的结构具 有一定程度同源性的一组基因,它们功能相似。
n 基因超家族:一组由多基因家族及单基因组成的更大 的基因家族。它们的结构有程度不等的同源性,但功 能并不一定相同,甚至毫无相同之处。在进化上亲缘 关系较远。
Hairpin
5’
3’
小结构基因没有翻译起始序列
Splicing
DNA病毒 RNA过程
HBV 基因结构
原核生物基因组
模式生物: 大肠杆菌 (E.coli)
细菌的遗传物质
Genome DNA
plasmid
Transposable element
原核生物基因组结构与功能特点*
1、为一条环状双链DNA(无典型染色体结构,拟核) 2、只有一个复制起点(Ori) 3、具有操纵子结构V 4、重复序列少:绝大部分基因为单拷贝(99.7%) 5、可表达基因约50% ,>真核生物, <病毒
n 假基因:多基因家族中,某些成员并不能表达出有功 能的产物。与有功能的基因同源,但因突变等原因失 活,可能为进化的痕迹。
调控序列:启动子/增强子/加尾信号
基因组(Genome)
细胞或生物体 一套完整单倍体的遗传物质的总和。
人
(Homo Sapien)
常染色体: 22 性染色体: X,Y
线粒体
n 基因组储存了生物体整套的遗传信息
n 不同生物基因组蕴含的遗传信息量有着巨大的 差别
反向重复序列 7.功能相关的基因构成各种基因家族(gene family) 8.存在可移动的遗传因素(mobile genetic element) 9.体细胞为双倍体,配子(精子/卵子)为单倍体
n (多)基因家族:指核苷酸序列或编码产物的结构具 有一定程度同源性的一组基因,它们功能相似。
n 基因超家族:一组由多基因家族及单基因组成的更大 的基因家族。它们的结构有程度不等的同源性,但功 能并不一定相同,甚至毫无相同之处。在进化上亲缘 关系较远。
Hairpin
5’
3’
小结构基因没有翻译起始序列
Splicing
DNA病毒 RNA过程
HBV 基因结构
原核生物基因组
模式生物: 大肠杆菌 (E.coli)
细菌的遗传物质
Genome DNA
plasmid
Transposable element
原核生物基因组结构与功能特点*
1、为一条环状双链DNA(无典型染色体结构,拟核) 2、只有一个复制起点(Ori) 3、具有操纵子结构V 4、重复序列少:绝大部分基因为单拷贝(99.7%) 5、可表达基因约50% ,>真核生物, <病毒
n 假基因:多基因家族中,某些成员并不能表达出有功 能的产物。与有功能的基因同源,但因突变等原因失 活,可能为进化的痕迹。
Gene X ppt (Gene10 基因十)--Chapter01
FIGURE 04: The DNA of S-type bacteria can transform R-type bacteria into the same S-type
1.2 DNA Is the Genetic Material of Bacteria and Viruses
• transforming principle – DNA that is taken up by a bacterium and whose expression then changes the properties of the recipient cell. • Phage infection showed that DNA is the genetic material of viruses. When the DNA and protein components of bacteriophages are labeled with different radioactive isotopes, only the DNA is transmitted to the progeny phages produced by infecting bacteria.
1.6 DNA Is a Double Helix
• The B-form of DNA is a double helix consisting of two polynucleotide chains that run antiparallel.
FIGURE 11: A polynucleotide chain
FIGURE 08: A polynucleotide chain
1.5 Supercoiling Affects the Structure of DNA
1.2 DNA Is the Genetic Material of Bacteria and Viruses
• transforming principle – DNA that is taken up by a bacterium and whose expression then changes the properties of the recipient cell. • Phage infection showed that DNA is the genetic material of viruses. When the DNA and protein components of bacteriophages are labeled with different radioactive isotopes, only the DNA is transmitted to the progeny phages produced by infecting bacteria.
1.6 DNA Is a Double Helix
• The B-form of DNA is a double helix consisting of two polynucleotide chains that run antiparallel.
FIGURE 11: A polynucleotide chain
FIGURE 08: A polynucleotide chain
1.5 Supercoiling Affects the Structure of DNA
(Gene10-基因十)第9章
– It is visible as a morphological entity only during cell division.
9.1 Introduction
• nucleoid – The structure in a prokaryotic cell that contains the genome.
FIGURE 12: Regions of compact heterochromatin are clustered near the nucleolus and nuclear membrane
Photo courtesy of Edmund Puvion, Centre National de la Recherche Scientifique
FIGURE 14: The human X chromosome can be divided into distinct regions by its banding paromosomes Are Extended
• chromomeres – Densely staining granules visible in chromosomes under certain conditions, especially early in meiosis, when a chromosome may appear to consist of a series of chromomeres. • Sites of gene expression on lampbrush chromosomes show loops that are extended from the chromosomal axis.
