基因的結(jié)構(gòu)課堂教學(xué)

1、制作人:馬騰宇制作人:馬騰宇無(wú)論是核基因還是質(zhì)基因，都能夠儲(chǔ)存、傳遞無(wú)論是核基因還是質(zhì)基因，都能夠儲(chǔ)存、傳遞和表達(dá)遺傳信息，也都可能發(fā)生突變，從而決和表達(dá)遺傳信息，也都可能發(fā)生突變，從而決定生物體的性狀。基因之所以能夠行使這些重定生物體的性狀?；蛑阅軌蛐惺惯@些重要功能，是與它的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系的。那么，要功能，是與它的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系的。那么，基因的結(jié)構(gòu)究竟是怎樣的呢基因的結(jié)構(gòu)究竟是怎樣的呢原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)相同嗎原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)相同嗎? ? ?什么是基因呢什么是基因呢 ? ?基因基因是有遺傳效應(yīng)的片段是有遺傳效應(yīng)的片段制作人:馬騰宇高高 三三 生生 物物第二節(jié)第二節(jié)

2、基因的結(jié)構(gòu)基因的結(jié)構(gòu)第三章第三章 遺傳與基因工程遺傳與基因工程制作人:馬騰宇一、原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)一、原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)能夠轉(zhuǎn)錄為相應(yīng)的信能夠轉(zhuǎn)錄為相應(yīng)的信使使RNA，進(jìn)而指導(dǎo)蛋，進(jìn)而指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，也就是白質(zhì)的合成，也就是說(shuō)能夠編碼蛋白質(zhì)說(shuō)能夠編碼蛋白質(zhì) 編碼區(qū)上游 編碼區(qū)下游 與與RNA聚酶聚酶結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)子終止子不能轉(zhuǎn)錄不能轉(zhuǎn)錄為信使為信使RNA，不能編碼不能編碼蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 不能轉(zhuǎn)錄不能轉(zhuǎn)錄為信使為信使RNA，不，不能編碼蛋能編碼蛋白質(zhì)白質(zhì) 制作人:馬騰宇一、原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)一、原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)上游 編碼區(qū)下游 與與RNA

3、聚酶聚酶結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)子終止子RNA聚合酶能夠識(shí)別調(diào)控序列中的結(jié)合位點(diǎn)，并與其聚合酶能夠識(shí)別調(diào)控序列中的結(jié)合位點(diǎn)，并與其結(jié)合。轉(zhuǎn)錄開始后，結(jié)合。轉(zhuǎn)錄開始后，RNA聚合酶沿聚合酶沿DNA分子移動(dòng)，并與分子移動(dòng)，并與DNA分子的一條鏈為模板合成分子的一條鏈為模板合成RNA。轉(zhuǎn)錄完畢后，。轉(zhuǎn)錄完畢后，RNA鏈釋放出來(lái)，緊接著鏈釋放出來(lái)，緊接著RNA聚合酶也從聚合酶也從DNA模板鏈上脫落模板鏈上脫落下來(lái)。下來(lái)。制作人:馬騰宇二、真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)二、真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)與與RNA聚酶聚酶結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)內(nèi)含子內(nèi)含子 外顯子外顯子 能夠編碼能夠編碼蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的序列叫做序列叫

4、做外顯子外顯子 不能夠編不能夠編碼蛋白質(zhì)碼蛋白質(zhì)的序列叫的序列叫做內(nèi)含子做內(nèi)含子 啟動(dòng)子終止子不能轉(zhuǎn)錄不能轉(zhuǎn)錄為信使為信使RNA，不能編碼不能編碼蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 不能轉(zhuǎn)錄不能轉(zhuǎn)錄為信使為信使RNA，不能編碼不能編碼蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 非編碼區(qū)與內(nèi)含子都是基因結(jié)構(gòu)中不能非編碼區(qū)與內(nèi)含子都是基因結(jié)構(gòu)中不能編碼蛋白質(zhì)的序列編碼蛋白質(zhì)的序列,它們有哪些不同它們有哪些不同內(nèi)含子能轉(zhuǎn)內(nèi)含子能轉(zhuǎn)錄為信使錄為信使RNA?編碼區(qū)上游 編碼區(qū)上游 制作人:馬騰宇外顯子和內(nèi)含子 真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn) 編碼區(qū)是間隔的、不連續(xù)的。編碼區(qū)是間隔的、不連續(xù)的。 外顯子外顯子:在編碼區(qū)能夠編碼蛋白質(zhì)的

