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1第一章分子遗传学的诞生与发展1、一基因一酶假说：由此Beadle和Tatum提出：基因突变会引起酶的改变，从而阻断了这个酶所催化的生化反应，造成突变型对被阻断的生化反应的产物的需要和依赖，这就是«一基因一酶»的假说。2、操纵子学说：Jacob和Monod1961年发表的操纵子理论是遗传学的一个里程碑（landmark）。•操纵基因和受它调控的结构基因丛紧密连锁、协调表达形成结构和功能统一的操纵子，整个操纵子受调节基因的调节，调节基因的产物是阻遏蛋白；在没有诱导物时，阻遏物与操纵基因结合阻遏结构基因丛的表达，当出现诱导物时阻遏物转而和诱导物结合，释出操纵基因这样RNA多聚酶得以通过操纵基因区段，导致结构基因的转录和转译。3、操纵子模型的意义：①他所做的酶活性诱导测定对当时的生物化学家来说都是个难题。②用遗传分析结果推论出分子生物学模型。③提出了蛋白质与DNA结合的概念。④描述了“阻遏物”的调节因子概念.4、PaJaMo操纵子模型的遗传学实验验证：实验原理：通过F因子，给lacI-或lacOc的突变菌输入野生型lacI或lacO基因，观察其对-半乳糖苷酶活性的影响。实验1：组成型突变lacI-lacZ+输入F菌株F’lacI+lacZ-结果成乳糖诱导型菌，说明F菌株的lacI+能弥补原菌株的lacI-缺陷，即：lacI对lacZ是反式作用（trans-acting）。实验2：组成型突变lacI+lacOclacZ+输入F菌株F’lacI+lacO+lacZ-成为组成型表达菌，说明F菌株的lacO+不能弥补原菌株的lacOc缺陷，即：lacO对lacZ是顺式作用（cis-acting）。实验3：野生型lacI+lacZ+输入F菌株超突变F’lacIslacZ+成组成型不表达，说明超突变lacIs编码的阻遏物能作用于野生型菌操纵子的O区。lacIs失去与诱导物的结合能力,不能使O区暴露,而成组成型不表达证明阻遏蛋白能够与lacO结合：放射性标记阻遏蛋白+LacO+DNA在甘油梯度中混合沉降出现有放射性的DNA带；放射性标记阻遏蛋白+LacOcDNA在甘油梯度中混合沉降出现的DNA带没有放射性，证明阻遏蛋白与LacO+DNA结合。第二章原核生物基因组第一节组织与结构特点1、原核生物基因组特点：1。小，单一DNA复制起点，整个基因组为一个复制子2。具单一染色体，成环状3。非全长与蛋白结合4。很少重复序列,很少无特定功能的不编码序列.25。功能密切相关基因成操纵子或高度集中，并常转录成多顺反子mRNA.2、大肠杆菌基因组中的操纵子：功能相关的基因前后相连，上游加上启动子和操纵基因构成协同转录的遗传单位---操纵子。3、大肠杆菌基因组：总共有2584个操纵子.约73%操纵子只含一个基因,16.6%含2个基因,4.6%含3个基因,6%含4个及以上基因4、重叠基因OverlappingGenes：是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分。5、基因重叠的方式：1)内含:E基因在D基因之内,B基因在A基因之内：2)首尾重叠：3)三个基因的三重重叠(ABK)，4)反向重叠:5)操纵子重叠：第二节原核生物转座遗传因子1.转座遗传因子（transposablegeneticelements）：是指不顾常规的遗传重组法则（即不依赖于序列的同源重组）而把彼此无关的DNA片段连在一起从而在细菌或高等生物的染色体以及染色体以外DNA分子之间来回转移位置的DNA片段。2.极性突变(polaritymutation)：即在操纵子中,一个结构基因发生突变后,不但影响该基因的表达,还影响下游基因的表达,但如果下游基因发生突变则不影响上游基因的表达,这种作用上有方向性的突变称为极性突变.3.极性突变不是缺失突变、不是点突变、不是碱基对替换所致：•1.这些极性突变能够发生恢复突变,所以不可能是缺失突变;•2.