医学遗传学DNA与遗传信息传递课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,医学遗传学DNA与遗传信息传递,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,医学遗传学DNA与遗传信息传递,*,第二章,DNA,与遗传信息传递,医学遗传学DNA与遗传信息传递,1,第二章 DNA与遗传信息传递医学遗传学DNA与遗传信息传,DNA,双螺旋结构,医学遗传学DNA与遗传信息传递,2,DNA双螺旋结构医学遗传学DNA与遗传信息传递2,碱基,-,核苷,-,核苷酸,医学遗传学DNA与遗传信息传递,3,碱基-核苷-核苷酸医学遗传学DNA与遗传信息传递3,碱基,/,DNA,双螺旋结构,医学遗传学DNA与遗传信息传递,4,碱基/DNA双螺旋结构医学遗传学DNA与遗传信息传递4,三联密码子,(Triplet Condon),医学遗传学DNA与遗传信息传递,5,三联密码子(Triplet Condon)医学遗传学DNA与,DNA,半保留复制,医学遗传学DNA与遗传信息传递,6,DNA半保留复制医学遗传学DNA与遗传信息传递6,分子杂交,医学遗传学DNA与遗传信息传递,7,分子杂交医学遗传学DNA与遗传信息传递7,DNA,双螺旋结构与转录因子,医学遗传学DNA与遗传信息传递,8,DNA双螺旋结构与转录因子医学遗传学DNA与遗传信息传递8,DNA,序列的类型,基因,(Gene)vs.,非基因,(Non-gene),序列,编码,(Coding)vs.,非编码,(Non-coding),序列,单一,(Unique)vs.,重复,(Repetitive),序列,医学遗传学DNA与遗传信息传递,9,DNA序列的类型基因(Gene)vs.非基因(No,基因,vs.,非基因序列,基因序列,基因组中决定蛋白质的,DNA,序列,ATG,至终止密码,可读框,(ORF,open reading frame),非基因序列,基因组中除基因以外的全部,DNA,序列,基因间,(Intergenic)DNA,序列,医学遗传学DNA与遗传信息传递,10,基因 vs.非基因序列基因序列医学遗传学DNA与遗传信息传,编码,vs.,非编码序列,编码序列,编码,RNA,和蛋白质的,DNA,序列,基因中的外显子,(exon),序列,非编码序列,基因中的内含子,(intron),序列,+,基因间序列,医学遗传学DNA与遗传信息传递,11,编码 vs.非编码序列编码序列医学遗传学DNA与遗传信息传,单一,vs.,重复序列,单一序列,在基因组中只出现过一次的,DNA,序列,50,，多数为基因序列,重复序列,在基因组中重复出现的,DNA,序列,轻度：,2,10,个拷贝；,中度：,10,数百个拷贝，常为非编码序列；,高度：数百数百万个拷贝，,tRNA,、,rRNA,等。,医学遗传学DNA与遗传信息传递,12,单一 vs.重复序列单一序列医学遗传学DNA与遗传信息传递,重复序列,串联,重复序列,(tandem,repetitive sequence,),不同数目的核苷酸重复拷贝串联在一起的高度重复序列。,2,200bp,，主要为卫星,DNA,。,分散,重复序列,(interspersed,repetitive sequence,),分布于基因组内散在的重复序列，一般为中等重复序列。,医学遗传学DNA与遗传信息传递,13,重复序列串联重复序列(tandem repetitive s,卫星,DNA,：在氯化铯密度梯度离心时，因为,DNA,中,GC,和,AT,含量的差异，在形成主带之外还形成小的卫星带，这种带的,DNA,中,GC,含量少于主带，,构成着丝粒、端粒和,Y,染色体长臂的染色质区,。,小卫星,DNA(minisatellite DNA):,6,25,个核苷酸单元重复组成。,微卫星,DNA(microsatellite DNA):,26,个核苷酸单元重复组成。,短串联重复序列,(STR,short tandem repeat),作为遗传标记，具有多态性，与疾病有关。,卫星,(satellite)DNA,医学遗传学DNA与遗传信息传递,14,卫星DNA：在氯化铯密度梯度离心时，因为DNA中GC和AT含,卫星,(,satellite,),DNA,医学遗传学DNA与遗传信息传递,15,卫星(satellite)DNA医学遗传学DNA与遗传信息传,分散,重复序列,短分散核酸元件,(SINE),500 bp,10,万拷贝；,如：,Alu,序列。,长分散核酸元件,(LINE),5000,7000bp,10,2,10,4,拷贝；,如：,Kpn,I,家族；,构成转座元件。,医学遗传学DNA与遗传信息传递,16,分散重复序列短分散核酸元件(SINE)医学遗传学DNA与,断裂基因,(,split gene,),结构,医学遗传学DNA与遗传信息传递,17,断裂基因(split gene)结构医学遗传学DNA与遗传信,基因,是具有功能的,DNA,序列片段。,外显子,是基因内的编码序列，,内含子,是基因内的非编码序列，,侧翼序列,是基因两侧非编码区。,GT-AG,法则：,每个内含子的,5,端两个核苷酸都是,GT,，,3,端两个核苷酸都是,AG,，这种连接方式称为,GT-AG,法则，是基因表达时剪接的共同机制。,基因家族,(gene family),：,基因组中来源相同、结构相似、功能相关且常成簇存在的一组基因。,假基因,(pseudogene),：,具有部分基因结构，但在进化中由于突变而不能活性表达产生蛋白。,医学遗传学DNA与遗传信息传递,18,基因是具有功能的DNA序列片段。医学遗传学DNA与遗传信息传,外显子,/,内含子,GT-AG,法则,医学遗传学DNA与遗传信息传递,19,外显子/内含子GT-AG法则医学遗传学DNA与遗传信息传递1,基因家族,/,基因簇,医学遗传学DNA与遗传信息传递,20,基因家族/基因簇医学遗传学DNA与遗传信息传递20,珠蛋白基因家族和假基因,医学遗传学DNA与遗传信息传递,21,珠蛋白基因家族和假基因医学遗传学DNA与遗传信息传递21,基因表达,医学遗传学DNA与遗传信息传递,22,基因表达医学遗传学DNA与遗传信息传递22,mRNA,加工过程,医学遗传学DNA与遗传信息传递,23,mRNA加工过程医学遗传学DNA与遗传信息传递23,加帽,(capping),医学遗传学DNA与遗传信息传递,24,加帽(capping)医学遗传学DNA与遗传信息传递24,剪接,(splice),医学遗传学DNA与遗传信息传递,25,剪接(splice)医学遗传学DNA与遗传信息传递25,加尾,(polyadenylation),医学遗传学DNA与遗传信息传递,26,加尾(polyadenylation)医学遗传学DNA与遗,转录调控,顺式作用元件,(,cis,-acting element),是基因,(DNA),的一部分，,直接作用。