遗传的分子基础PPT课件

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。
染色体
DNA（27%）
蛋白质（66%） RNA（6%）
组蛋白 非组蛋白
• DNA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。
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wk.baidu.com
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)
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：
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。
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：
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。
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。
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。
– 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。
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。
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
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