5、序列在編碼區(qū)能夠編碼蛋白質(zhì)的序列 內(nèi)含子內(nèi)含子:在編碼區(qū)不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列在編碼區(qū)不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列 真核細(xì)胞中，外顯子和內(nèi)含子數(shù)目不同真核細(xì)胞中，外顯子和內(nèi)含子數(shù)目不同蛋白質(zhì)堿基外顯子內(nèi)含子氨基酸-球蛋白球蛋白170017003 32 2146146凝血因子凝血因子18600186002626252525522552制作人:馬騰宇外顯子外顯子的堿基對(duì)在整個(gè)基因堿基對(duì)中所占的的堿基對(duì)在整個(gè)基因堿基對(duì)中所占的比例比例 ?如：人的血紅蛋白中，有一種蛋白質(zhì)叫做如：人的血紅蛋白中，有一種蛋白質(zhì)叫做珠蛋白，它的基珠蛋白，它的基因有因有1700個(gè)堿基對(duì)，其中有個(gè)堿基對(duì)，其中有3個(gè)外顯子和個(gè)外顯子和

6、2個(gè)內(nèi)含子，能夠編個(gè)內(nèi)含子，能夠編碼碼146個(gè)氨基酸，其個(gè)氨基酸，其外顯子外顯子的堿基對(duì)在整個(gè)基因堿基對(duì)中所占的堿基對(duì)在整個(gè)基因堿基對(duì)中所占的比例是多少的比例是多少 人的一種凝血因子的基因，在它的人的一種凝血因子的基因，在它的186000個(gè)堿基對(duì)中，有個(gè)堿基對(duì)中，有26個(gè)外顯子和個(gè)外顯子和25個(gè)內(nèi)含子，能夠編碼個(gè)內(nèi)含子，能夠編碼2552個(gè)氨基酸，其個(gè)氨基酸，其外顯子外顯子的堿基對(duì)在整個(gè)基因堿基對(duì)中所占的比例是多少的堿基對(duì)在整個(gè)基因堿基對(duì)中所占的比例是多少 =26%25523186000100%=4%制作人:馬騰宇區(qū)別點(diǎn)原核細(xì)胞的基因真核細(xì)胞的基因編碼區(qū)連續(xù)編碼區(qū)間隔，

7、不連續(xù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)復(fù)雜相同點(diǎn)都有編碼區(qū)、非編碼區(qū)，在非編碼區(qū)都有調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核苷酸序列，在編碼區(qū)的上游均有RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)。原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)比較：原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)比較：制作人:馬騰宇制作人:馬騰宇20世紀(jì)科學(xué)史的三個(gè)里程碑制作人:馬騰宇人類基因組計(jì)劃的由來(lái)1. 1984年, 在美國(guó)Alta Utah召開的專業(yè)會(huì)議上，一些科學(xué)家已開始討論對(duì)人類基因組 進(jìn)行全序列分析的前景。2. 1986年，美國(guó)科學(xué)家在“Science”上發(fā)表短文，首次提出人類基因組計(jì)劃的設(shè)想，并建議組織國(guó)家級(jí)和國(guó)際級(jí)的項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行這方面的研究。3. 1988年4月，國(guó)際人類基因組織（HUGO）成