FIGURE 04: Terminase protein binds to specific sites on a multimer of virus genomes generated by rolling circle replication
9.1 Introduction
• nucleoid – The structure in a prokaryotic cell that contains the genome.
FIGURE 12: Regions of compact heterochromatin are clustered near the nucleolus and nuclear membrane
Photo courtesy of Edmund Puvion, Centre National de la Recherche Scientifique
FIGURE 14: The human X chromosome can be divided into distinct regions by its banding paromosomes Are Extended
• chromomeres – Densely staining granules visible in chromosomes under certain conditions, especially early in meiosis, when a chromosome may appear to consist of a series of chromomeres. • Sites of gene expression on lampbrush chromosomes show loops that are extended from the chromosomal axis.
FIGURE 04: Terminase protein binds to specific sites on a multimer of virus genomes generated by rolling circle replication
基因工程-PPT课件
干扰素 1200 升人血 2-3 万美元 / 病人
1 升发酵液 200-300 美元 / 病人
国外生物医药的发展
➢1976年第一家基因工程技术开发药物的公司建立。 ➢1982年第一个基因工程药物重组人胰岛素正式生产,推向市场。 ➢2019年全球生物技术公司总数已达4284家,美国占34%。 ➢2019年基因重组生物技术药物的年销售额已经突破400亿美元。 ➢2019年市场上的生物技术药物达到200种左右,而在研的药物为600种。 ➢全世界已有2.5亿人使用生物技术药物和疫苗。
• 曼哈顿计划 • 阿波罗计划
20世纪科学史上3个里程碑
HGP的意义
• 了解生命的起源与进化 – 认识种属之间和个体之间存在差异的起因 – 五种“模式生物” 基因组的研究:大肠杆菌、酵母、 线虫、果蝇和小鼠
• 解码生命,认识自身 – 了解生命体生长发育的规律
• 认识疾病产生的机制,掌握生老病死规律 – 疾病的诊断和治疗
甜椒在栽培的过 程中,容易受病毒的 感染。我国科学工作 者,采用转基因技术, 培育出抗病毒的甜椒。
油菜是人们食用油的主要来源之一。一般油菜 籽的含油量约为40%左右。通过转基因技术,培育 出来的油菜籽,可以大大地提高它的出油率。而且 油的纯度质量更好。
玉米是主要粮食之一,又可以提炼油脂,也可以 用作食品和工业的原料以及作饲料,浑身是宝。人们称 它是含金的植物。如今培育出转基因玉米,品质更好, 产量更高。
淋巴细胞ADA酶恢复至正常水平的5%-10% 维持免疫系统功能,改善病人症状
遗传缺陷病人
腺病毒 adenovirus
修正基因
插入修正基因
感染病人細胞
取出病人細胞
修正基因转入到患者体内
注射修正基因
Gene X ppt(Gene10 基因十)--Chapter11
FIGURE 13: The eukaryote cell cycle
11.7 Each Eukaryotic Chromosome Contains Many Replicons
• Eukaryotic replicons are 40 to 100 kb in length. • Individual replicons are activated at characteristic times during S phase. • Regional activation patterns suggest that replicons near one another are activated at the same time.
• multicopy replication control –Occurs when the control system allows the plasmid to exist in more than one copy per individual bacterial cell.
11.2 Replicons Can Be Linear or Circular
Chapter 11 The Replicon
11.1 Introduction
• replicon – A unit of the genome in which DNA is replicated. Each contains an origin for initiation of replication. • origin – A sequence of DNA at which replication is initiated. • terminus – A segment of DNA at which replication ends.
Gene X ppt (Gene10 基因十)--Chapter02
2.2 A Gene Codes for a Single Polypeptide
• heteromultimer – A molecular complex (such as a protein) composed of different subunits. • homomultimer – A molecular complex (such as a protein) in which the subunits are identical. • Some genes do not encode polypeptides, but encode structural or regulatory RNAs.
FIGURE 01: Each chromosome has a single long molecule of DNA within which are the sequences of individual genes
2.2 A Gene Codes for a Single Polypeptide
2.2 A Gene Codes for a Single Polypeptide
• Most mutations damage gene function and are recessive to the wild-type allele. • A mutation in a gene affects only the product (protein or RNA) coded by the mutant copy of the gene and does not affect the product coded by any other allele.
