基因概念的演变
01.基因学说的创立 G.Mendel(1857-1864)根据豌豆杂交试验,创立了遗传因子分离律和遗传因子独立分配律——提出了遗传因子的概念。 W.Johannsen在1909年提出了用“基因”这个术语代替Mendel的遗传因子——基因术语的提出。此时所谓的“基因”,并不代表物质实体,而是一种与细胞的任何一种可见形态结构毫无关系的抽象单位,因此那时所指的基因只是遗传性状的符号,还没有涉及基因的物质概念。 T.H.Morgan1910年的工作,头一次将代表某一特定性状的基因,同某一特定的染色体联系起来了,使得科学界普遍接受了Mendel的原理——基因与染色体联系起来。
02.基因与DNA分子 尽管基因学说得到了普遍的承认,但直到1953年Watson-CrickDNA模型提出之前,人们并不理解: a.基因的物质内容和结构特征; b.位于细胞核中的基因如何控制发生在细胞质中的生化过程; c.在细胞分裂过程中,为何基因可准确地复制自己。
证实基因就是DNA的著名实验: ①1944年美国著名的微生物学家O.T.Arery的肺炎链球菌的转化实验。 肺炎链球菌有两种不同的品系: S型——具荚膜、有毒、光滑型;R型——无荚膜、无毒、粗糙型。 SDNA+R菌培养物→R型变S型表现出毒性和荚膜。 结论:使细胞性状发生转化的因子是DNA,因此,DNA分子是遗传信息的载体。启示:在科学研究中,尤其是基础理论的研究工作中,正确地选材具有极端重要的意义。 ②1952年美国冷泉港卡内基遗传学实验室的科学家A.D.Hershey和他的学生M.Chase的同位素双标记实验(噬菌体)。用32P和35S分别标记噬菌体的内部DNA和外壳蛋白质。然后用这种带双标记的感染寄主大肠杆菌,结果发现,只有具32P标记的DNA进入寄主细胞,并重新繁殖出子代噬菌体。 结论:在噬菌体中遗传物质也是DNA,而不是蛋白质。 ③1953年J.Watson&F.Crick在M.Wilkins和R.FranklinX-射线衍射工作的基础上,建立了DNA双螺旋结构模型,解决了DNA分子的三维结构及其在遗传中的作用的问题。至此,关于基因的化学本质是DNA的结论已是公认的事实。但是必须指出,并非所有的基因都是由DNA构成的,某些动物病毒和植物病毒以及某些噬菌体等,它们的遗传体系的基础是RNA而不是DNA。A.Gierer和G.Schramm在研究烟草花叶病毒(TMV)时首先发现RNA分子能够传送遗传信息,并证明TMV病毒的RNA成分,在其感染植株的叶子中能够诱导合成新的病毒颗粒。 ④DNA半保留复制模型 证明了DNA是遗传物质和基因的载体之后,人们进而开始研究DNA分子的自我复制过程,以揭示遗传信息是怎样从亲代准确地传递到子代。DNA分子的半保留复制模型:DNA半保留复制是严格地按照碱基配对原理进行的。新合成的子代DNA忠实地保存了亲代DNA分子所携带的全部遗传信息——解决了基因自我复制问题。双螺旋模型的建立可以从基因分子水平上分析遗传与变异现象。
03.基因与DNA的多核苷酸区段 DNA分子是基因的载体,那么是否每一段DNA都是基因呢? 1.经典的基因概念: 在染色体或DNA分子上,基因是成串球似的一个挨一个地排列着,它们之间是由非遗传的物质连接起来。 2.顺反子: 顺反子的概念来自遗传学中的顺反重组试验,是确定交换片段究竟在一个基因内还是属于两个基因的试验,简言之,一个顺反子就是一个基因,多顺反子就是多个基因。 3.什么是基因?根据基因的产物,基因可分为哪三类? 基因是具有生物学功能的、在染色体上占据一定位置的一段核苷酸序列,是分子遗传的功能单位。 a.根据基因的产物,基因可分为三类: 转录并翻译编码蛋白质的基因:包括结构蛋白基因、编码酶的基因、调节基因 转录但不翻译产物的基因:包括tRNA、rRNA 不转录但有功能的DNA区段:如启动子、操纵基因 b.根据基因的连续性:连续基因、断裂基因 c.根据基因的位置相对性:位置不变的基因、移动基因(转座子) /扫码一键添加考研小助手 了解更多考研资讯/ ⬇️ |