專題6 遺傳的分子基礎(chǔ)(含基因診斷、基因治療等)課件

1、專題6:遺傳的分子基礎(chǔ)(含基因診斷 基因治療等) 復(fù)習(xí)要點(diǎn) 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過程 噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的原理和過程 生物的遺傳物質(zhì)(一) DNA是主要的遺傳物質(zhì)證明DNA是遺傳物 質(zhì)的兩個經(jīng)典實(shí)驗(yàn) 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 噬菌體侵染細(xì)菌一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1. 實(shí)驗(yàn)材料： S型肺炎雙球菌 R型肺炎雙球菌 小鼠 有多糖類莢膜無多糖類莢膜菌落光滑菌落粗糙使人患肺炎或使小鼠患敗血癥死亡無毒性 （一） 格里弗斯轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 2. 實(shí)驗(yàn)過程： （二） 艾弗里轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1. 實(shí)驗(yàn)材料： S型菌、R型菌 2. 設(shè)計(jì)思路： 設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)分開，單獨(dú)地直接去觀察它們的作用 3. 實(shí)驗(yàn)過

2、程： 多糖 脂類 蛋白質(zhì) RNA DNA DNA水解物S型活細(xì)菌 分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng) R型 R型 R型 R型 R型 S型 R型 R型 S型 3. 實(shí)驗(yàn)過程： 二、噬菌體侵染細(xì)菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) T2噬菌體 1. 實(shí)驗(yàn)材料： 大腸桿菌 2. 設(shè)計(jì)思路： 設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地直接去觀察它們的作用。 32P35S 方法：同位素標(biāo)記法 標(biāo)記 DNA 蛋白質(zhì) 標(biāo)記 3. 實(shí)驗(yàn)過程： 用放射性同位素32P標(biāo)記內(nèi)部DNA細(xì)菌內(nèi)有放射性子代噬菌體第一組第二組親代噬菌體35 S標(biāo)記蛋白質(zhì)32 P標(biāo)記DNA 寄主細(xì)胞內(nèi)無35S標(biāo)記蛋白質(zhì)有32P標(biāo)記DNA子代噬菌體外殼蛋白質(zhì)無35SDNA有32P標(biāo)記實(shí)

3、驗(yàn)結(jié)論DNA分子具有連續(xù)性，是遺傳物質(zhì) 4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論： (二) DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制 復(fù)習(xí)要點(diǎn) DNA分子的結(jié)構(gòu) DNA分子的復(fù)制一、DNA分子的結(jié)構(gòu)AATTGGGCCATC（1）DNA分子是由兩條平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的。（2）DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基在內(nèi)側(cè)。（3）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連結(jié)起來，形成堿基對，且遵循堿基互補(bǔ)配對原則。DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 注意：DNA分子與RNA分子的比較 核酸種類項(xiàng) 目 DNA RNA結(jié) 構(gòu)組成的基本單位堿基 嘌 呤 嘧 啶 五 碳 糖 無 機(jī) 酸規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈結(jié)構(gòu)脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸A、GA

4、、GC、TC、U脫氧核糖核糖磷 酸磷 酸因此，構(gòu)成核酸的堿基共5種，核苷酸共8種。（種類）RNA的種類：1）信使RNA（mRNA）DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，密碼子位于mRNA上。2）轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA），三葉草結(jié)構(gòu)，其頭端特定的三個堿基叫反密碼子，尾端連接特定的氨基酸，蛋白質(zhì)合成中，運(yùn)輸氨基酸。3）核糖體RNA（rRNA），與核糖體結(jié)合，是合在蛋白質(zhì)的場所。注意：脫氧核苷酸、基因、DNA、染色體的關(guān)系。脫氧核苷酸基因DNA染色體基因中脫氧核苷酸排列順序代表著遺傳信息。每個基因中含有許多脫氧核苷酸每個DNA分子含有許多個基因基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段每個染色體（不含染色單體）有一個DNA分子染色體是D

