遺傳學(xué)復(fù)習(xí)綱要-1

遺傳學(xué)復(fù)習(xí)綱要第一章緒論遺傳學(xué)是研究生物的遺傳和變異及其規(guī)律的科學(xué)基因是生命體的遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)遺傳學(xué)的主要研究內(nèi)容1)基因和基因組的結(jié)構(gòu)(包括突變)與異常性狀之間的關(guān)系2)基因在世代之間傳遞的方式與規(guī)律3)基因轉(zhuǎn)化為性狀所需的各種內(nèi)外條件，也就是基因表達(dá)調(diào)節(jié)的規(guī)律遺傳學(xué)的任務(wù)闡明生物遺傳、變異現(xiàn)象及其表現(xiàn)規(guī)律探索遺傳、變異的原因及其物質(zhì)基礎(chǔ)(遺傳的本質(zhì))，揭示遺傳變異的內(nèi)在規(guī)律指導(dǎo)動、植物和微生物遺傳改良(育種)實(shí)踐，提高醫(yī)藥研究水平，造福人類第二章孟德爾式遺傳分析單位性狀與相對性狀生物體或其組成部分所表現(xiàn)的形態(tài)、生理或行為特征稱為性狀(character/trait)孟德爾把植株性狀總體區(qū)分為各個(gè)單位，稱為單位性狀(unitcharacter)，即：生物某一方面的特征特性。不同生物個(gè)體在單位性狀上存在不同的表現(xiàn)，這種同一單位性狀的相對差異稱為相對性狀(contrastingcharacter)?；蛐?genotype)和表現(xiàn)型(phenotype)根據(jù)遺傳因子假說：生物世代間所傳遞的是遺傳因子，而非性狀本身；生物個(gè)體性狀由細(xì)胞內(nèi)遺傳因子組成決定；因此，對生物個(gè)體而言就存在遺傳因子組成和性狀表現(xiàn)兩方面特征。1909年約翰生提出用基因(gene)代替遺傳因子，成對遺傳因子互為等位基因(allele)。在此基礎(chǔ)上形成了基因型和表現(xiàn)型兩個(gè)概念?；蛐?genotype)

指生物個(gè)體基因組合，表示生物個(gè)體的遺傳組成，又稱遺傳型；表現(xiàn)型(phenotype)

指生物個(gè)體的性狀表現(xiàn)，簡稱表型。純合與雜合具有一對相同基因的基因型稱為純合基因型(homozygousgenotype)，如CC和cc；這類生物個(gè)體稱為純合體(homozygote)。顯性純合體(dominanthomozygote),如：CC.隱性純合體(recessivehomozygote),如：cc.具有一對不同基因的基因型稱為雜合基因型(heterozygousgenotype)，如Cc；這類生物個(gè)體稱為雜合體(heterozygote)。純合體與雜合體的基因組成不同，所產(chǎn)生的配子及自交后代的遺傳穩(wěn)定性均有所不同：(1).產(chǎn)生配子上的差異；(2).自交后代的遺傳穩(wěn)定性?；虻姆蛛x定律

一對基因在雜合體中各自保持其獨(dú)立性，在配子形成時(shí)，彼此分開，隨機(jī)地進(jìn)入不同的配子，在一般情況下：F1雜合體的配子分離比為1:1，F(xiàn)2表型分離比是3:1，F(xiàn)2基因型分離比為1:2:1獨(dú)立分配定律支配兩對（或兩對以上）不同性狀的基因，在雜合狀態(tài)時(shí)保持其獨(dú)立性。配子形成時(shí)，各等位基因彼此獨(dú)立分離，不同對的基因自由組合。第三章孟德爾式遺傳分析孟德爾定律的拓展基因的作用與環(huán)境因素的相互關(guān)系表型=內(nèi)因+外因=基因+環(huán)境表型的產(chǎn)生是一個(gè)復(fù)雜的過程，它的產(chǎn)生既受環(huán)境（內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境）的影響，也受基因（等位基因和非等位基因）的影響反應(yīng)規(guī)范遺傳學(xué)上把某一基因型的個(gè)體，在各種不同的環(huán)境條件下所顯示的表型變化范圍稱為反應(yīng)規(guī)范。玉米控制葉綠體形成的基因是一對等位基因，A對a是顯性。AA、Aa的個(gè)體在光下可以形成葉綠體，aa個(gè)體光下不能形成葉綠體。AA在暗處也不能形成葉綠體。說明基因型不是決定某一性狀的必然實(shí)現(xiàn)，而是決定發(fā)育性狀的可能性，即決定著個(gè)體的反應(yīng)規(guī)范。AA和aa個(gè)體的反應(yīng)規(guī)范不同?；虮磉_(dá)的變異

外顯率(penetrance)：指在特定環(huán)境中，某一基因型(常指雜合子)個(gè)體顯示出預(yù)期表型的頻率(以百分比表示)。就是說同樣的基因型在一定的環(huán)境中有的個(gè)體表達(dá)了，而有的個(gè)體可能沒有表達(dá)，這樣外顯率就小于100％——不完全外顯。外顯率為100％——完全外顯表現(xiàn)度（expressivity）：是指具有相同基因型的個(gè)體之間基因表達(dá)的變化程度。

表現(xiàn)度（expressivity）

外顯率（penetrance）

孟德爾定律的擴(kuò)展等位基因間的相互作用

非等位基因間的相互作用第四章

遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義減數(shù)分裂是有性生殖生物產(chǎn)生性細(xì)胞所進(jìn)行的細(xì)胞分裂方式；而兩性性細(xì)胞受精結(jié)合(細(xì)胞融合)產(chǎn)生合子是后代個(gè)體的起始點(diǎn)。減數(shù)分裂不僅是生物有性繁殖必不可少的環(huán)節(jié)之一，也具有極為重要的遺傳學(xué)意義。保證了親代與子代之間染色體數(shù)目的恒定性。雙親性母細(xì)胞(2n)經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生性細(xì)胞(n)，實(shí)現(xiàn)了染色體數(shù)目的減半；雌雄性細(xì)胞融合產(chǎn)生的合子(及其所發(fā)育形成的后代個(gè)體)就具有該物種固有的染色體數(shù)目(2n)，保持了物種的相對穩(wěn)定。子代的性狀遺傳和發(fā)育得以正常進(jìn)行。染色體數(shù)目的恒定減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義為生物的變異提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。減數(shù)分裂中期I，二價(jià)體的兩個(gè)成員排列方向是隨機(jī)的，所以后期I分別來自雙親的兩條同源染色體隨機(jī)分向兩極，因而所產(chǎn)生的性細(xì)胞就可能會有2n種非同源染色體組合形式(染色體重組，recombinationofchromosome)。另一方面，非姊妹染色單體間的交叉導(dǎo)致同源染色體間的片段交換(exchangeofsegment)，使子細(xì)胞的遺傳組成更加多樣化，為生物變異提供更為重要的物質(zhì)基礎(chǔ)(染色體片斷重組，recombinationofsegment)。這也是連鎖遺傳規(guī)律及基因連鎖分析的基礎(chǔ)。遺傳的染色體學(xué)說孟德爾定律于1900年被重新發(fā)現(xiàn)后，大量研究的假設(shè)認(rèn)為，基因位于染色體上。其中最強(qiáng)有力的證據(jù)就是孟德爾的分離定律和獨(dú)立分配定律與減數(shù)分離過程中染色體行為的平行關(guān)系?；蚝腿旧w行為的平行性基因染色體配對