其恢复突变率不因诱变剂的处理而提高,说明它们不是点突变;•3.它们不被碱基类似物所恢复,所以不是碱基对的替换所致.4.原核生物转座成分---类别：插入序列insertedsequence,IS：除带有与转座有关基因外不带有任何其他基因的转座因子。转座子transposon，Tn：除带有与转座有关基因外,还带有其他基因的转座因子叫做转座子。转座噬菌体mutatorphage，Mu：这种噬菌体能插入染色体许多位置；在宿主细胞中引起插入突变。5．用转移性质粒，非转移性质粒检测转座子的存在。6．复制转座模型必须说明：共联体，复制转座，靶子重复序列,内部解离位点.等已知现象7．转座子的遗传学效应：引起出现新插入突变。插入位置上出现新基因。引起缺失、倒位、重复。原来位置上保持或切离着原有的转座子。造成插入位置上受体DNA形成正向重复序列。调节基因活动的开关。增加同源序列的整合。8．检测转座子存在的：9．原核生物的转座模型：10．非复制型转座模型：3第三章真核生物基因组第一节真核生物基因组1、真核生物基因组特点：•1.包裹若干染色体，不呈环状。•2。基因组大。（细菌4.6x106,真核108-10bp)每一染色体有许多复制起点，有多个复制子。•3。DNA全长与组蛋白稳定结合。•4。有相当大部分重复序列。及短串重复。•5。具有大部分不编码序列。•6。具需要时以可控方式重排和扩增。•7。一mRNA转译一多肽，单顺反子,无操纵子。•8。转录，翻译不偶联。•9.真核生物除核基因组，还有生命必须的细胞器基因组。2、C值悖理：物种的C值和它进化复杂性之间没有严格对应关系，这称为C值悖理(Cvalueparadox)，•复性动力学•动力学复杂长度•化学复杂长度•重复频率•重复序列：•卫星DNA(satelliteDNA)•α-卫星DNA(α-satelliteDNA)•γ-卫星DNA(γ-satelliteDNA)3、不同序列的总长度称为序列复杂性：4、根据碰憧理论及所得数据可得两个结论:1.无重复序列，C0t1/2与基因组大小成正比2.在有重复序列的复性反应中，C0t1/2不因其基因组大小而增减,而与DNA序列重复频率成反比.5、卫星DNA(SatelliteDNA)：卫星DNA是一类高度重复序列许多真核基因组DNA切成数千bp后,经CSCl密度梯度离心,除形成一条主带外,往往形成卫星带,卫星带中的DNA称为卫星DNA.6、Alu家族：在人类短分散重复序列中Alu成分约占1/3—1/2.每一重复序列为300bp,经Alu1内切酶可切成130和170的两个片段,因有Alu1内切酶切点AGCT,故称Alu家族。7、基因家族genefamily：同一物种或不同物种中具有一致的或相似的顺序组成的基因成员:即功能和结构相似的一系列基因。①基因簇（genecluster）：同一基因家族成簇地集中在彼此靠近成串排列在一起的串联重复基因。如组蛋白基因家族就成簇地集中在第7号染色体长臂3区2带到3区6带区域内；4②基因家族：不同成员成簇地分布不同染色体上，这些不同成员编码一组功能上紧密相关的蛋白质，如珠蛋白基因家族。8、基因家族类别：1.简单的多基因家族：如5sRNA基因1-2千/1Ch.rRNA基因200次2.复杂的多基因家族：如hDNA组蛋白基因丛1200次3.不同场合表达的多基因家族：如珠蛋白基因4.假基因pseudogene9、假基因(pseudogene)：指具有与功能基因相似的序列，但由于有许多突变导致失去了原有的功能，所以假基因是没有功能的基因，常用ψ表示。10、假基因的由来：假基因与有功能的基因同源,原来也可以是有功能的基因,经重复,且重复基因在结构上发生了较大变化，因而失去了功能，这些基因便形成假基因。（重复基因命运的一种）第二节断裂基因（SpliteGene）1.发现基因断裂现象：1977[美]麻省理工学院夏普Sharp博士&冷泉港实验室罗伯茨Roberts，在冷泉港研讨会上发表了可以看到这种环状突起的电子显微镜拍摄的照片。