FIGURE 09: Recombination between genes depends on their distance apart
《基因和染色体》PPT课件
– 外显子(exon,E):属编码顺序,编码Pr – 内含子(intron,I)非编码顺序,不编码Pr,
将外显子隔开。 – 内含子和外显子的关系不是固定不变的。 – GT-AG序列
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16
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17
• (二)结构基因的侧翼顺序--调控顺序: 在第一个和最后一个外显子的外侧都有 一段不编码的序列,对基因的转录起调 控作用。
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31
微小RNA(miRNA)
• 普遍存在于细胞中的长度约为22个 核苷酸的非编码小分子RNA,是内 源的,单链的,主要参与转录后水平的调 控.
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32
siRNA 和miRNA的比较
• 相同点:
A.二者的长度都约在22bp左右。
B.二者都依赖Dicer酶的加工,是Dicer的产物, 所以具有Dicer产物的特点。
转换transition-嘌呤和嘌 呤嘧啶和嘧啶之间发生的
替换.是最常见的.
颠换tiansversion-嘌呤和
嘧啶之间的替换.
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42
• 点突变的效应
–同 义 突 变 synonymous mutation: 突变并未引起编码氨基酸的改变。
–错义突变missense mutation:突变 后引起了编码的氨基酸的改变。
第二章 基因
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1
• 基因(gene):DNA分子上的具有 特定功能的核苷酸序列。
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2
• DNA的 结构特点、存在的类型 • 基因的结构 • 基因复制与表达 • RNA编辑 • 基因突变 • DNA损伤的修复
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3
第一节 基因的结构与功能
一、DNA的分子结构
– 主链 – 碱基对 – 螺距 – 深沟与浅沟
将外显子隔开。 – 内含子和外显子的关系不是固定不变的。 – GT-AG序列
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17
• (二)结构基因的侧翼顺序--调控顺序: 在第一个和最后一个外显子的外侧都有 一段不编码的序列,对基因的转录起调 控作用。
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31
微小RNA(miRNA)
• 普遍存在于细胞中的长度约为22个 核苷酸的非编码小分子RNA,是内 源的,单链的,主要参与转录后水平的调 控.
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32
siRNA 和miRNA的比较
• 相同点:
A.二者的长度都约在22bp左右。
B.二者都依赖Dicer酶的加工,是Dicer的产物, 所以具有Dicer产物的特点。
转换transition-嘌呤和嘌 呤嘧啶和嘧啶之间发生的
替换.是最常见的.
颠换tiansversion-嘌呤和
嘧啶之间的替换.
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42
• 点突变的效应
–同 义 突 变 synonymous mutation: 突变并未引起编码氨基酸的改变。
–错义突变missense mutation:突变 后引起了编码的氨基酸的改变。
第二章 基因
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1
• 基因(gene):DNA分子上的具有 特定功能的核苷酸序列。
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2
• DNA的 结构特点、存在的类型 • 基因的结构 • 基因复制与表达 • RNA编辑 • 基因突变 • DNA损伤的修复
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3
第一节 基因的结构与功能
一、DNA的分子结构
– 主链 – 碱基对 – 螺距 – 深沟与浅沟
Gene X ppt(Gene10 基因十)--Chapter07
7.2 Unequal Crossing-over Rearranges Gene Clusters
• Hb anti-Lepore – A fusion gene produced by unequal crossing-over that has the N-terminal part of β globin and the C-terminal part of δ globin.
7.1 Introduction
• satellite DNA – DNA that consists of many tandem repeats (identical or related) of a short basic repeating unit.
7.1 Introduction
• minisatellite – DNAs consisting of tandemly repeated copies of a short repeating sequence, with more repeat copies than a microsatellite but fewer than a satellite.
• Hb Kenya – A fusion gene produced by unequal crossing-over between the Aγ- and β-globin genes.
7.3 Genes for rRNA Form Tandem Repeats Including an Invariant Transcription Unit
7.1 Introduction
• pseudogenes – Inactive but stable components of the genome derived by mutation of an ancestral active gene.
