細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì).ppt

1、,姓名： 班級： 學(xué)號： 專業(yè)：生物技術(shù)及應(yīng)用 系別：環(huán)境工程與化學(xué)系,細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì),DNA是主要的遺傳物質(zhì),最早分離出DNA的弗雷德里希米歇爾是一名瑞士醫(yī)生，他在1869年，從廢棄繃帶里所殘留的膿液中，發(fā)現(xiàn)一些只有顯微鏡可觀察的物質(zhì)。由于這些物質(zhì)位于細(xì)胞核中，因此米歇爾稱之為“核素”（nuclein）。,到了1919年，菲巴斯利文進(jìn)一步辨識出組成DNA的堿基、糖類以及磷酸核苷酸單元，他認(rèn)為DNA可能是許多核苷酸經(jīng)由磷酸基團(tuán)的聯(lián)結(jié)，而串聯(lián)在一起。不過他所提出概念中，DNA長鏈較短，且其中的堿基是以固定順序重復(fù)排列。1937年，威廉阿斯特伯里完成了第一張X光衍射圖，闡明了DNA結(jié)構(gòu)的規(guī)律性。

2、,1928年，弗雷德里克格里菲斯從格里菲斯實驗中發(fā)現(xiàn)，平滑型的肺炎球菌，能轉(zhuǎn)變成為粗糙型的同種細(xì)菌，方法是將已死的平滑型與粗糙型活體混合在一起。這種現(xiàn)象稱為“轉(zhuǎn)型”。但造成此現(xiàn)象的因子，也就是DNA，是直到1943年，才由奧斯瓦爾德埃弗里等人所辨識出來。,到了1953年，當(dāng)時在卡文迪許實驗室的詹姆斯沃森與佛朗西斯克里克，依據(jù)倫敦國王學(xué)院的羅莎琳富蘭克林所拍攝的X光衍射圖及相關(guān)資料，提出了最早的DNA結(jié)構(gòu)精確模型，并發(fā)表于自然期刊。五篇關(guān)于此模型的實驗證據(jù)論文，也同時以同一主題發(fā)表于自然。,其中包括富蘭克林與雷蒙葛斯林的論文，此文所附帶的X光衍射圖，是沃森與克里克闡明DNA結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵證據(jù)。此外莫

3、里斯威爾金斯團(tuán)隊也是同期論文的發(fā)表者之一。富蘭克林與葛斯林隨后又提出了A型與B型DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)之間的差異。1962年，沃森、克里克以及威爾金斯共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。,正超螺旋 負(fù)超螺旋,克里克在1957年的一場演說中，提出了分子生物學(xué)的中心法則，預(yù)測了DNA、RNA以及蛋白質(zhì)之間的關(guān)系，并闡述了“轉(zhuǎn)接子假說”（即后來的tRNA）。,1958年，馬修梅瑟生與富蘭克林史達(dá)在梅瑟生-史達(dá)實驗中，確認(rèn)了DNA的復(fù)制機(jī)制。后來克里克團(tuán)隊的研究顯示，遺傳密碼是由三個堿基以不重復(fù)的方式所組成，稱為密碼子。這些密碼子所構(gòu)成的遺傳密碼，最后是由哈爾葛賓科拉納、羅伯特W霍利以及馬歇爾沃倫尼倫伯格解出。

4、,20世紀(jì)30年代后期，瑞典的科學(xué)家們就證明DNA是不對稱的。第二次世界大戰(zhàn)后，用電子顯微鏡測定出DNA分子的直徑約為2nm。,DNA - 分布,原核細(xì)胞的染色體是一個長DNA分子。真核細(xì)胞核中有不止一個染色體，每個染色體也只含一個DNA分子。不過它們一般都比原核細(xì)胞中的DNA分子大而且和蛋白質(zhì)結(jié)合在一起。除染色體DNA外，有極少量結(jié)構(gòu)不同的DNA存在于真核細(xì)胞的線粒體和葉綠體中。DNA病毒的遺傳物質(zhì)也是DNA 。,98核中（染色體中） 真核 線粒體（mDNA） 核外 葉綠體（ctDNA） DNA 擬核或類核 原核 核外：質(zhì)粒（plasmid） 病毒：DNA病毒,DNA - 分布,DNA的功能