AaA分離

a自由

ABAb組合或

abaB染色體和基因的行為是平行的：染色體和基因在雜交中都保持相對的完整性和獨(dú)立性染色體和基因都是成對存在成對的染色體和基因在體細(xì)胞中都是分別來自于父母本不同對染色體和基因在形成配子時(shí)的分配都是獨(dú)立的基因和染色體行為的平行性遺傳的染色體學(xué)說1902W.Sutton(美)&T.Boveri(德)1，每一個(gè)細(xì)胞包含每一染色體的兩份拷貝以及每一基因的兩份拷貝。2，全套染色體如果孟德爾的全套基因一樣，在從親代傳遞給后代時(shí)并沒有改變。3，減數(shù)分裂時(shí)，同源染色體配對，然后分配到不同的配子中，就如同一對等位基因分離到不同的配子中。4，每一對同源染色體的兩個(gè)成員獨(dú)立地分配到相反的兩極，而不受其他同源染色體獨(dú)立分配的干擾。各對不同的等位基因也是對立分配的。5，受精時(shí)，來自卵細(xì)胞的一套染色體隨機(jī)與所遇到的一套來自精子的染色體結(jié)合，從一個(gè)親本獲得的所有基因也會隨機(jī)地和從另一親本獲得的所有基因結(jié)合。6，從受精卵分裂得到的所有細(xì)胞，其染色體的一半和基因的一半起源于母本，另一半起源于父本?；蛟谌旧w上顯微鏡技術(shù)與染色體技術(shù)的發(fā)展，使人們注意到，細(xì)胞分裂時(shí)，尤其是減數(shù)分裂中，染色體的行為和孟德爾提出的等位基因的分離規(guī)律相當(dāng)一致，所以確定基因在細(xì)胞核中，在染色體上?；虼嬖谟谌旧w上，其本質(zhì)是一段串聯(lián)排列的DNA序列，基因隨著細(xì)胞的減數(shù)分裂而分離（分離定律），又隨著減數(shù)分裂形成的雌雄配子的結(jié)合而組合（自由組合定律），同時(shí)同源基因在減數(shù)分裂的偶線期非姐妹染色單體之間發(fā)生部分DNA片段的交換，造成遺傳物質(zhì)的重組（連鎖交換定律）。第五章連鎖遺傳、性別決定和性連鎖第六章細(xì)菌與病毒的遺傳分析本章重點(diǎn)細(xì)菌和病毒的四種遺傳分析方法：轉(zhuǎn)化、接合、性導(dǎo)、轉(zhuǎn)導(dǎo)。掌握F+、F–、F'、Hfr×F+的特點(diǎn)。概念：某些細(xì)菌通過其細(xì)胞膜攝取周圍供體的染色體片段，將此外源DNA片段通過重組整合到自己染色體組的過程。1928年，格里費(fèi)斯（GriffithF.）在肺炎雙球菌中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。1944年，阿委瑞（AveryO.T.）進(jìn)行肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)；證實(shí)遺傳物質(zhì)是DNA；轉(zhuǎn)化是細(xì)菌交換基因的方法之一。一、轉(zhuǎn)化（transformation）：二、接合（conjugation）：1.概念：是指原核生物的遺傳物質(zhì)從供體（donor）轉(zhuǎn)移到受體（receptor）內(nèi)的過程。特點(diǎn)：需通過細(xì)胞的直接接觸。性導(dǎo)在大腸桿菌遺傳研究中的作用：①．分離出大量F'因子（每個(gè)F'因子攜帶有不同大腸桿菌基因）利用不同基因在一起的并發(fā)性導(dǎo)的頻率來作圖；②．通過性導(dǎo)產(chǎn)生部分二倍體確定等位基因位置、顯隱性關(guān)系；③.性導(dǎo)形成的部分二倍體可用作互補(bǔ)測驗(yàn)確定兩個(gè)突變類型是否屬于同一個(gè)基因。并發(fā)性導(dǎo)(co-sexduction):是建立遺傳圖的另一手段，兩個(gè)位點(diǎn)必須密切相連才能處在同一個(gè)F'因子上。獲得兩個(gè)位點(diǎn)間重組率每個(gè)片段的連鎖群。性導(dǎo)作圖法與轉(zhuǎn)導(dǎo)作圖法相同。第七章真核生物的遺傳分析本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、真核生物的基因組2、真核生物基因組DNA序列的復(fù)雜度3、DNA序列的類別4、衛(wèi)星DNA5、基因家族、基因簇和假基因的含義6、真核生物基因的丟失、擴(kuò)增和重排一、基因組與C值基因組：一個(gè)物種單倍體的染色體的數(shù)目及其所攜帶的全部基因稱為該物種的基因組（genome）。

C值：一個(gè)物種單倍體基因組的DNA含量是相對恒定的，它通常稱為該物種DNA的C值。不同物種之間C值相差極大。C值悖論高等生物具有比低等生物更復(fù)雜的生命活動，所以，理論上應(yīng)該是它們的C值也應(yīng)該更高。但是事實(shí)上C值沒有體現(xiàn)出與物種進(jìn)化程度相關(guān)的趨勢。并不是高等生物的C值一定高于比它低等的生物的C值。這種生物學(xué)上的DNA總量的比較和矛盾，稱為C值悖論。第二節(jié)真核生物基因組DNA序列

的復(fù)雜度遺傳學(xué)一、DNA序列的類別

（一）單拷貝序列：亦稱非重復(fù)序列，在一個(gè)基因組中只有一個(gè)拷貝或2-3個(gè)拷貝。（二）中度重復(fù)序列：中度重復(fù)序列中的重復(fù)單位平均長度約300bp，重復(fù)次數(shù)為10～102。二、衛(wèi)星DNA衛(wèi)星DNA(satelliteDNA)是一類高度重復(fù)序列