第01章-基因PPT课件
● 常见的上游启动子元件
3.增强子(enhancer) 是一种较短的DNA序列,能够被反式作用因子识别与结合。与增强子元件结合后能够增强邻近基因转 录。位于转录起始点上游-100~-300 bp处
4. 反应元件 一类能介导基因对细胞外的某种信号产生反应的 特异的DNA序列 ●特点 具有较短的保守序列 通常位于启动子附近、启动子内或增强子区域
第二节 结构基因中贮存的遗传信息
一、 RNA的结构信息 二、 结构基因中贮存的蛋白质序列信息
●编码区 一个特定蛋白质多肽链的序列信息,也称 为开放阅读框(open reading frame,ORF) 功能 决定蛋白质分子的一级结构
RNA 聚合酶
转录因子
启动子类型
启动子构成
含有该类启动子的基因
I
TFI
I
核心元件, 上游调控元件
rRNA
II
TFII
II
TATA盒(TATA box)、几个上游启动子元件和转录起始位点
5.poly(A)信号 II类基因除了调控转录起始的序列外,在结构 基因的3‘端下游还有加尾信号。由AATAAA序列和GT丰富区,或T丰富区组成。 作用: 终止mRNA转录和为其加上poly(A)尾
(三) 基因的基本结构特点 1.原核生物基因的基本结构 5′-启动子-结构基因-转录终止子-3 ′ ●操纵子(operon) 功能上相关联的数个结构基因串联在一起, 由一套转录调控序列控制其转录,构成的基因 表达单位.
四、基因的结构特点
● 组成 一个编码特定多肽链的DNA序列+与蛋白质编码 无关的DNA序列(调控序列)
● 结构特点
1.原核生物结构基因的特点 结构基因在DNA上是连续的 2.真核生物结构基因的特点 结构基因在DNA上是不连续的(断裂基因)
3.增强子(enhancer) 是一种较短的DNA序列,能够被反式作用因子识别与结合。与增强子元件结合后能够增强邻近基因转 录。位于转录起始点上游-100~-300 bp处
4. 反应元件 一类能介导基因对细胞外的某种信号产生反应的 特异的DNA序列 ●特点 具有较短的保守序列 通常位于启动子附近、启动子内或增强子区域
第二节 结构基因中贮存的遗传信息
一、 RNA的结构信息 二、 结构基因中贮存的蛋白质序列信息
●编码区 一个特定蛋白质多肽链的序列信息,也称 为开放阅读框(open reading frame,ORF) 功能 决定蛋白质分子的一级结构
RNA 聚合酶
转录因子
启动子类型
启动子构成
含有该类启动子的基因
I
TFI
I
核心元件, 上游调控元件
rRNA
II
TFII
II
TATA盒(TATA box)、几个上游启动子元件和转录起始位点
5.poly(A)信号 II类基因除了调控转录起始的序列外,在结构 基因的3‘端下游还有加尾信号。由AATAAA序列和GT丰富区,或T丰富区组成。 作用: 终止mRNA转录和为其加上poly(A)尾
(三) 基因的基本结构特点 1.原核生物基因的基本结构 5′-启动子-结构基因-转录终止子-3 ′ ●操纵子(operon) 功能上相关联的数个结构基因串联在一起, 由一套转录调控序列控制其转录,构成的基因 表达单位.
四、基因的结构特点
● 组成 一个编码特定多肽链的DNA序列+与蛋白质编码 无关的DNA序列(调控序列)
● 结构特点
1.原核生物结构基因的特点 结构基因在DNA上是连续的 2.真核生物结构基因的特点 结构基因在DNA上是不连续的(断裂基因)
基因的结构和功能PPT课件
基因与生物性状物体 的性状。
02 基因的表达水平可以影响生物体的表现型,如身 高、肤色、眼睛颜色等。
03 基因与环境因素的相互作用也可以影响生物体的 表现型,如饮食习惯、运动习惯等。
05
基因工程和基因编辑
基因工程的定义和应用
基因工程的定义
基因工程是一种通过人工操作和 改变生物体的遗传物质来改变其 性状的技术。
基因工程的应用
基因工程在农业、医学、工业和 基础生物学研究中有着广泛的应 用,例如转基因作物、基因治疗 、基因检测和基因克隆等。
基因编辑技术及其应用
基因编辑技术的定义
基因编辑技术是一种能够精确地修改生物体基因组的工具,包括CRISPR-Cas9、 ZFNs和TALENs等。
基因编辑技术的应用
基因编辑技术被广泛应用于基础生物学研究、疾病治疗、作物改良和动物育种 等领域,例如用于治疗遗传性疾病、抗病抗虫作物的培育以及动物模型的构建 等。
DNA的分子结构
双螺旋结构
DNA由两条反向平行的链 组成,通过碱基配对形成 双螺旋结构。
碱基配对
A与T配对,G与C配对, 形成稳定的碱基对。
方向性
DNA的两条链方向相反, 一条链是5'到3'方向,另 一条链是3'到5'方向。
基因的组成和结构
基因定义
基因是遗传信息的基本单位,负责编码蛋白质或多肽。
基因结构
基因由编码区和非编码区组成。编码区包含有意义的核苷酸序列,负 责转录和翻译为蛋白质或多肽。非编码区则调控基因的表达。
基因复制
DNA复制是半保留复制,即亲代DNA的每一条链作为模板合成子代 DNA的一条链。
基因突变
基因突变是指基因序列的改变,可能导致遗传信息的改变,从而影响 生物体的表型。
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FIGURE 12: Regions of compact heterochromatin are clustered near the nucleolus and nuclear membrane
Photo courtesy of Edmund Puvion, Centre National de la Recherche Scientifique
– The DNA is bound to proteins and is not enclosed by a membrane.
