1 / 150

遺傳物質的分子架構與特性

遺傳物質的分子架構與特性. 遺傳物質必需具備那些特點？ 1) 在 體細胞 中含量 穩定 ； 2) 在 生殖細胞 中含量 減半 ； 3) 能攜帶 遺傳資訊 ； 4) 能 正確 地自我 複製 ； 5) 能發生 變異 ；. 1869 年， F.Miescher 從 膿細胞 中萃取到一種富含磷元素的酸性化合物，稱 核素 。.

binta
Télécharger la présentation

遺傳物質的分子架構與特性

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 遺傳物質的分子架構與特性 遺傳物質必需具備那些特點？ 1)在體細胞中含量穩定； 2)在生殖細胞中含量減半； 3)能攜帶遺傳資訊； 4)能正確地自我複製； 5)能發生變異；

  2. 1869年，F.Miescher從膿細胞中萃取到一種富含磷元素的酸性化合物，稱核素。1869年，F.Miescher從膿細胞中萃取到一種富含磷元素的酸性化合物，稱核素。

  3. 1885─1900年間，Kossel、Johnew、Levene證實核酸由不同的鹼基組成。其最簡單的單體架構是鹼基-核糖-磷酸構成的核苷 酸。1929年又確定了核酸有兩種，一種是去氧核糖核酸(DNA)，另一種是核糖核酸(RNA)。

  4. ． 遺傳物質的發現 1928年Frederick Griffith轉型實驗

  5. 1944年，Avery在離體條件下完成轉型作用

  6. 人們仍不相信DNA是遺傳物質,這是由於 （1)因認為蛋白分子量大，架構複雜，二十種氨基酸的排列組合將是個天文數字，可作為一種遺傳資訊。而DNA分子量小，只含4種不同的鹼基，在當時人們一度認為不同種的有機體的核酸只有微小的差異。 （2)認為轉型實驗中DNA並未能萃取得很純，還附有其它物質。 （3)即使轉型因子確實是DNA，但也可能DNA只是對莢膜形成有著直接的化學效應，而不是充當遺傳訊息的載體。

  7. 1952年，Hershey和Chase噬菌體感染實驗

  8. 遺傳物質是DNA怎麼被證實的？

  9. RNA也是遺傳物質 1956年A.Gierer和G.Schraman發現 煙草相嵌病毒（tobacco mosaic virus,TMV），其遺傳物質是RNA。 1957年美國的Heinz Fraenkel-Conrat和B.Singre用重建實驗證實了這一結論。

  10. DNA和RNA的 化學組成及雙螺旋模型 DNA和RNA的化學組成 四種核苷酸假說︰不同DNA的成分都是相同的。1950[英]Chargaff，發現DNA的“察加夫法則”。 Alfred,Mirsky,Hars,Ris& R.Vendrely,A.Boivin兩組學人分別發現不同的生物體細胞中DNA的含量都是其配子中的兩倍。

  11. DNA雙螺旋模型的誕生 Watson &Crick建立雙螺旋模型主要是受到4個方面的影響︰ （1）1938年W.T.Astbury &Bell用X光繞射技術研 究DNA。1947年拍攝了第一張DNA的繞射 照片，並推斷DNA分子的架構是︰ 柱狀；多核苷酸是一疊扁平的核酸； 核酸鹼基取向和分子長軸垂直,間距為 3.4nm。

  12. （2)1951年Pauling和Corey運用化學的 定律來推理，而不做具體的實驗， 建立了蛋白質的α-螺旋模型； （3)晶體學人[美]J.Donoh &Chargaff 的指點。 （4)R.Franklin &Wilkins在1952年底拍 得了DNA結晶X繞射照片。

  13. 1951年，Pauling提出了蛋白質的α-螺旋架構。

  14. 1952年，Wilkins和Franklin用高度定向的DNA纖維作出高品性的X-光繞射照片1952年，Wilkins和Franklin用高度定向的DNA纖維作出高品性的X-光繞射照片

  15. 1953年，Watson和Crick提出DNA的反向平行雙螺旋模型1953年，Watson和Crick提出DNA的反向平行雙螺旋模型

  16. 1962年，Wilkins、Watson和Crick共獲諾貝拉化學獎。1962年，Wilkins、Watson和Crick共獲諾貝拉化學獎。

  17. 雙螺旋模型(double helix model) 雙螺旋模型有以下特點 (1)DNA分子由兩條的多核苷酸鏈組成， 形成雙股螺旋。 (3)兩條鏈反向平行，即兩條鏈的方向相反； (4)糖-磷酸鍵是在雙螺旋的外側，鹼基對與軸線垂直。 (5)去氧核糖與附著在糖上的鹼基近似於垂直。 (6)鹼基配對時，必須一個是嘌呤，另一個是嘧啶。 (7)DNA雙螺旋有大溝（major or widegroove）和小溝（minor or narrow groove）的存在。

