《《醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)》第二章DNA與遺傳信息傳遞.ppt》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《《醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)》第二章DNA與遺傳信息傳遞.ppt(39頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第二章 DNA與遺傳信息傳遞 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) 堿 基 - 核 苷 - 核 苷 酸 堿基 / DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) 三聯(lián)密碼子 (Triplet Condon) DNA半保留復(fù)制 分子雜交 DN A 雙 螺 旋 結(jié) 構(gòu) 與 轉(zhuǎn) 錄 因 子 DNA序列的類型 基因 (Gene ) vs. 非基因 (Non-gene )序列 編碼 (Coding) vs.非編碼 (Non-coding)序列 單一 (Unique) vs.重復(fù) (Repetitive) 序列 基因 vs. 非基因序列 基因序列 基因組中決定蛋白質(zhì)的 DNA序列 ATG至終止密碼 可讀框 (ORF, open reading frame
2、) 非基因序列 基因組中除基因以外的全部 DNA序列 基因間 (Intergenic) DNA序列 編碼 vs. 非編碼序列 編碼序列 編碼 RNA和蛋白質(zhì)的 DNA序列 基因中的外顯子 (exon)序列 非編碼序列 基因中的內(nèi)含子 (intron)序列 +基因間序列 單一 vs. 重復(fù)序列 單一序列 在基因組中只出現(xiàn)過一次的 DNA序列 50,多數(shù)為基因序列 重復(fù)序列 在基因組中重復(fù)出現(xiàn)的 DNA序列 輕度: 2 10個(gè)拷貝; 中度: 10數(shù)百個(gè)拷貝,常為非編碼序列; 高度:數(shù)百數(shù)百萬個(gè)拷貝, tRNA、 rRNA等。 重復(fù)序列 串聯(lián) 重復(fù)序列 (tandem repetitive sequ
3、ence) 不同數(shù)目的核苷酸重復(fù)拷貝串聯(lián)在一起的高度重復(fù)序列。 2 200bp,主要為衛(wèi)星 DNA。 分散 重復(fù)序列 (interspersed repetitive sequence) 分布于基因組內(nèi)散在的重復(fù)序列,一般為中等重復(fù)序列。 衛(wèi)星 DNA:在氯化銫密度梯度離心時(shí),因?yàn)?DNA中 GC和 AT含量的 差異,在形成主帶之外還形成小的衛(wèi)星帶,這種帶的 DNA中 GC含量 少于主帶,構(gòu)成著絲粒、端粒和 Y染色體長(zhǎng)臂的染色質(zhì)區(qū)。 小衛(wèi)星 DNA (minisatellite DNA): 6 25個(gè)核苷酸單元重復(fù)組成。 微衛(wèi)星 DNA (microsatellite DNA): 26個(gè)核苷酸
4、單元重復(fù)組成。 短串聯(lián)重復(fù)序列 (STR, short tandem repeat) 作為遺傳標(biāo)記,具有多態(tài)性,與疾病有關(guān)。 衛(wèi)星 (satellite)DNA 衛(wèi)星 (satellite)DNA 分散 重復(fù)序列 短分散核酸元件 (SINE) 500 bp, 10萬拷貝; 如: Alu序列。 長(zhǎng)分散核酸元件 (LINE) 5000 7000bp, 102104拷貝; 如: Kpn I家族; 構(gòu)成轉(zhuǎn)座元件。 斷裂基因 (split gene)結(jié)構(gòu) 基因 是具有功能的 DNA序列片段。 外顯子 是基因內(nèi)的編碼序列, 內(nèi)含子 是基因內(nèi)的非編碼序 列, 側(cè)翼序列 是基因兩側(cè)非編碼區(qū)。 GT-AG法則:
5、 每個(gè)內(nèi)含子的 5端兩個(gè)核苷酸都是 GT, 3 端兩個(gè)核苷酸都是 AG,這種連接方式稱為 GT-AG法則, 是基因表達(dá)時(shí)剪接的共同機(jī)制。 基因家族 (gene family): 基因組中來源相同、結(jié)構(gòu)相 似、功能相關(guān)且常成簇存在的一組基因。 假基因 (pseudogene): 具有部分基因結(jié)構(gòu),但在進(jìn)化 中由于突變而不能活性表達(dá)產(chǎn)生蛋白。 外顯子 /內(nèi)含子 GT-AG法則 基因家族 /基因簇 珠蛋白基因家族和假基因 基因表達(dá) mRNA加工過程 加帽 (capping) 剪接 (splice) 加尾 (polyadenylation) 轉(zhuǎn)錄調(diào)控 順式作用元件 (cis-acting elemen