DNA在介質(zhì)氯化銫中作密度梯度離心，離心速度可以高達(dá)每分鐘幾萬轉(zhuǎn)；此時(shí)DNA分子將按其大小分布在離心管內(nèi)不同密度的氯化銫介質(zhì)中，小的分子處于上層，大的分子處于下層；從離心管外看，不同層面的DNA形成了不同的條帶。遺傳學(xué)第三節(jié)基因家族一、基因家族的類型和Alu家族１、含義：真核生物的基因組中有許多來源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的基因，這樣的一組基因稱為一個(gè)基因家族（genefamily）。２、分布可在分布在一條染色體上，也可以分布在不同染色體上。遺傳學(xué)３、分類①簡單的多基因家族；②復(fù)雜的多基因家族；③不同場合表達(dá)的復(fù)雜多基因家族（圖7-7）。遺傳學(xué)第八章遺傳重組遺傳重組遺傳重組：造成基因型變化的基因交流過程。發(fā)生：減數(shù)分裂性細(xì)胞內(nèi)，體細(xì)胞地點(diǎn)：核基因間，葉綠體基因間，線粒體基因間，重組子間；前提條件：不同基因型的遺傳物質(zhì)彼此能夠轉(zhuǎn)移。作用：保證了遺傳多樣性,為選擇奠定了物質(zhì)基礎(chǔ),是生物得以進(jìn)化發(fā)展，與突變一起是變異的來源。第二節(jié)同源重組的分子機(jī)制一.斷裂和重接模型

1937年Darlington提出二.模板選擇學(xué)說（copychoice）

BellingJ.首先提出的，1933年他又撤回了這一假設(shè)。1948年Hershey提出模板選擇學(xué)說基因重組的模型都必須解釋異源雙鏈的形成以及基因轉(zhuǎn)變往往伴隨著兩側(cè)基因重組這一現(xiàn)象。1964年美國學(xué)者RobinHolliday提出了著名的Holliday模型。同源重組的Holliday模型1、同源的非姊妹染色單體聯(lián)會；2、同源非姊妹染色單體DNA中兩個(gè)方向相同的單鏈，在DNA內(nèi)切酶作用下，在相同位置被切開；3、切開的單鏈交換重接；4、形成交聯(lián)橋結(jié)構(gòu)；5、交聯(lián)橋靠拉鏈?zhǔn)交顒友嘏鋵NA分子移動；其中互補(bǔ)堿基間形成的氫鍵從一條親本鏈改為另一條親本鏈，于是形成大段異源雙鏈DNA，稱為Holliday結(jié)構(gòu)；6、6和7結(jié)構(gòu)相同；8、鏈繞交聯(lián)橋旋轉(zhuǎn)180度；9、形成Holliday結(jié)構(gòu)的異構(gòu)體；10、依兩種方式被切斷；三、基因轉(zhuǎn)變及其分子機(jī)理（一）異常分離與基因轉(zhuǎn)變基因轉(zhuǎn)變(geneconversion)：一個(gè)基因轉(zhuǎn)變?yōu)樗牡任换虻倪z傳學(xué)現(xiàn)象。(源于基因內(nèi)重組)

1938，H.Vinkle（二）基因轉(zhuǎn)變的類型染色單體轉(zhuǎn)變：2：6或6：2分離比

減數(shù)分裂4個(gè)產(chǎn)物中，一個(gè)出現(xiàn)基因轉(zhuǎn)變半染色單體轉(zhuǎn)變：5：3；3：1：1：3

減數(shù)分裂四個(gè)產(chǎn)物中，一個(gè)或2個(gè)的一半出現(xiàn)基因轉(zhuǎn)變

減數(shù)分裂后分離：等位基因的分離發(fā)生在減數(shù)分裂后的有絲分裂中（三）基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制基因轉(zhuǎn)變的實(shí)質(zhì)：重組過程中留下的局部異源雙鏈區(qū)，在細(xì)胞內(nèi)的修復(fù)系統(tǒng)識別下不同的酶切/不酶切產(chǎn)生的結(jié)果。不同的切除會產(chǎn)生不同的結(jié)果。根據(jù)切除修復(fù)原理，基因轉(zhuǎn)變的幾種類型產(chǎn)生的分子機(jī)制可以歸納如下（圖8-8）。1．兩個(gè)雜種分子均未校正（圖8-8A）復(fù)制后出現(xiàn)異常的4＋∶4g（或3∶1∶1∶3）的分離。2．一個(gè)雜種分子校正為+，或校正為g時(shí)，則發(fā)生另一種類型的半染色單體轉(zhuǎn)變，前者修復(fù)后出現(xiàn)5∶3的分離，后者子囊孢子的異常分離比為3∶5（圖8-8B）。3．兩個(gè)雜種分子都被校正到+（或g）時(shí)（圖8-8C），修復(fù)后出現(xiàn)6＋∶2g（或2＋∶6g）的異常分離。這便是出現(xiàn)染色單體轉(zhuǎn)變的起因。4．當(dāng)兩個(gè)雜種分子都按原來兩個(gè)親本的遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)時(shí)，則減數(shù)分裂4個(gè)產(chǎn)物恢復(fù)成G-C、G-C、A-T、A-T的正常配對狀態(tài)，子囊孢子分離正常，呈現(xiàn)4＋∶4g的結(jié)果，如圖8-8D所示。五、負(fù)干涉（見P74）負(fù)干涉：兩個(gè)鄰近基因，尤其一個(gè)基因不同突變點(diǎn)間，雙交換的頻率比預(yù)期高，并發(fā)系數(shù)C>1，即一個(gè)區(qū)域的交換引起鄰近區(qū)域交換的增加。并發(fā)系數(shù)＝觀察到的雙交換率/兩個(gè)單交換率的乘積局部負(fù)干涉：負(fù)干涉的形成原因是存在并不伴隨兩側(cè)遺傳標(biāo)記重組的基因轉(zhuǎn)變。第九章核外（細(xì)胞質(zhì)）遺傳本章重點(diǎn)1.細(xì)胞質(zhì)遺傳與核遺傳的差異。2.細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)。3.質(zhì)核基因間的關(guān)系。細(xì)胞質(zhì)遺傳：由胞質(zhì)遺傳物質(zhì)引起的遺傳現(xiàn)象(又稱非染色體遺傳、非孟德爾遺傳、染色體外遺傳、核外遺傳、母性遺傳)。細(xì)胞質(zhì)基因組：所有細(xì)胞器和細(xì)胞質(zhì)顆粒中遺傳物質(zhì)的統(tǒng)稱。二、細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)：1．特點(diǎn)：①.正交和反交的遺傳表現(xiàn)不同。核遺傳：表現(xiàn)相同，其遺傳物質(zhì)由雌核和雄核共同提供；質(zhì)遺傳：表現(xiàn)不同，某些性狀表現(xiàn)于母本時(shí)才能遺傳給子代，故又稱母性遺傳。②.連續(xù)回交，母本核基因可被全部置換掉，但由母本細(xì)胞質(zhì)基因所控制的性狀仍不會消失；③.由細(xì)胞質(zhì)中的附加體或共生體決定的性狀，其表現(xiàn)往往類似病毒的轉(zhuǎn)導(dǎo)或感染，即可傳遞給其它細(xì)胞。④.基因定位困難：遺傳方式是非孟德爾遺傳，雜交后代不表現(xiàn)有比例的分離。帶有胞質(zhì)基因的細(xì)胞器在細(xì)胞分裂時(shí)分配是不均勻的。第二節(jié)母性影響一、母性影響的概念：母性影響：由核基因的產(chǎn)物積累在卵細(xì)胞中的物質(zhì)所引起的一種遺傳現(xiàn)象?！嗄感杂绊懖粚儆诎|(zhì)遺傳的范疇。二、母性影響的特點(diǎn)：下一代表現(xiàn)型受上一代母體基因的影響。第五節(jié)共生體和質(zhì)粒決定的染色體外遺傳一、共生體的遺傳：㈠、共生體（symbionts）：不是細(xì)胞生存所必需的組成部分，僅以某種共生的形式存在于細(xì)胞之中。能夠自我復(fù)制，或者在核基因組作用下進(jìn)行復(fù)制；對寄主表現(xiàn)產(chǎn)生影響，類似細(xì)胞質(zhì)遺傳的效應(yīng)。1.結(jié)構(gòu)：草履蟲(Parameciumaurelia)是一種常見的原生動物，種類很多。大核(1個(gè))，是多倍體，主要負(fù)責(zé)營養(yǎng)；小核(1~2個(gè))，是二倍體、主要負(fù)責(zé)遺傳。

