第一章 遗传的物质基础
第一章 遗传的物质基础
基本概念 核酸( nucleic acid):是一种以核苷酸为基本结构单元 组成的高分子化合物,是所有原核生物和真核生物的 遗传物质,含有可以传递的遗传信息。根据所含戊糖 的不同,分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸 (RNA)两类。 信使RNA( message RNA,mRNA):是蛋白质结构基 因转录的单链RNA,作为蛋白质合成的模板,携有确 定各种蛋白质中氨基酸序列的密码信息。在真核生物 中,mRNA把遗传信息从细胞核中的基因传递到细胞 质中的核糖体,通过翻译合成特定氨基酸序列的多肽。 转移RNA( transfer rNa,tRNA):是负责解读mRNA所 含遗传信息的RNA分子,在翻译过程中起着转运各种 氨基酸至核糖体,按照mRNA的密码顺序合成多肽的 功能。tRNA通过链内碱基配对形成“三叶草”型 级结构
基本概念 核酸（nucleic acid）：是一种以核苷酸为基本结构单元 组成的高分子化合物，是所有原核生物和真核生物的 遗传物质，含有可以传递的遗传信息。根据所含戊糖 的不同，分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸 （RNA）两类。 信使RNA（message RNA, mRNA）：是蛋白质结构基 因转录的单链RNA，作为蛋白质合成的模板，携有确 定各种蛋白质中氨基酸序列的密码信息。在真核生物 中，mRNA把遗传信息从细胞核中的基因传递到细胞 质中的核糖体，通过翻译合成特定氨基酸序列的多肽。 转移RNA(transfer RNA，tRNA)：是负责解读mRNA所 含遗传信息的RNA分子，在翻译过程中起着转运各种 氨基酸至核糖体，按照mRNA的密码顺序合成多肽的 功能。tRNA通过链内碱基配对形成“三叶草”型二 级结构
核糖体rRNA( ribosomaIrna,rRNA):是由rRNA基因转录的 单链RNA分子,为核糖体的主要组成成分。原核生物如大肠杆 菌含16S,23S和5S三种rRNA;动物含有18S,28S,58S和5S 四种rRNA。 基因(gene):是遗传的功能单位,含有合成有功能的蛋白质 多肽链或RNA所必需的全部核苷酸序列。广义地说,基因也被 认为是有功能的DNA片段 基因组( genome):真核基因组是指一个物种单倍体的染色 体所携带的一整套基因。 染色体( chromosome):真核生物染色体是细胞核中一种以 核小体为基本结构单元,由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量 RNA组成的丝状物,含有染色体基因,是遗传的主要物质基础
核糖体rRNA(ribosomal RNA，rRNA)：是由rRNA基因转录的 单链RNA分子，为核糖体的主要组成成分。原核生物如大肠杆 菌含16S，23S和5S三种rRNA；动物含有18S，28S，5.8S和5S 四种rRNA。 基因（gene）：是遗传的功能单位，含有合成有功能的蛋白质 多肽链或RNA所必需的全部核苷酸序列。广义地说，基因也被 认为是有功能的DNA片段。 基因组（genome）：真核基因组是指一个物种单倍体的染色 体所携带的一整套基因。 染色体（chromosome）：真核生物染色体是细胞核中一种以 核小体为基本结构单元，由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量 RNA组成的丝状物，含有染色体基因，是遗传的主要物质基础
有丝分裂( mitosis):是细胞分裂的主要方式, 染色体复制一次,细胞分裂一次,遗传物质均 分到两个子细胞中,使之具有与亲代细胞在数 目和形态上完全相同的染色体。细胞的有丝分 裂既维持了个体正常生长发育,又保证了物种 的遗传稳定性。 减数分裂( meiosis):是生殖细胞成熟时产生 配子的细胞分裂形式,对于保证物种的遗传稳 定性和创造物种的遗传变异具有重要的意义。 在减数分裂中,染色体复制一次,细胞分裂两 次,产生染色体数目减半的配子
有丝分裂（mitosis）：是细胞分裂的主要方式， 染色体复制一次，细胞分裂一次，遗传物质均 分到两个子细胞中，使之具有与亲代细胞在数 目和形态上完全相同的染色体。细胞的有丝分 裂既维持了个体正常生长发育，又保证了物种 的遗传稳定性。 减数分裂（meiosis）：是生殖细胞成熟时产生 配子的细胞分裂形式，对于保证物种的遗传稳 定性和创造物种的遗传变异具有重要的意义。 在减数分裂中，染色体复制一次，细胞分裂两 次，产生染色体数目减半的配子