  18. B型雙螺旋DNA的架構特徵

  19. B型DNA僅僅是眾多DNA雙螺旋構象中的一種。在外界條件的改變下，雙螺旋的構象也會改變。B型DNA僅僅是眾多DNA雙螺旋構象中的一種。在外界條件的改變下，雙螺旋的構象也會改變。

  20. 模型中的鹼基配對有何重要性？ A-T,G-C配對可形成很好的線性氫鍵； A-T對和G-C對的幾何形狀一樣，使雙鏈距離相近，使雙螺旋保持均一； 鹼基對處在同一平面內。不論核苷酸的順序如何，都不影響雙螺旋的架構；為DNA半保留複製奠定了基礎。

  21. DNA的架構和性質 一．DNA二級架構的穩定原素 (1)鹼基對之間的氫鍵。 (2)鹼基的堆集力。 它包括︰ 疏水作用； 凡德瓦作用力； 磷酸基的負電荷斥力；

  22. 二. 雙螺旋架構的構象變異 DNA的二級結構種類目前已知有 A，B，C，D，E，T，Z 7種。 引起DNA雙鏈構型改變有以下原素︰ （1）核苷酸順序； （2）鹼基組成； （3）鹽的種類； （4）相對濕度。

  23. Z-DNA的發現︰ 1972年 Pohl et al 發現 poly(dG-dC)在高鹽下旋光性發生改變； 1979年 Wang A.H-J(王惠鈞), A.Rich對 d(CGCGCG)單晶作X繞射分析提出Z－DNA模型

  24. 三 左旋DNA （一）Z-DNA的架構特點︰ (1)糖磷骨架呈“之”字形（Zigzag）走向。 (2)左旋。 (3)分子外形呈波形。 (4)大溝消失，小溝窄而深。 (5) 每個螺旋有12bp。

  25. 目前已知DNA雙螺旋架構可分為A、B、C、D及Z型等數種，除Z型為左手雙螺旋外，其餘均為右手雙螺旋。 Z-DNA B-DNA

  26. 四、DNA的三級架構 所謂DNA的三級架構，是指在一二架構基礎上的多聚核苷酸鏈上的捲曲。在一定意義上，是指雙螺旋基礎上的捲曲 三級架構包括鏈的扭軟和超螺旋或者是單鏈形成的環或是環類DNA中的連環體

  27. 超螺旋（Supercoied） 鬆弛型DNA （relax form）。 超螺旋（Supercoied） DNA， 負超螺旋 正超螺旋 檢測DNA三級架構的方法︰ 密度梯度離心 凝膠電泳 電子顯微鏡觀察

  28. （一）DNA的超螺旋架構

  29. 原核生物DNA的三級架構︰ 絕大多數原核生物的DNA都是共價封閉的環類雙螺旋。如果再進一步盤繞則形成麻花狀的超螺旋三級架構。

  30. DNA Restriction enzyme map

  31. 中心法則 1.自我複製︰依據中心法則，DNA可自我複製，產生新的DNA分子。 2.轉錄作用︰DNA可作為鑄模，合成RNA，DNA分子中的鹼基序列(遺傳密碼)，RNA的鹼基序列(密碼子)，這過程稱為轉錄作用。

  32. 中心法則1 3.轉譯作用︰在轉譯作用的過程中，鹼基序列所隱藏的資訊則轉換為蛋白質分子中的胺基酸序列。 4.蛋白質的合成︰DNA的遺傳資訊沿著下圖的方向流動，並藉轉錄作用和轉譯作用而合成蛋白質。蛋白質酵素可摧化各種物質的合成，而表現出遺傳性狀。

  33. DNA的複製 • DNA的複製與生物遺傳資訊的儲存 • DNA複製的要點是︰ • 1）在複製開始階段，DNA的雙螺旋拆分成兩條單鏈。

  34. 2）以DNA單鏈為模板，按照鹼基互補配對的原則, 在DNA聚合酶催化下，合成與模板DNA完全互補的新鏈，並形成一個新的DNA分子。

  35. 3) 透過DNA複製形成的新DNA分子, 與原來的DNA分子完全相同。 經過一個 複製週期後，子代DNA分子的兩條鏈中，一條來自親代DNA分子，另一條是新合成的，所以又稱為半保留複製。

  36. DNA複製過程

  37. 基因的轉錄 mRNA的合成 • 基因轉錄是以DNA為模板合成與其鹼基順序互補的mRNA的過程。 • 細胞生長週期的某個階段，DNA雙螺旋解開以其中一股為轉錄模板，在RNA聚合酶催化下，合成mRNA。mRNA不能自我複製，即其本身不能作為複製模板，因此在轉錄過程中即使出現某些差錯，也不會遺傳下去。

  38. RNA與生物遺傳資訊的表達 • 首先，DNA透過轉錄作用，將其所攜帶的遺傳資訊（基因）傳遞給 mRNA, 在三種 RNA（mRNA、tRNA和rRNA）的共同作用下，完成蛋白質的合成。

  39. 轉錄過程

  40. mRNA 是DNA的轉錄本，攜帶有合成蛋白質的全部資訊。蛋白質的生物合成實際上是以mRNA作為模板進行的。

  41. 轉譯過程

More Related