2.繁殖：⑴.無性生殖：一個(gè)個(gè)體經(jīng)有絲分裂成兩個(gè)個(gè)體。㈡、草履蟲放毒型的遺傳:①．放毒型的遺傳基礎(chǔ)：細(xì)胞質(zhì)中的卡巴粒和核內(nèi)K基因，同時(shí)存在時(shí)才能保證放毒型的穩(wěn)定。②．K基因本身不產(chǎn)生卡巴粒，也不合成草履毒蟲素，僅能保證卡巴粒在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)持續(xù)存在。③．雜交試驗(yàn)：放毒型（KK＋卡巴粒）與敏感型（kk，無卡巴粒）的雜交。雜交時(shí)間短：僅交換兩個(gè)小核中的一個(gè)，未交換細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的卡巴粒，F(xiàn)1其表型不變。自體受精后基因分離純合，僅胞質(zhì)中有卡巴粒和基因型為KK的草履蟲為放毒型，其余為敏感型。放毒型敏感型放毒型敏感型雜交時(shí)間長：同時(shí)交換小核與胞質(zhì)中的卡巴粒，F(xiàn)1均表現(xiàn)為放毒型。自體受精后基因純合；無性繁殖，kk基因型中的卡巴粒漸漸丟失而成為敏感型。本章小結(jié)1.細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)：①.正、反交遺傳表現(xiàn)不同：性狀通過母本傳遞給后代。②.連續(xù)回交，可置換母本全部核基因，但母本胞質(zhì)基因及其控制的性狀不消失。③.基因定位困難，有時(shí)表現(xiàn)出類似于病毒的傳導(dǎo)或感染。④.細(xì)胞質(zhì)中由附加體或共生體決定的性狀，其表現(xiàn)類似于病毒的傳導(dǎo)或感染，即能傳遞給其它細(xì)胞。2.母性影響：母性影響所表現(xiàn)的遺傳現(xiàn)象與胞質(zhì)遺傳相似，但其本質(zhì)不同，因?yàn)槟感杂绊懖皇羌?xì)胞質(zhì)遺傳，而是F1受母本基因的影響，以后還要分離。3.胞質(zhì)遺傳的表現(xiàn)：①.葉綠體遺傳；②.線粒體遺傳；③.質(zhì)粒遺傳；④.共生體遺傳。4.胞質(zhì)遺傳與核遺傳的異同*共同點(diǎn)

*不同點(diǎn)5.胞質(zhì)基因與核基因的關(guān)系：核基因可引起質(zhì)基因突變，質(zhì)基因的存在決定于核基因，但質(zhì)基因具有一定的獨(dú)立性，能夠決定遺傳性狀的表現(xiàn)。第十章原核生物基因表達(dá)與調(diào)控本章重點(diǎn)1．基因概念及其發(fā)展2．原核生物基因表達(dá)調(diào)控水平：轉(zhuǎn)錄3．原核生物基因調(diào)控：操縱元模型㈢、分子遺傳學(xué)對基因概念的新發(fā)展

⑴．結(jié)構(gòu)基因(structuralgene)：

指可編碼RNA或蛋白質(zhì)的一段DNA序列。⑵．調(diào)控基因(regulatorgene)：

指其表達(dá)產(chǎn)物參與調(diào)控其它基因表達(dá)的基因。⑶．重疊基因(overlappinggene)：

指在同一段DNA順序上，由于閱讀框架不同或終止早晚不同，同時(shí)編碼兩個(gè)以上基因的現(xiàn)象。⑷．隔裂基因(splitgene)：

指基因內(nèi)部被一個(gè)或更多不翻譯的編碼順序即內(nèi)含子所隔裂。

內(nèi)含子(intron)：DNA序列中不出現(xiàn)在成熟mRNA的片段；

外顯子(extron)：DNA序列中出現(xiàn)在成熟mRNA中的片段。⑸．跳躍基因(jumpinggene)：

即轉(zhuǎn)座因子，指染色體組上可以轉(zhuǎn)移的基因。

實(shí)質(zhì)：能夠轉(zhuǎn)移位置的DNA片斷。

功能：在同一染色體內(nèi)或不同染色體之間移動引起插入突變、DNA結(jié)構(gòu)變異（如重復(fù)、缺失、畸變）通過表現(xiàn)型變異得到鑒別。

遺傳工程：轉(zhuǎn)座子標(biāo)簽法。⑹.假基因(pseudogene):

同已知的基因相似，處于不同的位點(diǎn)，因缺失或突變而不能轉(zhuǎn)錄或翻譯，是沒有功能的基因。

真核生物中的血紅素蛋白基因家族中就存在假基因現(xiàn)象。一種生物的整套遺傳密碼可以比作一本密碼字典,該種生物的每個(gè)細(xì)胞中都有這本字典。

為什么基因只有在它應(yīng)該發(fā)揮作用的細(xì)胞內(nèi)和應(yīng)該發(fā)揮作用的時(shí)間才能呈現(xiàn)活化狀態(tài)?

