遗传的分子基础PPT课件

– 基因和多肽成线性对应的一个可能的理由：DNA核 苷酸顺序规定该基因编码蛋白质的氨基酸顺序； DNA中的遗传信息就是碱基序列；并存在某种遗传 密码(genetic code)，将核苷酸序列译成蛋白质氨基 酸顺序。
在其后的几十年中，科学家们沿着这两条途径前进， 探明了DNA复制、遗传信息表达与中心法则等内容。
RNA二级结构 ： 单链RNA自行盘绕形成局部双螺旋的多“茎”多“环” 结构，螺旋部分称为“茎”或“臂”非螺旋部分称为“ 环”，在螺旋区，A与U配对，G与C配对。
tRNA的二级结构： 三叶草形状 RNA三叶草型的二级结构可分为：氨基酸接受区、反密码区 、二氢尿嘧啶区、TΨC区和可变区。除氨基酸接受区外，其余 每个区都含有一个突环和一个臂。如图所示：
tRNA的 三级结构： 倒“L”形，所有的tRNA折叠后形成 大小相似及三 维构象相似的三级结构，这有利于携带 的氨基酸的tRNA进入核糖体的特定部位。 如图所示：
第三节 遗传信息的表达与调控
一、中心法则及其发展
遗传信息从DNA→mRNA→蛋白质的转录和翻译的 过程，以及遗传信息从DNA→DNA的复制过程，这 就是分子生物学的中心法则(central dogma)
现在还发现，某些DNA序列可以以左 手螺旋的形式存在，称为Z－ DNA(图)。
当某些DNA序列富含G－C，并且在 嘌呤和嘧啶交替出现时，可形成Z－ DNA。Z－DNA除左手螺旋外，其每 个螺圈含有12个碱基对。分子直径为 18Å，并只有一个深沟。现在还不知 道，Z－DNA在体内是否存在。
DNA分子构型的多态性
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
尿嘧啶（U）
美妙的DNA双螺旋
1、DNA分子是由两条多核苷酸链以右手螺旋的形 式，彼此以一定的空间距离，平行于同一轴上， 很像一个扭曲的梯子。
2、DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接（手拉 手）构成基本骨架，也就是梯子的两扶手。
3、两扶手的走向为反向平行。
• DNA是遗传物质的直接证据
1. 噬菌体的感染 2. 烟草花叶病毒的重建 3、 肺炎双球菌的转化
噬菌体T2结构示意图
结论：
DNA是生物主要的遗传物质；
在缺少DNA的生物中，RNA为主要 的遗传物质。
三、遗传信息的保存者和传递者－－核酸
核酸是一类高分子有机物，以核苷酸为基本结构 单位组成。核酸存在于所有的原核生物、真核生 物的细胞中，作为遗传物质的核酸，含有可以传 递的遗传信息。
第二节 核酸的化学结构
一、两种核酸及其分布 核酸：一种高分子化合物，核苷酸的多
聚体。有脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核 酸（RNA）两类。 核苷酸的构成： （1）五碳糖； （2）磷酸； （3）环状含氮碱基
二、碱基的种类：
（1）双环结构的嘌呤：
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
（2）单环结构的嘧啶：
当DNA在高盐浓度下时，则以A－DNA 形式存在(图)。
A－DNA是DNA的脱水构型，它也是右 手螺旋，但每螺圈含有11个核苷酸对。A －DNA比较短和密，其平均直径为23Å。
大沟深而窄，小沟宽而浅。在活体内 DNA并不以A构型存在，但细胞内DNA －RNA或RNA－RNA双螺旋结构，却与 A－DNA非常相似。
DNA分子构型的多态性
近来发现DNA的构型并不是固定不变的，除 主要以瓦特森和克里克提出的右手双螺旋构型
存在外，还有许多变型。所以现在一般将瓦特 森和克里克提出的双螺旋构型称为B－DNA。 B－DNA是DNA在生理状态下的构型。生活 细胞中极大多数DNA以B－DNA形式存在。 但当外界环境条件发生变化时，DNA的构型 也会发生变化。实际上在生活细胞内，B－ DNA一螺圈也并不是正好10个核苷酸对，而 平均一般为10.4对。
第一节 DNA作为主要遗传物质的证 一据、遗传物质应具备的三种基本功能：
1、复制功能 遗传物质必须贮存遗传信息，并 能将其复制且一代一代精确地传递下去。
2、表达功能 遗传物质必须控制生物体性状的 发育和表达。
3、变异功能 遗传物质必须发生变异，以适应 外界环境的变化，没有变异就没有进化。
二、DNA作为主要遗传物质的证据
1、核酸的化学组成和结构
核酸以核苷酸为基本 结构单位组成。每个核 苷酸包括一个碱基、一 份磷酸、一个五碳糖。
2、核酸的种类 DNA和RNA
根据组成核苷酸的五碳糖的不同，核酸可以分为
两种:脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。 DNA是所有原核生物和真核生物的遗传物质，病 毒只含有RNA或DNA。RNA和DNA的主要区别: （略） 1953年美国哈佛大学的 Waston和英国剑桥大学理论 物理学者Crick借助于伦敦皇 家学院Wilkins实验室的 Franklin拍摄的DNA分子X光 射线衍射照片提出了DNA的 双螺旋结构模型。
4、梯子的横档为排列在内侧的碱基，碱基通过 氢结合，并以互补配对原则配对，A-T，C-G，
DNA双螺旋结构模型的意义
DNA双螺旋模型结构同时表明：
– DNA复制的明显方式——半保留复制。Waston和 Crick在1953年就指出：DNA可以按碱基互补配对 原则进行半保留复制。而在此之前对复制方式人们 对一无所知。
染色体
DNA（27%）
蛋白质（66%） RNA（6%）
组蛋白 非组蛋白• DN来自是遗传物质的间接证据⒈ 每个物种不同组织的细胞不论其大小和功能如何。 它们的DNA含量是恒定的，而且配子中的DNA含量 正好是体细胞的一半。
⒉ DNA在代谢上是比较稳定的。
⒊ DNA是所有生物的染色体所共有。
4. 用不同波长的紫外线诱发各种生物突变时，其最 有效的波长均为2600埃。这与DNA所吸收的紫外线 光谱是一致的。
三、RNA的分子结构
至于RNA的分子结构，就其化学组成上看，也 是由四种核苷酸组成的多聚体。它与DNA的不 同，首先在于以U代替了T，其次是用核糖代替 了脱氧核糖，此外，还有一个重要的不同点， 就是绝大部分RNA以单链形式存在，但可以折 叠起来形成若干双链区域。在这些区域内，凡 互补的碱基对间可以形成氢键(图)。但有一些以 RNA为遗传物质的动物病毒含有双链RNA。