单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第八章 基因概念的发展,一、基因和DNA,1、测序：,（1）、化学降,解,解法,美国A.Maxam和W.Gilbert发明,标记,32,P-TCAG,32,P-TCAGCCCCATG,32,P-TCAGCCCCATGG,32,P-TCAGCCCCATGGTTAAG,T处断裂,TCAGCCCCATGGTTAAGA-单链DNA,32,P-TCAGCCCCATGGTTAAGA,32,P-T,32,P-TCAGCCCCAT,32,P-TCAGCCCCATGGT,32,P-TCAGCCCCATGGTT,32,P-TC,32,P-TCAGC,32,P-TCAGCC,32,P-TCAGCCC,32,P-TCAGCCCC,32,P-TCAGCCCC,32,P-TCA,32,P-TCAGCCCCA,32,P-TCAGCCCCATGGTTA,32,P-TCAGCCCCATGGTTAA,32,P-TCAGCCCCATGGTTAAGA,A处断裂,C处断裂,G处断裂,T C A G,电泳,放射自显影,（2）双脱氧终,止,止法（链终止法,）,）,（英）F.Sanger和A.X.Coulson发明,C,C,C,H,CH,O,四种碱基,H H,H H,-,O-P-O-P-O-P-O-CH,2,O,-,O,-,O,-,O,O,O,双脱氧核苷酸,DNA sequencing using thechainterminationmethod.,DNA sequencing gelshowing theseparationof fragmentsin the foursequencingreactions(one perlane).,In DNAsequencingusingdideoxynucleotideslabeled with fluorescent dyes,allfour ddNTPsare added tothe same tube,and during primer extension,allcombinations of chainsare produced.,2、隔裂基因,和,和重叠基因,(1)、隔裂,基,基因（splitgene）,内含子(intron)外显子(exon),(2)重叠基,因,因（overlappinggenes,）,）,1977,Sanger:X174测序,ABCABCABCABCABCABCABC.,基因基本特性,：,：自体催化,异体催化,突变,通读框（open reading frame）,二、生化突变,型,型与一基因一,酶,酶学说,1941,，,，Beadle&Tatum,提出：,“one gene oneenzyme,”,”hypothesis,N-乙酰,鸟,鸟氨酸,瓜,瓜氨,酸,酸,精,精氨,精,精氨酸,鸟氨酸,琥,琥珀酸,氨甲酰磷酸,天,天冬,氨,氨酸,图：精氨酸生,物,物合成途径,乙酰鸟,鸟,鸟氨酸精,精,精,氨,氨琥珀,精,精,氨,氨琥珀,氨酸酶,氨,氨甲酰酶,酸,酸,合,合成酶,酸,酸,裂,裂解酶,Beadleand Tatum:,一个基因-一种酶,One Gene-One Enzyme,X rays,MM,CM,MM,Vitamins,Amino acids,Purines and pyrimidines,X射线诱导处,理,理红色面包霉,，,，筛选出被诱,导,导的突变体来,进,进行实验。根,据,据遗传分析和,大,大量研究，他,们,们认为基因发,生,生突变，就可,能,能导致酶活性,的,的丧失。,红色链孢霉实,验,验 (1),突变品系,基,基本,基,基本,培,培养基加,培养基,鸟,鸟氨酸,瓜,瓜氨酸,精,精氨酸,arg,cit,orn,鸟氨酸(Ornithine),瓜,瓜氨酸(Citrulline),精氨酸(Arginine),红色链孢霉实,验,验 (2),突变品系,基,基本,基,基本培养基,加,加,培养基ACO,arg,cit,orn,A,C,O,分别为,arg,cit,和,orn,突变品系的细,胞,胞提取物,三、,人类酶缺陷的,遗,遗传基础,.,半乳糖血症,（Galactosemia）,.,白化病,（albinism）,酪氨酸酶,酪,酪,氨,氨酸酶,酪氨酸,多,多巴,多,多巴醌,多巴色素5,6 二,羟,羟吲哚,+蛋白质,吲哚 5,6,醌,醌,黑,黑色素,黑,黑素蛋,白,白,.苯丙酮尿,症,症,（phenylketonuria,PKU）,蛋白质,苯丙氨酸羟化,酶,酶,苯丙氨酸,酪,酪氨酸,苯丙酮酸,.,莱一尼二氏症,（,（Lesch-Nyhan,syndrome）,(自毁容貌综,合,合征),鸟苷酸,次,次黄苷酸,HGPRT,鸟苷,次,次,黄,黄苷,鸟嘌呤,次,次黄嘌呤,HGPRT,：,：次黄嘌呤,鸟,鸟黄嘌呤,嘌呤 磷酸核,苷,苷转移酶,尿酸,、基因是结,构,构单位，不能,由,由交换分开。