即在猴类病毒SV40和腺病毒adenovirus）中发现断裂基因(splitgene)。2.割裂基因（splitgene）：是指基因的编码序列被非编码序列割裂开来，在编码序列中间插入了许多间隔序列,这种间隔序列是不编码氨基酸的序列,称为内含子(intron).3．剪接splicing：.将前体RNA中由内含子部分转录的RNA序列(居间序列IVS)被切除,并由外显子部分转录的RNA序列连接起来,这一过程称为剪接splicing.4．在剪接中，有两种基本的机理：1.核内前体tRNA中内含子切除是依靠具有自我剪接能力的内含子切割和连接反应来进行。2.除了核内前体tRNA中的内含子以外,其它所有内含子均由«转酯反应»剪接的.5．基因的选择性剪接：应用同样的pre-mRNA来产生具有不同结合方式外显子的mRNAs.6．选择性剪接以多种方式进行：(1)利用不同的外显子(2)两个相互排斥的外显子的剪接(3)半个起始位点，多个加poly(A)位点(4)多个5’剪接位点竞争同一3’剪接位点(5)内含子保留和框式外显子(6)非剪接位点的序列参与调节7．外显子的扑获（exontrapping）：1.设计带有一套完整的剪接位点的外显子和内含子序列---剪接盒载体.2.当外源片段也带有剪接体和受体位点，剪接即进行.3.再利用载体上的已知序列为引物，反转录PCR合成cDNA,该cDNA即为所要捕获的外显子8．断裂基因的意义：①有利于储存较多的信息，增加信息量：一般说，一个基因只转录出一种mRNA，但是一些断裂基因以不同的剪接方式可以产生两种以至多种mRNA，于是编码不同功能的多肽。②有利于变异和进化：虽然单个碱基的改变有时可以引起氨基酸的变更而造成蛋白质5的变化，但是很难产生重大改变而形成新的蛋白质。更何况如这些单个碱基突变发生在密码子第三位上往往是沉默的，于是大大地降低了突变的效应。而在断裂基因中如果突变发生在内含子与外显子结合部位，那么就会造成剪接方式的改变，结果使蛋白质结构发生大幅度的变化，从而加速进化。③增加重组机率：内含子有可能不断地增减造成新的剪接方式，一方面形成新的基因，另一方面在剪接过程中无疑地会增加重组频率；同时在断裂基因中，由于内含子的存在，基因长度增加，于是也增加了重组频率。④可能是基因调控装置：内含子可能在基因表达中有一定的调控作用，在基因转录水平上以及在合成了mRNA以后的加工过程中起着调控基因表达的作用。第三节真核生物转座因子1.Ac能自主转座,而Ds不能自主转座。2.Ac因子的分离。Wx(蜡质基因）的分离。3.Spm和Ac家族之间功能相似也有区别。以上请看书、笔记！4。用转座子DNA做为标签（探针）克隆发生插入突变的基因，即转座子标签法transposontagging。操作思路：1）用具有转座子的亲本杂交•2）对子代进行突变体筛选•3）用突变株DNA构建基因文库•4）用转座子做探针分离突变基因中Tn•5）对筛选的Tn两端序列,亚克隆,作探针•6）筛选野生基因文库获得所要基因5.标签法使用条件：1。亲本之一必需含有活跃的转座子。2。所用Tn为已分离与克隆的—即序列已知。3。需进一步监定克隆基因（因为转座子不仅插入目的基因这一处）。4。要获得目的性状突变株，需要对子代进行。大量筛选,因为突变株出现频率为10-4—10-6,该频率和不稳定性是选择突变株的依据。6.异源植物中转座子标签研究。第四章癌基因和抑癌基因的遗传与变异1.癌基因（oncogene）：即能在体外引起细胞转化，在体内诱发肿瘤的基因（viraloncogene,v-onc)。2.原癌基因(proto-oncogene)：“即致癌活性基因的无活性原型，或细胞癌基因c-onc”.病毒癌基因都在细胞中发现了它的同源序列，这些序列被称为细胞癌基因(Cellularoncogene,c-onc)。3、原癌基因表达的特点：1）、正常细胞中原癌基因的表达水平一般较低，而且是受生长调节的，其表达主要有三个特点：①具有分化阶段特异性；②细胞类型特异性；③