• chromatin – The state of nuclear DNA and its associated proteins during the interphase (between mitoses) of the eukaryotic cell cycle. • packing ratio – The ratio of the length of DNA to the unit length of the fiber containing it.
• The bacterial nucleoid is ~80% DNA by mass and can be unfolded by agents that act on RNA or protein. • The proteins that are responsible for condensing the DNA have not been identified.
– It is visible as a morphological entity only during cell division.
9.1 Introduction
• nucleoid – The structure in a prokaryotic cell that contains the genome.
FIGURE 02: A helical path for TMV RNA is created by the stacking of protein subunits in the virion
9.2 Viral Genomes Are Packaged into Their Coats
• icosahedral symmetry – A structure with 60 rotational symmetries (such as a soccer ball). • Filamentous RNA viruses condense the RNA genome as they assemble the headshell around it. • nucleation center – A duplex hairpin in TMV (tobacco mosaic virus) in which assembly of coat protein with RNA is initiated.
FIGURE 09: Histone-depleted chromosomes consist of a protein scaffold to which loops of DNA are anchored
Reprinted from Cell, vol. 12, J. R. Paulson and U. K. Laemmli, The structure of histone-depleted metaphase chromosomes, pp. 817-828. Copyright 1977, with permission from Elsevier [/science/journal/00928674]. Photo courtesy of Ulrich K. Laemmli, University of Geneva, Switzerland.
FIGURE 07: The bacterial genome consists of a large number of loops of duplex DNA
9.5 Eukaryotic DNA Has Loops and Domains Attached to a Scaffold
• DNA of interphase chromatin is negatively supercoiled into independent domains of ~85 kb. • Metaphase chromosomes have a protein scaffold to which the loops of supercoiled DNA are attached.
9.6 Specific Sequences Attach DNA to an Interphase Matrix
• DNA is attached to the nuclear matrix at specific sequences called MARs or SARs. • The MARs are A-T-rich but do not have any specific consensus sequence. • chromosome scaffold – A proteinaceous structure in the shape of a sister chromatid pair, generated when chromosomes are depleted of histones.
9.7 Chromatin Is Divided into Euchromatin and Heterochromatin
• Regions of heterochromatin remain densely packed throughout interphase. • chromocenter – An aggregate of heterochromatin from different chromosomes.
9.2 Viral Genomes Are Packaged into Their Coats
• Spherical DNA viruses insert the DNA into a preassembled protein shell. • terminase – An enzyme cleaves multimers of a viral genome and then uses hydrolysis of ATP to provide the energy to translocate the DNA into an empty viral capsid starting with the cleaved end.
Chapter 9 Chromosomes
9.1 Introduction
• chromosome – A discrying many genes. Each consists of a very long molecule of duplex DNA and an approximately equal mass of proteins.
FIGURE 05: A thin section shows the bacterial nucleoid as a compact mass in the center of the cell
Photo courtesy of the Molecular and Cell Biology Instructional Laboratory Program, University of California, Berkeley.
9.4 The Bacterial Genome Is Supercoiled
• The nucleoid has ~400 independent negatively supercoiled domains.
• The average density of supercoiling is ~1 turn/100bp.
FIGURE 14: The human X chromosome can be divided into distinct regions by its banding pattern
9.9 Lampbrush Chromosomes Are Extended
• chromomeres – Densely staining granules visible in chromosomes under certain conditions, especially early in meiosis, when a chromosome may appear to consist of a series of chromomeres. • Sites of gene expression on lampbrush chromosomes show loops that are extended from the chromosomal axis.
9.8 Chromosomes Have Banding Patterns
• Certain staining techniques cause the chromosomes to have the appearance of a series of striations, which are called G-bands. • The bands are lower in G-C content than the interbands. • Genes are concentrated in the G-C-rich interbands.
FIGURE 10: Identifying matrixassociated regions of DNA
9.7 Chromatin Is Divided into Euchromatin and Heterochromatin