,反式作用因子,(,trans,-acting factor),即,转录因子,(transcriptional factor),，是一类蛋白质，通过与靶序列结合或 基因表达。,医学遗传学DNA与遗传信息传递,27,转录调控顺式作用元件(cis-acting element),顺式作用元件,启动子,(promoter),常位于转录起始点上游,100200bp,内，是,RNA,聚合酶结合部位，并相互作用启动基因的转录。,TATA box,2530bp,，转录起始点准确定位；,CAAT box,7580bp,，定量高效转录；,GC box,结合,Sp1,激活转录。,增强子,(enhancer),包括启动子上下游的一段,DNA,序列，能增强基因转录，其作用不受距离和序列方向的影响。,终止子,(terminator),由一段回文结构和特定的,5-AATAAA-3,序列组成，是转录终止和加尾信号。,医学遗传学DNA与遗传信息传递,28,顺式作用元件启动子(promoter)常位于转录起始点,顺式作用元件,医学遗传学DNA与遗传信息传递,29,顺式作用元件医学遗传学DNA与遗传信息传递29,转录因子,Ap-1,NF-kB,医学遗传学DNA与遗传信息传递,30,转录因子Ap-1NF-kB医学遗传学DNA与遗传信息传递30,基因突变：,DNA,水平遗传物质的变化,自然界自,发,或,实验室,诱发,生物进化 遗传病,/,常见病,基因突变,(,mutation,),医学遗传学DNA与遗传信息传递,31,基因突变：DNA水平遗传物质的变化自然界自发 或 实验室诱,点突变,(point mutation):,单个碱基置换。,转换,/,颠换,(1),同义突变：不改变氨基或蛋白功能；,(2),错义突变：改变氨基酸和蛋白功能；,(3),无义突变：突变成终止密码子，产生截短蛋白。,移码突变,(frameshift mutation):,碱基的插入或缺失 下游密码子组成框改变。,动态突变,(dynamic mutation):,三核苷酸重复拷贝数,。,医学遗传学DNA与遗传信息传递,32,点突变(point mutation):单个碱基置换。医,同义突变,(same sense mutation),野生型：,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,TT,A,CGT,AAC,CCG,DNA,Met Gln Gln Gln Phe,Leu,Arg Asn Pro,突变型：,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,TT,G,CGT,AAC,CCG,DNA,Met Gln Gln Gln Phe,Leu,Arg Asn Pro,医学遗传学DNA与遗传信息传递,33,同义突变(same sense mutation)野生型：,错义突变,(missense mutation),野生型：,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,T,T,A,CGT,AAC,CCG,DNA,Met Gln Gln Gln Phe,Leu,Arg Asn Pro,突变型：,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,T,C,A,CGT,AAC,CCG,DNA,Met Gln Gln Gln Phe,Ser,Arg Asn Pro,医学遗传学DNA与遗传信息传递,34,错义突变(missense mutation)野生型：医学,医学遗传学DNA与遗传信息传递,35,医学遗传学DNA与遗传信息传递35,无义突变,(nonsense mutation),野生型：,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,T,T,A,CGT,AAC,CCG,DNA,Met Gln Gln Gln Phe,Leu Arg Asn Pro,突变型：,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,T,G,A,CGT,AAC,CCG,DNA,Met Gln Gln Gln Phe,终止,医学遗传学DNA与遗传信息传递,36,无义突变(nonsense mutation)野生型：医学,移码突变,(frame shift mutation),野生型：,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,T,T,A,CGT,AAC,CCG,DNA,Met Gln Gln Gln Phe,Leu Arg Asn Pro,突变型：,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT TAC,GTA,ACC,CGT,DNA,Met Gln Gln Gln Phe,Tyr Val Thr Arg,医学遗传学DNA与遗传信息传递,37,移码突变(frame shift mutation)野生型,动态突变,(dynamic mutation),野生型：,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,TTA,CGT,AAC,CCG,DNA,Met,Gln Gln Gln,Phe Leu Arg Asn Pro,突变型：,AGT,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,DNA,Met,Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln,动态突变：,邻近基