8、立。4. 1990年10月由美國(guó)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)正式啟動(dòng) 研究，隨后法國(guó)、英國(guó)、意大利、德國(guó)、日本等也相繼宣布開始各自的 研究。中國(guó)于1987年在“863計(jì)劃”中開始設(shè)立人類基因組研究課題。 制作人:馬騰宇人類基因組計(jì)劃的目標(biāo)制作人:馬騰宇人類基因組 人類基因組是指人體人類基因組是指人體DNADNA分子所攜帶的全部遺傳信分子所攜帶的全部遺傳信息。人的單倍體基因組有息。人的單倍體基因組有2424條雙鏈的條雙鏈的DNADNA分子組成（包分子組成（包括括1 12222號(hào)染色體和號(hào)染色體和X X、Y Y染色體染色體DNADNA），上面有），上面有3030億個(gè)億個(gè)堿基對(duì)，估計(jì)有堿基對(duì)，估計(jì)有3 35 5萬(wàn)個(gè)基因

9、。萬(wàn)個(gè)基因。制作人:馬騰宇制作人:馬騰宇人類基因組計(jì)劃的內(nèi)容人類基因組計(jì)劃的內(nèi)容 人類基因組計(jì)劃就是分析測(cè)定人類基因組的核苷酸序列。主要內(nèi)容包括繪制人類基因組的四張圖：遺傳圖、物理圖、序列圖和轉(zhuǎn)錄圖。制作人:馬騰宇人類基因組研究的應(yīng)用總論人類基因組研究的應(yīng)用總論制作人:馬騰宇人類基因組研究在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用人類基因組研究在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用1.對(duì)特殊疾病基因的確定 比如，杜興肌營(yíng)養(yǎng)不良、慢性肉芽腫、視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、亨廷頓氏舞蹈癥和家族性早老年癡呆癥等基因就是依賴于人類基因組計(jì)劃的實(shí)施。2.有利于優(yōu)生和產(chǎn)前診斷在不久的將來(lái)，胎兒期的檢測(cè)也許能夠預(yù)測(cè)一般的常見病，比如：肥胖癥、抑郁癥和心臟病等。應(yīng)用遺傳座位

10、專一性的分子探針，可檢測(cè)出疾病基因的攜帶者，將使父母了解其子女出現(xiàn)遺傳缺陷的危險(xiǎn)程度。制作人:馬騰宇人類基因組研究在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用人類基因組研究在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用3.加強(qiáng)對(duì)癌癥的認(rèn)識(shí)和治療尋找與癌癥相關(guān)的基因的研究是當(dāng)前醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。人類基因組計(jì)劃將會(huì)大大地促進(jìn)這方面的研究。一旦確定了易感基因，就可以進(jìn)行癌前或早期癌癥的特殊監(jiān)護(hù)和治療。4.有利于醫(yī)學(xué)生物學(xué)的研究指導(dǎo)人類有效地利用病毒載體進(jìn)行基因治療，進(jìn)行基因診斷、個(gè)別識(shí)別、親子鑒定、組織配型、發(fā)育進(jìn)化等，可以為遺傳性疾病、易感性疾病、放射性疾病和感染性疾病的預(yù)后以及分子水平上的診斷、預(yù)防和治療提供依據(jù). 制作人:馬騰宇人類基因組研究在基礎(chǔ)理論研究上的應(yīng)用人類基因組研究在基礎(chǔ)理論研究上的應(yīng)用1.利于研究基因的功能以及它們相互之間在表達(dá)和調(diào)控機(jī)制方面的聯(lián)系；2.利于從整個(gè)基因組結(jié)構(gòu)的宏觀水平上理解基因轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控；3.利于了解各種重復(fù)序列和非轉(zhuǎn)錄序列在染色體結(jié)構(gòu)、DNA復(fù)制、基因轉(zhuǎn)錄等；4.利于從三維空間的角度來(lái)研究真核基因的調(diào)控；5.利于對(duì)該基因的蛋白產(chǎn)物及其細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)進(jìn)行深入的研究；6.利于確立有重要功能意義的基因組組構(gòu)的特征；7.利于發(fā)現(xiàn)新的基因和蛋白質(zhì)。 制作人:馬騰宇1. 生物進(jìn)化研究 人類基因組記載著人類的