結(jié)論：必然有一個(gè)基因調(diào)控系統(tǒng)在發(fā)揮作用?；蛘{(diào)控主要在三個(gè)水平上進(jìn)行：①.DNA水平；②.轉(zhuǎn)錄水平；③.翻譯水平。基因表達(dá)調(diào)控一、轉(zhuǎn)錄的起始轉(zhuǎn)錄是原核生物基因表達(dá)的主要調(diào)控點(diǎn)。基因轉(zhuǎn)錄主要涉及兩個(gè)方面：1、RNA合成的酶系；2、RNA合成起始和終止信號。第二節(jié)原核生物基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯二、轉(zhuǎn)錄的終止（一）、終止子終止子：DNA上提供轉(zhuǎn)錄終止信號的一段DNA序列。（二）、分類：1、Rho蛋白非依賴型：強(qiáng)終止子2、Rho蛋白依賴型：弱終止子概念：基因表達(dá)的極性現(xiàn)象：在某些情況下同一轉(zhuǎn)錄單位里，由于一個(gè)基因的無義突變，阻礙了其后續(xù)基因表達(dá)的效應(yīng)．就稱為基因表達(dá)的極性現(xiàn)象。（五）、基因表達(dá)極性現(xiàn)象一、操縱子學(xué)說/操縱子模型：F.Jacob

和J.Mond（1960）提出E.coli

lac

operon(1965諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎)。操縱子：核酸分子上調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄活性的基本單元，由結(jié)構(gòu)基因、操作子（O）和啟動子（P）組成。第三節(jié)大腸桿菌乳糖操縱子調(diào)控結(jié)合RNA聚合酶結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白轉(zhuǎn)錄、翻譯、合成蛋白

promoter

structuralgenesoperator啟動基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因操縱子(operon)模型乳糖操縱子半乳糖操縱子色氨酸操縱子和色氨酸衰減作用小結(jié)1．基因概念及其發(fā)展功能單位2．原核生物基因表達(dá)調(diào)控水平：轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄起始，轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄和翻譯的耦聯(lián)3．原核生物基因調(diào)控：操縱元模型調(diào)控基因操縱子＋啟動子＋結(jié)構(gòu)基因第十一章真核生物基因表達(dá)與調(diào)控本章重點(diǎn)1．真核生物基因表達(dá)調(diào)控水平：

DNA水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控(transcriptionalregulation)

轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控(posttranscriptionalregulation)

翻譯水平的調(diào)控(translationalregulation)

翻譯后水平的調(diào)控(proteinmaturation)2．真核與原核生物基因表達(dá)調(diào)控的區(qū)別真核生物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、有核膜包被，轉(zhuǎn)錄和翻譯分別在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，RNA需進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后加工；2、真核生物基因數(shù)多，且多含內(nèi)含子，同時(shí)真核生物還有很多非編碼區(qū)；3、真核生物DNA與組蛋白形成核小體，另外還有非組蛋白，都會影響基因活性；4、真核生物為多細(xì)胞復(fù)雜有機(jī)體，不同發(fā)育階段、不同組織和器官中基因受到不同調(diào)節(jié)真核生物基因表達(dá)的調(diào)控DNA水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控(transcriptionalregulation)轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控(posttranscriptionalregulation)翻譯水平的調(diào)控(translationalregulation)翻譯后水平的調(diào)控(proteinmaturation)第一節(jié)DNA水平的調(diào)控基因刪除通過丟失染色體，丟失某些基因因而刪除這些基因的活性的現(xiàn)象稱為基因刪除。核的全能性（totipotency）：細(xì)胞核內(nèi)保存了個(gè)體發(fā)育所必需的全部基因如馬蛔蟲的受精卵細(xì)胞中只有一對染色體，但是這對染色體上有若干個(gè)著絲粒（1）受精卵發(fā)育成成體的早期階段：1個(gè)起作用（2）即將分化為體細(xì)胞的細(xì)胞中：染色體破碎基因擴(kuò)增(geneamplification)：增加基因的拷貝數(shù)非洲爪蟾卵母細(xì)胞rRNA基因卵裂時(shí)，擴(kuò)增2000倍，達(dá)1012個(gè)核糖體rRNA基因通常集中成簇存在，而不是分散于基因組中，這樣的區(qū)域稱為rDNA，如染色體的核仁組織區(qū)即為rDNA區(qū)。18S和28SrRNA基因構(gòu)成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位。在卵子形成的過程中rDNA大量擴(kuò)增的目的，就是為了產(chǎn)生大量的rRNA，組裝成核糖體，用于合成大量的蛋白質(zhì)，以滿足受精后發(fā)育的需要?；蛑嘏?generearrangement)

將一個(gè)基因從遠(yuǎn)離啟動子的地方移到距離它很近的位點(diǎn)，從而啟動轉(zhuǎn)錄的調(diào)控方式。典型例子是免疫球蛋白結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。如免疫球蛋白基因重排，多樣性編碼完整抗體蛋白的基因是在淋巴細(xì)胞分化發(fā)育過程中，由原來分開的幾百個(gè)不同的可變區(qū)基因經(jīng)選擇、組合、變化、與恒定區(qū)基因一起構(gòu)成穩(wěn)定的、為特定的完整抗體蛋白編碼的可表達(dá)的基因。這種基因重排使細(xì)胞可能利用幾百個(gè)抗體基因的片段，組合變化而產(chǎn)生能編碼達(dá)108種不同抗體的基因，其中就有復(fù)雜的基因表達(dá)調(diào)控機(jī)理。DNA甲基化(DNAmethylation)：mCpG，即“CpG島(CpG-richislands)”甲基化(methylated)程度高，基因表達(dá)降低；去甲基化(undermethylated)：基因表達(dá)增加第二節(jié)轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控最重要RNA聚合酶順式作用元件(cis-actingelement)反式作用因子(trans-actingfactor)轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控順式作用元件(cis-actingelement)影響自身基因表達(dá)活性的DNA序列非編碼序列分啟動子、增強(qiáng)子、沉默子反式作用因子(trans-actingfactor)概念：為DNA結(jié)合蛋白，核內(nèi)蛋白，可使鄰近基因開放（正調(diào)控）或關(guān)閉（負(fù)調(diào)控）通用或基本轉(zhuǎn)錄因子(generaltranscriptionfactors)—RNA聚合酶結(jié)合啟動子所必需的一組蛋白因子。TFⅡA、TFⅡB、TFⅡD、TFⅡE等