5、,DNA (deoxyribonucleic acid）分子的功能是貯存決定物種的所有蛋白質(zhì)和RNA結(jié)構(gòu)的全部遺傳信息；策劃生物有次序地合成細(xì)胞和組織組分的時間和空間；確定生物生命周期自始至終的活性和確定生物的個性。,人類基因組計劃,為了測出所有人類的DNA序列，人類基因組計劃于1990年代展開。到了2001年，多國合作的國際團(tuán)隊與私人企業(yè)塞雷拉基因組公司，分別將人類基因組序列草圖發(fā)表于自然與科學(xué)兩份期刊。,人類基因組計劃(human genome project,HGP)是由美國科學(xué)家于1985年率先提出，于1990年正式啟動的。美國、英國、法蘭西共和國、德意志聯(lián)邦共和國、日本國和我國科學(xué)家

6、共同參與了這一價值達(dá)30億美元的人類基因組計劃。這一計劃旨在為30多億個堿基對構(gòu)成的人類基因組精確測序，發(fā)現(xiàn)所有人類基因并搞清其在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息。與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅登月計劃并稱為三大科學(xué)計劃。,2000年6月26日，參加人類基因組工程項目的美國、英國、法蘭西共和國、德意志聯(lián)邦共和國、日本國國和中國的6國科學(xué)家共同宣布，人類基因組草圖的繪制工作已經(jīng)完成。最終完成圖要求測序所用的克隆能忠實地代表常染色體的基因組結(jié)構(gòu)，序列錯誤率低于萬分之一。95%常染色質(zhì)區(qū)域被測序，每個Gap小于150kb。,RNA也是遺傳物質(zhì),核糖核酸（縮寫為RNA，即Ribonucleic Aci

7、d)，存在于生物細(xì)胞以及部分病毒、類病毒中的遺傳信息載體。由至少幾十個核糖核苷酸通過磷酸二酯鍵連接而成的一類核酸，因含核糖而得名，簡稱RNA。RNA普遍存在于動物、植物、微生物及某些病毒和噬菌體內(nèi)。RNA和蛋白質(zhì)生物合成有密切的關(guān)系。在RNA病毒和噬菌體內(nèi)，RNA是遺傳信息的載體。,RNA存在于胞核、胞液和線粒體。 RNA一般是單鏈線形分子；也有雙鏈的如呼腸孤病毒RNA；環(huán)狀單鏈的如類病毒RNA；1983年還發(fā)現(xiàn)了有支鏈的RNA分子。,RNA由核糖核苷酸經(jīng)磷酯鍵縮合而成長鏈狀分子。與DNA不同，RNA一般為單鏈長分子，不形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，但是很多RNA也需要通過堿基配對原則形成一定的二級結(jié)構(gòu)乃至

8、三級結(jié)構(gòu)來行使生物學(xué)功能。RNA的堿基配對規(guī)則基本和DNA相同，不過除了A-U、G-C配對外，G-U也可以配對。,1982年以來，研究表明，不少RNA，如I、II型內(nèi)含子，RNaseP，HDV，核糖體大亞基RNA等等有催化生化反應(yīng)過程的活性，即具有酶的活性，這類RNA被稱為核酶（ribozyme）。 20世紀(jì)90年代以來，又發(fā)現(xiàn)了RNAi（RNAinterference，RNA干擾）等等現(xiàn)象，證明RNA在基因表達(dá)調(diào)控中起到重要作用。,RNA的分類和功能,信使RNA（mRNA） 攜帶DNA遺傳信息 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA） 通過反密碼子識別mRNA的 密碼子，使氨基酸對號入座 核蛋白體 (rRNA

9、) 與核糖體蛋白形成核糖體， 是蛋白質(zhì)合成的場所,分布介紹,在RNA病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)，植物病毒總是含RNA。近些年在植物中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一些比病毒還小得多的浸染性致病因子，叫做類病毒。類病毒是不含蛋白質(zhì)的閉環(huán)單鏈RNA分子，此外，真核細(xì)胞中還有兩類RNA，即不均一核RNA（hnRNA）和小核RNA（snRNA）。hnRNA是mRNA的前體；snRNA參與hnRNA的剪接（一種加工過程）。,自1965年酵母丙氨酸t(yī)RNA的堿基序列確定以后，RNA序列測定方法不斷得到改進(jìn)。目前除多種tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等較小的RNA外，尚有一些病毒RNA、mRNA及較大RNA的一級結(jié)構(gòu)測定已完成，如噬菌體MS2RNA含3569個核苷酸。,一、核酸的發(fā)現(xiàn)和研究工作進(jìn)展,1868年 Fridrich Miescher從膿細(xì)胞中提取“核素” 1944年 Avery等人證實DNA是遺傳物質(zhì) 1953年 Watson和Crick發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu) 1968年 Nirenberg發(fā)現(xiàn)遺傳密碼 1975年 Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 測序方法