6、t) 是基因 (DNA)的一部分, 直接作用。 反式作用因子 (trans-acting factor) 即 轉(zhuǎn)錄因子 (transcriptional factor),是一類蛋白 質(zhì),通過與靶序列結(jié)合 或 基因表達(dá)。 順式作用元件 啟動(dòng)子 (promoter) 常位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游 100200bp內(nèi),是 RNA聚合酶結(jié)合部位,并相互作用啟動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄。 TATA box 2530bp,轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)準(zhǔn)確定位; CAAT box 7580bp,定量高效轉(zhuǎn)錄; GC box 結(jié)合 Sp1激活轉(zhuǎn)錄。 增強(qiáng)子 (enhancer) 包括啟動(dòng)子上下游的一段 DNA序列,能增強(qiáng)基 因轉(zhuǎn)錄,其作用不受距離和
7、序列方向的影響。 終止子 (terminator) 由一段回文結(jié)構(gòu)和特定的 5-AATAAA-3序 列組成,是轉(zhuǎn)錄終止和加尾信號(hào)。 順式作用元件 轉(zhuǎn)錄因子 Ap-1 NF-kB 基因突變: DNA水平遺傳物質(zhì)的變化 自然界自 發(fā) 或 實(shí)驗(yàn)室 誘發(fā) 生物進(jìn)化 遺傳病 /常見病 基因突變 (mutation) 點(diǎn)突變 (point mutation): 單個(gè)堿基置換。 轉(zhuǎn)換 /顛換 (1) 同義突變:不改變氨基或蛋白功能; (2) 錯(cuò)義突變:改變氨基酸和蛋白功能; (3) 無義突變:突變成終止密碼子,產(chǎn)生截短蛋白。 移碼突變 (frameshift mutation): 堿基的插入或缺 失 下游密
8、碼子組成框改變。 動(dòng)態(tài)突變 (dynamic mutation): 三核苷酸重復(fù)拷貝 數(shù) 。 同義突變 (same sense mutation) 野生型: AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro 突變型: AGT CAG CAG CAG TTT TTG CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro 錯(cuò)義突變 (missense mutation) 野生型: AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CC
9、G DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro 突變型: AGT CAG CAG CAG TTT TCA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Ser Arg Asn Pro 無義突變 (nonsense mutation) 野生型: AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro 突變型: AGT CAG CAG CAG TTT TGA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe 終止 移碼突
10、變 (frame shift mutation) 野生型: AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro 突變型: AGT CAG CAG CAG TTT TAC GTA ACC CGT DNA Met Gln Gln Gln Phe Tyr Val Thr Arg 動(dòng)態(tài)突變 (dynamic mutation) 野生型: AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro 突變型: AGT
11、 CAG CAG CAG CAG CAG CAG CAG CAG DNA Met Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln 動(dòng)態(tài)突變: 鄰近基因或位于基因序列中的三核苷酸重復(fù)拷貝數(shù),在一代代 傳遞過程中發(fā)生明顯的增加。 可遺傳,多引起神經(jīng)系統(tǒng)疾病,如脆性 X綜合征 (CGG)、 Huntington 舞蹈病 (CAG)和強(qiáng)直性肌營(yíng)養(yǎng)不良 (CTG)n。 脆性 X綜合征 (Fra X syndrome) 基因定位: Xq27.3 (CGG)n重復(fù)拷貝數(shù) n = 6 46 正常 n = 60 200 前突變 n = 200 230 患者 隨著世代傳遞 長(zhǎng)度增加 發(fā)病年齡提前 病情加重