特異轉(zhuǎn)錄因子(specialtranscriptionfactors)—個(gè)別基因轉(zhuǎn)錄所必需的轉(zhuǎn)錄因子.OCT-2：在淋巴細(xì)胞中特異性表達(dá)，識別Ig基因的啟動子和增強(qiáng)子。

真核基因轉(zhuǎn)錄的結(jié)果保證了遺傳信息從DNA傳遞給RNA，因而轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控是決定細(xì)胞中RNA水平的一種重要方式。然而實(shí)驗(yàn)表明，RNA的數(shù)量、結(jié)構(gòu)甚至種類在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中并非完全相同，而且在活躍生長的細(xì)胞與靜止生長的細(xì)胞之間，RNA的情況也存在一些差異。這表明遺傳信息在轉(zhuǎn)錄后還有著多樣的選擇性，即基因表達(dá)除DNA水平和轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控外，轉(zhuǎn)錄后還將在不同情況下進(jìn)一步加工、剪切、修飾，以及改變基因表達(dá)的最終產(chǎn)物。第三節(jié)轉(zhuǎn)錄后水平的修飾轉(zhuǎn)錄后修飾的幾種方式1、剪接(splice)2、剪切(clavage)3、堿基修飾4、添加RNA前體加工內(nèi)含子的剪接RNA編輯轉(zhuǎn)錄后修飾的類型三、交替剪接RNA編輯RNA編輯概念是指轉(zhuǎn)錄后的mRNA在編碼區(qū)發(fā)生堿基插入、刪除或轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象，是在RNA水平上的修飾。例：原生動物錐蟲線粒體細(xì)胞色素C氧化酶亞基Ⅱ基因轉(zhuǎn)錄物，5’出現(xiàn)非基因組編碼的尿苷酸1．基因的概念、表達(dá)、調(diào)控和新發(fā)展：①．DNA是遺傳物質(zhì)；②．性狀受制于基因；③．基因位于染色體上。經(jīng)典遺傳學(xué)的基因：“三位一體”，即是功能、突變、重組單位。分子遺傳學(xué)的基因：保留了功能單位，發(fā)展了突變子和交換子的概念。新基因概念：重疊基因、跳躍基因、斷裂基因、假基因。本章小結(jié)2．原核生物在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上的調(diào)控：操縱元模型：乳糖操縱元，色氨酸操縱元和阿拉伯糖操縱元模型。3．真核生物的三個(gè)水平調(diào)控：

DNA水平：基因擴(kuò)增、DNA重排、DNA甲基化。轉(zhuǎn)錄水平：啟動子與轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合；轉(zhuǎn)錄強(qiáng)化子與激活子；選擇性啟動子；轉(zhuǎn)錄后水平：選擇性mRNA切割；激素的調(diào)控作用。翻譯水平：翻譯起始的調(diào)控翻譯后水平：蛋白質(zhì)的折疊、蛋白酶切割、化學(xué)修飾、蛋白質(zhì)內(nèi)含子的剪切。第十二章轉(zhuǎn)座因子的遺傳分析轉(zhuǎn)座因子是基因組內(nèi)一段相對獨(dú)立的、可移動序列，它們不必借用噬菌體或質(zhì)粒的形式就可以從基因組的一個(gè)部位直接轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部位，這個(gè)過程稱為轉(zhuǎn)座（transposition）。轉(zhuǎn)座子每次移動時(shí)攜帶著轉(zhuǎn)座必需的基因一起在基因組內(nèi)躍遷，所以轉(zhuǎn)座子又稱跳躍基因（jumpinggene）。

（1）基因組內(nèi)移動；

（2）不依賴于供體與受體間的序列關(guān)系；

（3）一般僅移動轉(zhuǎn)座子序列本身。

轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座特點(diǎn)轉(zhuǎn)座因子分類DNA轉(zhuǎn)座子直接以DNA序列某些區(qū)段作為轉(zhuǎn)座成分反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子

以RNA介導(dǎo)轉(zhuǎn)座DNA轉(zhuǎn)座根據(jù)轉(zhuǎn)座機(jī)制不同分為：

復(fù)制型轉(zhuǎn)座

轉(zhuǎn)座過程中，轉(zhuǎn)座子被復(fù)制，一個(gè)拷貝保留在原位點(diǎn)，另一份拷貝插入到新的位點(diǎn)

非復(fù)制型轉(zhuǎn)座

轉(zhuǎn)座因子直接從一個(gè)位點(diǎn)移動到受體DNA一個(gè)靶位點(diǎn)

保守型轉(zhuǎn)座

實(shí)質(zhì)是一種非復(fù)制型轉(zhuǎn)座，轉(zhuǎn)座因子所有堿基均被保留插入到靶位點(diǎn)第二節(jié)原核生物中的轉(zhuǎn)座因子插入序列轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座噬菌體一、插入序列最簡單的轉(zhuǎn)座因子，不含任何宿主基因的可轉(zhuǎn)座的DNA序列（insertionsequences,IS）。IS元件是獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單位，每個(gè)元件只編碼為自身轉(zhuǎn)座所需要的蛋白質(zhì)。IS元件的末端為短的反向末端重復(fù)序列（invertedterminalrepeats）。末端反向重復(fù)序列(Invertedrepeats,IR)ATGGGATCTTTTACCCTAGAAAAAAGATCCCATTTTCTAGGGTAIRIR在插入部位，ISDNA總是和很短的正向重復(fù)序列（directrepeats,DR)相連。但在插入之前靶部位只有這兩個(gè)重復(fù)序列中的一個(gè)。轉(zhuǎn)座后在轉(zhuǎn)座子的兩側(cè)各存在一個(gè)此序列的拷貝。轉(zhuǎn)座的結(jié)果是靶部位序列形成了兩個(gè)正向重復(fù)序列。第三節(jié)真核生物中的轉(zhuǎn)座因子果蠅基因組中的轉(zhuǎn)座子玉米基因組中的轉(zhuǎn)座子果蠅基因組中的轉(zhuǎn)座子“雜種劣育”（hybriddysgenesis）某些品系雜交子代出現(xiàn)某些異常P品系：作為父方造成雜種劣育M品系：作為母方造成雜種劣育M（♂）×P（♀）后代不育原因：P品系的細(xì)胞中有導(dǎo)致雜種劣育的遺傳因子稱為P因子。全長2907bp，兩端有31bp的反向重復(fù)序列玉米基因組中的轉(zhuǎn)座子Ac/DsSpm/dSpm