,总结：,、基因是突,变,变单位，在基,因,因内部无可以,改,改变的更小单,位,位。,、基因是作,用,用单位，能产,生,生特定的表型,效,效应，基因的,部,部分如果有也,不,不起作用。,、染色体是,基,基因的载体。,念珠理论,经,经典遗传学的,基,基因论,基因是一种化,学,学实体，以念,珠,珠状直线排列,在,在染色体上，,随,随染色体复制,，,，在有丝分裂,和,和减数分裂中,有,有规律地进行,分,分配，并具有,相,相对稳定性。,1.染色体,是,是基因的载体或转运者，允,许,许基因有序分,离,离与组合；,2.基因是,最,最小重组单位，不可分，交,换,换只能发生在,基,基因间；,3.基因是,最,最小突变单位，以一个整体,进,进行突变，内,部,部不再有可变,化的更小组分,；,；,4.基因是,一,一个功能单位。它控制有机,体,体某个或一些,性,性状。,可将重组单位,和,和突变单位合,称,称为结构单位,，,，因而基因既,是,是一,个结构单位，又是一个功能单位。,四、基因的精,细,细结构,萌发,有丝分裂,、顺反子材料：曲霉菌（spergillus nidulans）,(1)生活史：,菌丝（）,菌丝（）,分生孢子（）,分生孢子（）,菌丝,菌丝,融合（异核体）,二倍体核（）,菌丝（）,分生孢子（）,菌丝,（）突变型,：,：腺嘌呤缺陷,型,型,ad,16,ad,8,实验结果：,两个缺陷型,的,的杂合体仍然,是,是缺陷型。,说明什么？,后代中大约,出,出现0.14%的野生型。,又说明什么？,体细胞交换：,体细胞联会,通常情况下，,有,有丝分裂过程,中,中各条染色体,在,在细胞内随机分布，同源染色体,间,间在空间分布,上,上互不影响。,但是在一些动,植,植物的体细胞,有,有丝分裂中观,察,察到一些非随,机,机分布现象，,其,其同源染色体在,空,空间分布上有,相,相互靠近的倾,向,向，甚至，会出,现,现同源染色体紧,密,密、平行配对,的,的现象。,ad,16,+,+,ad,8,+,ad,16,+,ad,16,ad,8,+,+,ad,8,a,b,c,d,ad,16,+,ad,16,ad,8,+,+,ad,8,ad,16,+,+,ad,8,+,ad,16,ad,8,(1)突变,型,型：,ac,组合,（2）野生型,：,：,bd,组合,（3）突变型,：,：,ad,组合,（4）野生型,：,：,bc,组合,ad,16,ad,8,+,ad,16,+,+,ad,8,顺式：,反式：,有缺陷,正常,有缺陷,有缺陷,野生型,突变型,顺反子：,顺反位置效应,：,：,2、互补实验,材料：T,4,噬菌体,野生型r,+,B,K（）,B,K（）,快速溶菌型r,Benzer,顺反子概念和基因内重组,Discovery of Recombination,Within the Gene,m 1,rIIA,Chromosome carring mutation 1,m 2,rIIA,Chromosome carring mutation 2,Recombination within the gene,Chromosome carring mutation 1 and 2,Wild type,Benzer,将,将两个rIIA突变型对B,株,株进行混合感,染,染，再让释放,的,的子代噬菌体,感,感染K株。,出现了野生型,噬,噬菌体,。,r47,r47,r47+,+r104,精细,作,作图,r47+,+r106,r47+,+r102,B菌,株,株K菌,株,株,2,重,重组,型,型噬,菌,菌体,数,数,总噬,菌,菌体,数,数,2K菌,苔,苔上,的,的噬,菌,菌斑,数,数,B菌,苔,苔上,的,的噬,菌,菌斑,数,数,Rf,=,100%,Rf,=,100%,r106r51,+,r106+,+r51,顺反,测,测验,r47106,+,r47+,+r106,K菌,株,株B,菌株,顺式,测,测验,反式,测,测验,突变,位,位点,在同,一,一顺,反子,内,内,AB,+,AB,突变,位,位点,在不,同,同的,顺反,子,子内,+,AB,+,AB,图,顺反,测,测验,结,结果,的,的图,解,解。,当,当顺,式,式有,功,功能,，,，而,反,反式,没,没有,功,功能,时,时，,突,突变,位点,突变,位,位点,在,在同,一,一顺,反,反子,内,内；,当顺,式,式有,功,功能,，,，而,反,反式,也,也有,功,功能,时,时，,突,突变,位点,突变,位,位点,在,在不,同,同顺,反,反子,内,内。,Cis/Trans Complementation Test,Cis/Trans Complementation Test,3、,果,果蝇,中,中的,顺,顺反,实,实验,Cis/TransComplementationTest,五、,近,近代,基,基因,概,概念,的,的发,展,展,演讲,完,完毕,，,，谢,谢,谢观,看,看！,