5、NA的主要載體二、DNA分子的復(fù)制實(shí)驗(yàn)研究 結(jié)論：半保留復(fù)制 DNA復(fù)制過程總結(jié) 概念：方式：特點(diǎn)：模板：原料：條件：結(jié)果：準(zhǔn)確復(fù)制原因：以親代DNA為模板，按堿基互補(bǔ)配對原則，合成子代DNA分子的過程 半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制親代DNA的每一條母鏈四種游離的脫氧核苷酸ATP、解旋酶、DNA聚合酶兩個完全相同的子代DNA分子 精確的模板；堿基互補(bǔ)配對原則時間場所模板模板去向原料能量酶產(chǎn)物特點(diǎn)有絲分裂間期或減數(shù)每一次分裂前的間期主要在細(xì)胞核，少數(shù)在線粒體、葉綠體中DNA分子兩條鏈分別進(jìn)入兩個DNA分子中游離的脫氧核苷酸ATPDNA解旋酶、聚合酶子代DNA邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制基因診斷的應(yīng)用感染性

6、疾病的病原診斷 結(jié)核病、柯薩奇B3病毒感染的心肌炎、乙型肝炎病毒（HBV）、丙型肝炎病毒（HCV），愛滋病等 各種腫瘤的生物學(xué)特性的判斷遺傳病的基因異常分析（包括產(chǎn)前診斷）器官移植組織配型 法醫(yī)學(xué)中個體識別、親子鑒定基因診斷的原理核酸分子雜交是基因診斷的最基本的方法之一。它的基本原理是：互補(bǔ)的DNA單鏈能夠在一定條件下結(jié)合成雙鏈，即能夠進(jìn)行雜交。這種結(jié)合是特異的，即嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)的原則進(jìn)行，它不僅能在DNA和DNA之間進(jìn)行，也能在DNA和RNA之間進(jìn)行。當(dāng)用一段已知基因的核酸序列作出探針，與變性后的單鏈基因組DNA接觸時，如果兩者的堿基完全配對，它們即互補(bǔ)地結(jié)合成雙鏈，從而表明被測基因組DN

7、A中含有已知的基因序列。進(jìn)行基因檢測有2個必要條件：一是必需的特異的DNA探針 二是必需的基因組DNA 當(dāng)兩者都變性呈單鏈狀態(tài)時，就能進(jìn)行分子雜交。一是必需的特異的DNA探針探針的來源有3種：（1）來自基因組中有關(guān)的基因本身，稱為基因組探針（genomic probe）；（2）從相應(yīng)的基因轉(zhuǎn)錄獲得了mRNA，再通過逆轉(zhuǎn)錄得到的探針，稱為cDNa 探針（cDNa probe）。（3）還可在體外人工合成堿基數(shù)不多的與基因序列互補(bǔ)的DNA片段，稱為寡核苷酸探針。 探針的標(biāo)記： 為了確定探針是否與相應(yīng)的基因組DNA雜交，有必要對探針加以標(biāo)記，以便在結(jié)合部位獲得可識別的信號,通常采用放射性同位素32P標(biāo)記探針的某種核苷酸磷酸基。 二是必需的基因組DNAPCR技術(shù)（1988）DNA聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)基因芯片 通過微技術(shù)手段將大量特定序列的DNA片段（探針）有序地固定在尼龍膜、玻片或硅片上，從而能大量，快速、平行地對DNA分子的堿基序列進(jìn)行測定和定量分析?；蛐酒?基因芯片在感染性疾病、遺傳性疾病和腫瘤等疾病的臨床診斷方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。 與傳統(tǒng)檢測方法相比，它可以在一張芯片同時對多個病人進(jìn)行多種疾病的檢測；無需機(jī)體免疫應(yīng)答反應(yīng)，能及早診斷，待測樣品用量??；能檢測病原微生物的耐藥性，病原微