（suppressor-promotor-mutonsysytem

spm）MutatorHelitronsRetrotransposonAc/Ds1983年Fedoroff

Ac全長4565bp反向重復(fù)序列11bp一般認(rèn)為Ds是由Ac序列缺失的衍生物Ac為自主性轉(zhuǎn)座子，Ds為非自主性轉(zhuǎn)座子Ac基因組序列和轉(zhuǎn)座酶的結(jié)構(gòu)KunzeandWeil,2002第四節(jié)轉(zhuǎn)座因子的遺傳學(xué)效應(yīng)及其應(yīng)用引起染色體結(jié)構(gòu)的改變產(chǎn)生新的變異轉(zhuǎn)座子標(biāo)簽調(diào)節(jié)基因表達(dá)本章重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：1、轉(zhuǎn)座子的類型及代表性的轉(zhuǎn)座子

2、轉(zhuǎn)座的分子機(jī)制

3、轉(zhuǎn)座子的遺傳學(xué)效應(yīng)難點(diǎn)：1、轉(zhuǎn)座子引起的染色體結(jié)構(gòu)的改變

2、轉(zhuǎn)座子在基因克隆中的應(yīng)用第十三章染色體畸變

結(jié)構(gòu)和數(shù)量變異染色體結(jié)構(gòu)變異的類型1.缺失：染色體上丟失一段，其上的基因也隨之丟失的現(xiàn)象。2.重復(fù)：染色體上的某一出現(xiàn)兩次或兩次以上的現(xiàn)象(同向或反向)。缺失和重復(fù)都涉及染色體上基因數(shù)目的改變。3.倒位：染色體上某一片段顛倒180o，其上的的基因順序重排，(臂間或臂內(nèi))。4.易位：一個(gè)染色體上的一段連接到另一條染色體上，(相互，轉(zhuǎn)座等)。倒位和易位涉及染色體上基因位置的改變。染色體結(jié)構(gòu)變異的遺傳學(xué)效應(yīng)缺失與假顯性1.缺失的類型：

(1)末端缺失如果同一染色體的兩臂同時(shí)發(fā)生斷裂，而余下的兩臂斷裂端重接，可形成環(huán)狀染色體，又稱著絲粒環(huán)

(2)中間缺失染色體著絲粒一側(cè)的短臂或長臂內(nèi)發(fā)生兩處斷裂，中間片段脫離，兩端斷裂末端連接2、缺失的細(xì)胞學(xué)特征無著絲粒斷片最初發(fā)生缺失的細(xì)胞，在分裂時(shí)可見無著絲粒斷片缺失環(huán)中間缺失雜合體偶線期和粗線期（同源染色體配對）出現(xiàn)末端突出頂端缺失雜合體粗線期、雙線期，交叉未完全端化的二價(jià)體末端不等長3.缺失的遺傳學(xué)效應(yīng)（1）大片段缺失可在雜合狀態(tài)下致死，X染色體缺失則半合子一般也會致死。小片段缺失的純合體可存活

(2)假顯性(pseudodominance)：一對等位基因中的顯性基因缺失，使對應(yīng)的同源染色體上的隱性基因得以表現(xiàn)的遺傳現(xiàn)象。重復(fù)與果蠅棒眼突變1.重復(fù)類型（1）串聯(lián)重復(fù)(tandemduplication)

重復(fù)片段緊接在染色體固有的片段之后，兩者的基因順序一致

（2）反向串聯(lián)重復(fù)(reverserepeat)

重復(fù)片段與固有片段銜接在一起，但重復(fù)片段中的基因排列順序是反向的

2.重復(fù)的細(xì)胞學(xué)效應(yīng):

與正常染色體聯(lián)會，會出現(xiàn)突環(huán)。

3.重復(fù)的遺傳學(xué)效應(yīng)：重復(fù)片段大，個(gè)體生活力差，甚至死亡。①黑腹果蠅的棒眼(Bar,B)——不完全顯性性狀：正常眼(790小眼)：野生型—1×(16A1-16A6)

棒眼(68小眼)：B基因控制—2×(16A1-16A6)

棒眼突變是有X染色體上一個(gè)片段的重復(fù)造成的。超棒眼純和的棒眼很不穩(wěn)定，600~2000個(gè)子代中會出現(xiàn)一個(gè)野生型的正常復(fù)眼和一個(gè)眼睛更窄小的超棒眼。超棒眼只有45個(gè)小眼五、倒位與交換抑制倒位：染色體某一區(qū)段的正常順序顛倒了。1.倒位的類型：臂內(nèi)倒位：倒位區(qū)段發(fā)生在染色體的某一臂上。

臂間倒位：倒位區(qū)段涉及染色體的兩個(gè)臂，倒位區(qū)段內(nèi)有著絲點(diǎn)2.倒位的細(xì)胞學(xué)效應(yīng)：①倒位片段小，倒位部分不配對，其余配對；②倒位片段大，倒位部分反向與正常配對，其余不配對；③倒位片段適中：配對形成倒位環(huán)3.倒位的遺傳學(xué)效應(yīng)：交換抑制因子(crossoverrepressor)

倒位環(huán)內(nèi)非姊妹染色單體之間單交換，由交換后的染色體參與形成的配子不育[具有缺失（和重復(fù)）]，使交換的結(jié)果無法在子代中檢測出來，好象倒位抑制了交換發(fā)生的發(fā)生，故稱為“交換抑制因子”。*交換抑制因子是一種遺傳學(xué)現(xiàn)象，不是一種蛋白，也不是一種有機(jī)小分子。六、易位與假連鎖遺傳非同源染色體之間的節(jié)段轉(zhuǎn)移所引起的染色體重排，基因重一條染色體轉(zhuǎn)移到另一條染色體。1.易位的類型：①相互易位：兩條非同源染色體各產(chǎn)生一個(gè)斷裂，它們之間相互交換由斷裂形成的片段②整臂易位：非同源染色體之間整個(gè)臂的轉(zhuǎn)移或交換③羅伯遜易位近端部著絲點(diǎn)染色體在著絲粒處斷裂的整臂易位2.易位的細(xì)胞學(xué)效應(yīng)：易位雜合體，在減數(shù)分裂的粗線期出現(xiàn)“十”型結(jié)構(gòu)3.易位的遺傳學(xué)效應(yīng)（1）相互易位導(dǎo)致的半不孕性20世紀(jì)20年代，Belling絨毛黧豆和曼陀羅發(fā)現(xiàn)花粉和胚囊的半半不孕提出相互易位的假說20世紀(jì)30年代McClintock利用玉米在細(xì)胞學(xué)上證實(shí)了相互易位的假說

