分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能課件

1、分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能第七章基因的結(jié)構(gòu)和功能第一節(jié) 一基因一酶學(xué)說 . 芽盤移植實驗芽盤移植實驗 1902 英 Garrod.A首先研究了四種遺傳病: 黑酸尿病 白化病 胱氨酸尿病 戊糖尿病分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能Garrod: 一個突變基因一個突變基因 - - 一種代謝缺陷一種代謝缺陷 One Mutant Gene - One Metabolic BlockHomogentisic acid oxidasePhenylalanineTyrosineHomogentisic acidHydrolysis of dietary proteinsCH2CHCOOHNH2CH2CHCOOHN

2、H2HOCH2COOHHOOHCH3CCH2COOH + HOOCHC=CHCOOH O CO2 + H20正常代謝途徑 Alkaptonuria非 研究人類的先天性代謝疾病，其中有一種是尿黑酸癥 分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能1919 斯特蒂文特報告果蠅朱砂眼突變型1933年比德爾和伊弗魯西（Ephrussi）提出采用成蟲盤移植來研究細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)底物的改變對眼色的影響芽盤芽盤,成成 蟲盤蟲盤 （imaginal discs) + :鮮紅的 （bright red） v :桔黃色眼 （vermilion） cn : 橙紅色眼（cimnabar） sc : 暗紅色眼 （scarlet）。分子遺傳學(xué)基因

3、的結(jié)構(gòu)和功能表 7-1 眼成蟲盤移植實驗供體受體移植眼的顏色（1）+鮮紅（2）+鮮紅（3）+cn鮮紅（4）cn+鮮紅（5）cn橙紅（6）cn鮮紅+ 鮮紅的（bright red） ，v:桔黃色眼（vermilion） ，cn 橙紅色眼（cimnabar） ，和暗紅色眼（scarlet） 。分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能 V+基因 cn基因 st基因 前體 v物質(zhì) cn物質(zhì) 棕色眼 V+酶 cn酶 st酶 色素 野生型眼色 (鮮紅色) bw酶 黃色色素酶 se酶 前體 v+物質(zhì) cn 物質(zhì) 菊黃眼 色素 bw基因 黃色色基因 se基因 圖 7-2 果蠅眼色紅色色素合成的生化

4、途徑分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能 1952 年發(fā)現(xiàn)糖原貯積癥（Von Gierke氏?。┎∪巳狈ζ咸烟?6-磷酸酶二二. 基因基因酶學(xué)說酶學(xué)說 1941 Beadle & Tatum 提出： “ one gene one enzyme” hypothesis 乙酰鳥 鳥氨酸精 精氨琥珀 精氨琥珀 氨酸酶 氨甲酰酶 酸合成酶 酸裂解酶 N- 乙酰 鳥氨酸 瓜氨酸 精氨 精氨酸 鳥氨酸 琥珀酸 氨甲酰磷酸 天冬氨酸 圖7-4 精氨酸生物合成途徑 分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能Beadle and Tatum: 一個基因一個基因 - - 一種酶一

5、種酶 One Gene - One EnzymeX raysMMCMMMVitaminsAmino acids Purines and pyrimidines 用X射線誘導(dǎo)處理紅色面包霉，篩選出被誘導(dǎo)的突變體來進行實驗。根據(jù)遺傳分析和大量研究 ，他們認(rèn)為基因發(fā)生突變，就可能導(dǎo)致酶活性的喪失。 分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能紅色鏈孢霉實驗 (1)突變品系 基本 基本培養(yǎng)基加 培養(yǎng)基 鳥氨酸 瓜氨酸 精氨酸 arg cit orn 鳥氨酸 (Ornithine), 瓜氨酸(Citrulline)精氨酸 (Arginine)分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能紅色鏈孢霉實驗 (2)突變品系 基本 基本培養(yǎng)基加 培

6、養(yǎng)基 A C O arg cit orn A, C, O 分別為arg ,cit 和 orn突變品系的細(xì)胞提取物分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能第二節(jié)人類酶缺陷的遺傳基礎(chǔ)人類酶缺陷的遺傳基礎(chǔ)一一.半乳糖血癥半乳糖血癥（Galactosemia） Gal-1-P-UT Gal-1-P Glu-1-P UDP-Glu UDP-Gal 圖 1-3 半乳糖血癥的代謝障礙 Gal：半乳糖；Glu:葡萄糖 分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能二二. 白化病白化病（albinism） 酪氨酸酶 酪氨酸酶 酪氨酸 多巴 多巴醌 多巴色素 5,6 二羥吲哚 +蛋白質(zhì) 吲哚 5,6 醌 黑色素 黑素蛋白分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能

7、二二.苯丙酮尿癥苯丙酮尿癥（phenylketonuria, PKU） 蛋白質(zhì) 苯丙氨酸羥化酶 苯丙氨酸 酪氨酸 苯丙酮酸 分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能四. 萊一尼二氏癥（萊一尼二氏癥（Lesch-Nyhan syndrome） (自毀容貌綜合征) 鳥苷酸 次黃苷酸 HGPRT 鳥苷 次黃苷 鳥嘌呤 次黃嘌呤 HGPRT ：次黃嘌呤鳥 黃嘌呤 嘌呤 磷酸核苷轉(zhuǎn)移酶 尿酸分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能第三節(jié)第三節(jié) 遺傳咨詢和產(chǎn)前診斷遺傳咨詢和產(chǎn)前診斷一一. 遺傳咨詢遺傳咨詢（Genetic counseling）n詢問先征者先征者的完整病史病史，家族史家族史n查閱McKusick,V.A:Mendlian Inheritance in Man n是否為遺傳病，遺傳類型，發(fā)病風(fēng)險？n通過產(chǎn)前診斷，決定是否終止妊娠。分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能二.產(chǎn)前診斷（prenatal diagnosis） 指征是：（1）親體為攜帶者；（2）母親曾生育過先天性異常的嬰兒；（4）35-40歲以上的高齡孕婦；（5）曾有多次流產(chǎn)，早產(chǎn)和死胎的孕婦；（6）親體曾多次接觸過放射線 或在妊娠早期服過一些胎兒致畸藥物。分子遺傳學(xué)基因的結(jié)構(gòu)和功能采集標(biāo)本的方法：n 羊膜穿刺羊膜穿刺抽取羊水，收集胎兒脫落細(xì)胞;n 從宮頸粘液中獲取絨毛膜細(xì)胞絨毛膜細(xì)胞