第一章基因和基因组及基因工程的概念VIP免费

第一章基因和基因组及基因工程的概念第一节基因的概念第二节基因组第三节基因工程的定义和研究内容第四节基因工程的发展史第一节基因的概念一、基因与“遗传因子”二、基因与染色体三、基因与蛋白质四、基因与DNA五、基因密码的破译六、基因的概念七、基因的新概念一、基因与“遗传因子”•对遗传物质基础的认识有个发展过程，孟德尔（G.Menodel）在1857～1864年以豌豆为材料进行杂交实验的研究中,提出“遗传因子”决定和控制着生物体的各种性状。•1909年丹麦生物学家W.Johannsen为了强调“遗传因子”与生命的关系,他根据希腊“给予生命”之义的词“gene”（基因）创造性地用“gene”这个术语来代替“遗传因子”。基因这个词当时被用来描述遗传性状，但对基因的物质概念还未能认识，只是遗传的一个符号。孟德尔的豌豆杂交试验遗传因子是成对的，一个来自父本，一个来自母本，形成配体时彼此分开，在性细胞中是成单的，杂交子一代各自保持独立和纯一状态，形成配子时又彼此分开，互不混杂，完整地传给后代，雌雄配子结合有等同随机结合的机会。••圆形种子＋皱形种子杂交第一代(均为圆形)回交圆形豆皱形豆5474粒1850粒3：1•黄色图形＋绿色皱形黄色图形＋绿色皱形杂交第一代(均为黄色圆形)回交黄色圆形豆黄色皱形豆绿色圆形豆绿色皱形豆315粒121粒108粒32粒9：：：331二、基因与染色体•1910年～1926年,美国的摩尔根（T.H.Morgan）选用果蝇做研究材料，发现了基因连锁和交换现象，创立了遗传的染色体理论（Chromosomoltheoryofinheritance），绘制了基因连锁图,接受了孟德尔的遗传原理,指出遗传物质必须由某种独立的要素组成,即遗传因子或叫做基因。从而证明了基因是位于染色体上呈直线按顺序排列的遗传单位，基因是携带遗传信息的结构单位，又是控制遗传性状的功能单位。摩尔根果蝇杂交试验•有4对染色体，一对小粒状，2对V形，一对呈棒状XX或XY（性染色体）X1X2（红眼）+XWY（白眼）（野生型）（突变型）杂交子一代（雌雄均为红眼）X1XW，X1Y，X2XW，X2YX1X1，X1Y，XWX1，XWY，X2X1，X2Y，XWX2，XWY¼为红眼雄性及白眼雄性三、基因与蛋白质•1941年G.W.Beadle和E.L.Tatum应用X射线诱导链孢霉菌（Newosporecrassa）在DNA损伤修复后,产生了大量营养缺陷性突变体,提出了“一个基因一种酶”学说,后来又修正为“一个基因一种蛋白质”的学说,或“一个基因一种多肽链”学说。四、基因与DNA•1928年美国O.T.Avery首次证明了控制遗传特性的物质是DNA,而不是蛋白质,染色体上的基因为DNA分子。•1953年J.watson和F.Crick根据碱基配对规律和DNA分子的X射线衍射图谱等实验,提出了DNA分子的双螺旋结构。•1958年证明了DNA半保留复制和DNARNA蛋白质合成的中心法则（如图）。遗传中心法则五、基因密码的破译•1961年F.Crick,S.Brenner,M.W.Nirenberg,H.G.Khorana等确立了每三个核苷酸可作为决定一个氨基酸的密码子。•1964年64种三联密码子全部被破译公布。64种密码子中有61个密码子可用于编码20种氨基酸,有3个密码子为终止信号,只表示链的终止,不表达任何氨基酸。其中AUG为启始密码子，并具有通用性、偏爱性和简并性。遗传密码的兼并性六、基因的概念•按照分子生物学理论，基因的概念应当是指编码有功能蛋白质多肽链或RNA分子所必需的全部核酸序列（即DNA序列）。根据这个概念，一个基因不仅含编码蛋白质肽链或RNA分子的核酸序列,还包括保证转录所必需的非编码的调控序列即位于编码区上游5’端的启动子非编码序列、内含子（intron）和位于编码区下游3’端的终止子非编码序列。编码区是发挥基因功能的结构基因（或功能基因），而起调控、启动和终止作用的非编码区属于调控基因。七、基因的新概念1、移动基因2、断裂基因（splitgene）3、重叠基因4、假基因5、重复序列及重复基因1、移动基因•移动基因（movablegene）又叫转位因子（transposableelements）,由于它可以在染色体基因组上移动，甚至可在不同染色体间跃迁，故又称跳跃基因（jumpinggene）,这种基因是J.A.Shapiro在研究大肠杆菌高效突变时发现的。有三种类型：1.插入序列（insertionsequences,简称IS），其长度为数百个到数千个碱基对...