(2).假連鎖(Pseudolinkage)：由于相互易位，使得非同源染色體上的基因在形成配子時(shí)，不能自由組合，表現(xiàn)出類似于基因之間連鎖的表型效應(yīng)。實(shí)為易位后形成的不平橫配子致死造成的。

♀配子♂配子1↘↙↓↓↓不育不育返回♂配子2♂配子3♂配子4♀親本♂親本第二節(jié)染色體數(shù)目的改變?nèi)旧w組與染色體倍性整倍體非整倍體染色體數(shù)目異常與疾病一染色體組與染色體倍性染色體組(genome):一個(gè)正常配子中的所包含的染色體的數(shù)目,用n表示。genome也譯為基因組,指正常配子中所帶有的全部基因。廣義的基因組還包括細(xì)胞器或病毒中所包含的全部DNA或RNA。單倍體（haploid，n）：細(xì)胞核中含有一個(gè)完整的染色體組的生物體或細(xì)胞。二倍體（diploid，2n）：具有兩個(gè)染色體組的細(xì)胞或個(gè)體。

整倍體(euploid):以染色體組為基礎(chǔ),成套改變?nèi)旧w數(shù)目后形成的個(gè)體。如：n,2n,3n,4n,6n等。非整倍體(aneuploid):以二倍體為基礎(chǔ)，添加或減少幾條染色體后所形成的個(gè)體。如：2n-1,2n-2,2n+1,2n+2,2n+1+1第十四章從基因到基因工程199

1.質(zhì)粒2.目的基因3.剪切4.連接三.基因工程宿主又稱DNA重組技術(shù)，基因克隆，利用核酸酶等在體外將各種來源的DNA與載體DNA接合成一具有自我復(fù)制能力的DNA分子，轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)染到宿主細(xì)胞（細(xì)菌，酵母，動植物細(xì)胞等），表達(dá)出新的性狀。三.基因工程3.1.基因工程的誕生表達(dá)熒光蛋白酶的煙草植株1）基因工程誕生的理論基礎(chǔ)DNA是遺傳物質(zhì)中心法則生命共用同一套遺傳密碼MarshallNirenbergGobindKhorana2）.基因工程誕生的技術(shù)突破（1）限制性內(nèi)切酶（restrictionenzymes）1970年H.O.Smith等分離出第一種限制性核酸內(nèi)切酶。WernerArber理論預(yù)見限制酶DanielNathans用限制酶切得SV40DNA片斷HamiltonO.Smith得到第一個(gè)限制酶1978年Nobel生理和醫(yī)學(xué)獎類似剪刀限制酶EcoRI的識別序列GAATTC和切割位點(diǎn)。限制性核酸內(nèi)切酶:

識別DNA的特異序列，并在識別位點(diǎn)或其周圍切割雙鏈DNA的一類內(nèi)切酶。目前發(fā)現(xiàn)幾百種，切點(diǎn)各不相同。（2）DNA連接酶（ligase）1967年5個(gè)實(shí)驗(yàn)室?guī)缀跬瑫r(shí)發(fā)現(xiàn)了DNA連接酶。DNA連接酶：將斷開的磷酸二酯鍵重新結(jié)合OHP連接酶205（3）載體（vector）1972年前后使用。小分子量的環(huán)狀DNA，可在宿主細(xì)菌中大量擴(kuò)增。如：質(zhì)粒和噬菌體（4）感受態(tài)體系1970年M.Mandel和A.Higa發(fā)現(xiàn)經(jīng)過氯化鈣處理的大腸桿菌容易吸收噬菌體DNA。1972年S.Cohen發(fā)現(xiàn)這種處理過的細(xì)菌同樣能吸收質(zhì)粒DNA。噬菌體結(jié)合到細(xì)菌上3)、基因工程的誕生1980年Nobel化學(xué)獎1972年斯坦福大學(xué)的PaulBerg小組完成了首次體外重組實(shí)驗(yàn)：（1）Berg的開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)將猴空泡病毒40(SV40)的DNA片斷與

噬菌體的DNA片斷連接起來。PaulBergSV40l內(nèi)切酶L外切酶DNA末端轉(zhuǎn)移酶AAAAAATTTTTTDNA聚合酶,DNA連接酶（2）Boyer-Cohen實(shí)驗(yàn)1973年斯坦福大學(xué)的S.Cohen小組將含有卡那霉素抗性基因(Kanar)的大腸桿菌R6-5質(zhì)粒與含有四環(huán)素抗性基因(Tetr)的另一種大腸桿菌質(zhì)粒pSC101連接成重組質(zhì)粒，具有雙重抗藥性。R6-5TetrKanarStanleyCohen1986Nobel生理或醫(yī)學(xué)獎HerbBoyer3.2、基因工程的定義及其主要研究內(nèi)容在體外將核酸分子插入病毒、質(zhì)粒或其它載體分子，構(gòu)成遺傳物質(zhì)的新組合，并使之參入到原先沒有這類分子的寄主細(xì)胞內(nèi)，而能持續(xù)穩(wěn)定地繁殖?；蚬こ踢z傳工程基因操作重組DNA技術(shù)基因克隆分子克隆角度和側(cè)重點(diǎn)的不同的不同名稱（2）重組體的制備1）基因工程的主要內(nèi)容（1）目的基因的獲取從復(fù)雜的生物基因組中，經(jīng)過酶切消化或PCR擴(kuò)增等步驟，分離出帶有目的基因的DNA片斷。將目的基因的DNA片斷插入到能自我復(fù)制并帶有選擇性標(biāo)記（抗菌素抗性）的載體分子上。將重組體（載體）轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞中，并與之一起繁殖。（4）克隆鑒定（3）重組體的轉(zhuǎn)化從大量的細(xì)胞繁殖群體中，篩選出獲得重組DNA分子的受體細(xì)胞克?。ê心康幕颍?。（5）目的基因表達(dá)將目的基因在新的遺傳背景下實(shí)現(xiàn)功能表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。2）基因工程示意圖基因翻譯成目的蛋白質(zhì)蛋白生物反應(yīng)器產(chǎn)物層析產(chǎn)物離心產(chǎn)品灌裝。。。。。。。。。。。。。許多純化的步驟(1)轉(zhuǎn)基因大豆草甘膦除草劑破壞