第12章 核酸通論

第十二章核酸通論第一節(jié)核酸研究簡史1869年Miescher博士論文工作中測定淋巴細(xì)胞蛋白質(zhì)組成時(shí)，發(fā)現(xiàn)了不溶于稀酸和鹽溶液的沉淀物，并在所有細(xì)胞的核里都找到了此物質(zhì)，故命名核素(Nuclein)。1879年Kossel經(jīng)過10年的努力，搞清楚核質(zhì)中有四種不同的組成部分：A，T，C和G。1889年Altman建議將核素改名為“核酸”，并且已經(jīng)認(rèn)識到“核質(zhì)”乃“核酸”與蛋白質(zhì)的復(fù)合體。1909年Levene發(fā)現(xiàn)酵母的核酸含有核糖。1930年Levene發(fā)現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞的核酸含有一種特殊的核糖即脫氧核糖，得出了一個(gè)錯(cuò)誤概念：植物核酸含核糖，動(dòng)物核酸含脫氧核糖。這個(gè)錯(cuò)誤概念一直延續(xù)到1938年，這時(shí)方清楚RNA和DNA的區(qū)別。Levene還提出了核酸的“磷酸-核糖（堿基）-磷酸”的骨架結(jié)構(gòu)，解決了DNA分子的線性問題，還在1935年提出“四核苷酸”學(xué)說，認(rèn)為這四種核苷酸的聚合體是構(gòu)成核酸的基本單位。1944年Avery重做1928年Griffith的細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，證明DNA是遺傳物質(zhì)。1952年Hershey&Chase的噬菌體感染實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明DNA是遺傳物質(zhì)。第二節(jié)核酸的生物功能一、DNA是主要的遺傳物質(zhì)1928年Griffith的細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。1944年Avery重做1928年Griffith的細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，證明DNA是遺傳物質(zhì)。但人們對此持懷疑態(tài)度，理由是：（1）因認(rèn)為蛋白相對分子質(zhì)量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，二十種氨基酸的排列組合將是個(gè)天文數(shù)字，可作為一種遺傳信息。而DNA分子量小，只含4種不同的堿基，人們一度認(rèn)為不同種的有機(jī)體的核酸只有微小的差異。（2）認(rèn)為轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中DNA并未能提得很純，還附有其它物質(zhì)。（3）即使轉(zhuǎn)化因子確實(shí)是DNA，但也可能DNA只是對莢膜形成起著直接的化學(xué)效應(yīng)，而不是充當(dāng)遺傳信息的載體。1952年HersheyandChase的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明DNA是遺傳物質(zhì)。二、DNA和基因組（一）DNA和基因組DNA分子中最小的功能單位稱作基因，為RNA或蛋白質(zhì)編碼的基因稱結(jié)構(gòu)基因，只有調(diào)節(jié)功能，不轉(zhuǎn)錄生成RNA的稱調(diào)節(jié)基因，某生物體所含的全部基因稱該生物體的基因組。（二）原核生物基因組的特點(diǎn)通常只有一個(gè)DNA分子；無重復(fù)序列；功能相關(guān)的基因常構(gòu)成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位；有重疊基因。（三）真核生物基因組的特點(diǎn)有重復(fù)序列，中度重復(fù)序列可重復(fù)幾十次到幾千次，如rRNA基因、tRNA基因和某些蛋白質(zhì)的基因；高度重復(fù)序列可重復(fù)數(shù)百萬次，如衛(wèi)星DNA和微衛(wèi)星DNA。有斷裂基因，不少基因含有稱作內(nèi)含子的非編碼區(qū)，編碼區(qū)稱作外顯子，有些基因可含有幾十個(gè)內(nèi)含子。二、RNA功能的多樣性某些病毒的遺傳物質(zhì)；控制蛋白質(zhì)的