医学分子生物学王燕菲.ppt

医学分子生物学,第一章 染色体和基因,第一节 基因（Gene）的概念一、基因的生物学定义一个基因一个性状一个基因一个酶一个基因一个顺反子,二、基因的分子生物学定义,一个基因一条肽连基因：一个基因是编码有功能的蛋白质多肽链或 RNA 所必需的全部核酸序列。（通常是 DNA 序列）包括调控序列、非编码区和内含子,三、细胞基因组,细胞基因组（cellular genome）：一个细胞所有不同染色体上全部基因和基因间的 DNA 的总和。,第二节 原核生物与真核生物,一、生物种类,原核生物（prokaryote）,真核生物（eukaryote）,病毒、噬菌体介于生物与非生物之间,二、原核生物和真核生物内核酸含量、种类和功能的差异,真核细胞染色体存在细胞核,真核生物合成的mRNA要经过加工修饰,真核细胞比原核细胞含有更多的 DNA。真核细胞的核DNA是线形的，不是环状的。真核细胞的细胞器也含 DNA。线粒体，叶绿体均含有环状双螺旋的 DNA 分子。,第三节 病毒基因组,即可由DNA组成，又可由RNA组成。可以是单链的，也可是双链的。可以是环状的，也可是线状的。基因组小（HBV只有3.2kb）有重叠基因,噬菌体是连续的，无内含子。感染真核细胞的病毒有内含子。大部分编码蛋白质。功能相关的基因常集中在一起形成转录单元。单拷贝，反转录病毒有两个拷贝。,典型病毒基因组介绍,SV40 病毒基因组,乙型肝炎病毒基因组,乙型肝炎病毒颗粒,HIV 病毒颗粒,HIV 病毒基因组及蛋白质,EB病毒,第四节 细菌基因组,一、细菌染色体基因组的结构特点 一条双链环状 DNA。操纵子结构。没有内含子。绝大部分编码蛋白质。,基因无重叠现象。结构基因多为单拷贝，rRNA的基因为多拷贝。,二、大肠杆菌,（一）大肠杆菌在基因工程中的重要性 生长迅速，20分钟即可分裂一次。在基因工程上有广泛的应用。,（二）大肠杆菌遗传物质染色体 DNA 及质粒 DNA。染色体 DNA 为环状双链分子，总长度约为4.6x106 碱基对，约有基因3500个，已经定位的基因有1400多个。,大肠杆菌的基因图及与复制有关的基因,三、质粒（plasmid）,质粒：染色体外的遗传物质一般大小在几千个碱基对左右。可自我复制。可转移至其它细菌。,基因组外的DNA分子环状闭合分子能独立复制和表达宿主依赖耐药性的基础具有不相容性（DNA克隆的基础）可以是低拷贝数或高拷贝数研究最为清楚,大肠杆菌可利用性菌毛进行接合作用,细菌（细胞）通过菌毛相互接触，将质粒 DNA 从一个细菌（细胞）转移给另一个细菌（细胞）。,重组 DNA 导入受体菌,表达重组胰岛素的主要步骤,分离纯化重组胰岛素的主要步骤,第五节 真核生物基因及特点,一、真核生物基因组的一般特点 基因组庞大。DNA+蛋白质组成染色体，存于细胞核内。体细胞为双倍体。,存在许多重复序列。结构基因多为断裂基因，包括内含子及外显子。不编码区大于编码区。,原核生物和真核生物基因的不同,真核生物C值,同一物种的基因组的DNA含量总是恒定的，一个单倍体基因组中的全部DNA量称为该物种DNA的C值。,一般说随着生物进化，C值增加,二、真核生物基因组的 C 值矛盾,但在真核生物中，进化的复杂程度与C值的大小并不完全一致,三、真核生物DNA序列的类型,（一）单拷贝序列大多数基因再单倍体中是单拷贝。（二）中度重复序列（105）Alu 家族Kpn I 家族rRNA基因，tRNA基因，组蛋白基因等,断裂基因与 Alu 家族,（三）高度重复序列,重复频率很高，可达106以上，一般不转录。1，卫星 DNA（随体 DNA）着丝粒端粒,2，反向重复序列发夹结构回文结构,四、多基因家族,（一）假基因（缺正常内含子）（二）串联重复基因1，rRNA 基因2，tRNA 基因3，组蛋白基因,45S的rRNA 转录单元,五、DNA 指纹技术,（一）限制性片段长度多态性（restriction fragment length polymorphism，RFLP）（二）随机扩增的多态性 DNA（random amplified polymorphic DNA，RAPD）,镰状细胞贫血病限制性内切酶酶谱分析法,限制性片段长度多态性分析,第六节 染色质的结构,一、染色质的主要成分DNA（27%）RNA（6%）组蛋白和非组蛋白（66%）二、核小体是染色质的基本结构单位。,核小体的分子结构,核小体结构的模式图,染色体的超螺旋折叠,染色体的超螺旋折叠及电镜照片。,第七节 染色体形态、功能研究中所用术语与新技术简介,染色体分带技术染色体的基因定位荧光原位杂交染色体切割,染色体分带技术,产前诊断,