第一书遗传物质—核酸 细菌的转化 1928年, Griffth的肺炎双球菌转化实验导致了遗传物质 的发现。它有两种类型,一种是光滑型(S型),有夹膜,具 有毒性,导致小鼠死亡。另一种为粗糙型(R型),无毒性。 死5型面体 小体内有52体 托S型,体 与R型菌体涯合 肺炎双球菌的转化实验
第一节 遗传物质——核酸 一、细菌的转化 1928年，Griffth的肺炎双球菌转化实验导致了遗传物质 的发现。它有两种类型，一种是光滑型（S型），有夹膜，具 有毒性，导致小鼠死亡。另一种为粗糙型（R型），无毒性。 肺炎双球菌的转化实验
、噬菌体的侵染 尽管 Avery等人的肺炎双球菌体外转化实验非常精确和严密, 但当时仍有很多科学家不相信DNA是遗传物质,1952年 Hershey和 Chase的噬菌体侵染实验证实核酸(DNA)是遗传 物质,才使人们普遍认同遗传物质是核酸而不是蛋白质 E col PhageMost of T2 phage Blonder phage prog Hershey- chase的噬菌体侵染实验
二、噬菌体的侵染 尽管Avery等人的肺炎双球菌体外转化实验非常精确和严密， 但当时仍有很多科学家不相信DNA是遗传物质，1952年 Hershey和Chase的噬菌体侵染实验证实核酸（DNA）是遗传 物质，才使人们普遍认同遗传物质是核酸而不是蛋白质。 Hershey-chase的噬菌体侵染实验
三、感染性的RNA 绝大部分生物的遗传物质是脱氧核糖核酸(DNA), 然而有些病毒,如烟草花叶病毒,只含有蛋白质和 核糖核酸(RNA),没有DNA,这些RNA病毒则使 用RNA作为遗传物质。 烟草花叶病毒的感染实验
三、感染性的RNA 绝大部分生物的遗传物质是脱氧核糖核酸（DNA）， 然而有些病毒，如烟草花叶病毒，只含有蛋白质和 核糖核酸（RNA），没有DNA，这些RNA病毒则使 用RNA作为遗传物质。 烟草花叶病毒的感染实验
第二节核酸的结构 DNA和RNA的化学组成 核苷酸由碱基、戊糖和磷酸三部分构成。DNA和RNA所 含戊糖的种类不同,DNA中的戊糖为D-2-脱氧核糖,RNA 所含的戊糖为D核糖;A、G、C是DNA和RNA共有的,T 只存在于DNA中,U只存在于RNA中。 二、DNA (一)DNA的一级结构 A={T、[G=C],A+G=C+T,这一规律称为 Chargaff 当量规律
第二节 核酸的结构 一、DNA和RNA的化学组成 核苷酸由碱基、戊糖和磷酸三部分构成。DNA和RNA所 含戊糖的种类不同，DNA中的戊糖为D-2-脱氧核糖，RNA 所含的戊糖为D-核糖; A、 G、 C是DNA和RNA共有的，T 只存在于DNA中，U只存在于RNA中。 二、DNA （一）DNA的一级结构 [A]=[T]、[G]=[C]，A+G=C+T，这一规律称为Chargaff 当量规律
(二)DNA的二级结构 1953年,沃森( Watson)和克里克( Crick)提出了著名的DNA 双螺旋结构模型 在已知的7种DNA双螺旋构象中,A、B、C、D、E、T 型双螺旋均为右手螺旋,而ZDNA则是左手螺旋
（二）DNA的二级结构 1953年，沃森(Watson)和克里克(Crick) 提出了著名的DNA 双螺旋结构模型。 在已知的7种DNA双螺旋构象中，A、B、C、D、E、T 型双螺旋均为右手螺旋，而Z-DNA则是左手螺旋
(三)DNA的高级结构 DNA的高级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘旋所 形成的特定空间结构。超螺旋结构是DNA高级结构的主 要形式,超螺旋又可分为负超螺旋和正超螺旋两种。 RNA 原核生物和真核生物含有许多种不同的RNA分子,其 中最主要的有信使RNA、核糖体RNA和转移RNA三种类 型
（三）DNA的高级结构 DNA的高级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘旋所 形成的特定空间结构。超螺旋结构是DNA高级结构的主 要形式，超螺旋又可分为负超螺旋和正超螺旋两种。 三、RNA 原核生物和真核生物含有许多种不同的RNA分子，其 中最主要的有信使RNA、核糖体RNA和转移RNA三种类 型