基因的概念之我见

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,*,Definition of Gene,*,2024/10/17,Definition of Gene,1,基因概念之我见,上海交通大学生命科学技术学院,乔中东,E-mail:,2024/10/17,Definition of Gene,2,问题的由来,I,：,inhibitor,P,：,prompter,O,：,operator,操纵基因、操作子、操作元件、操纵子,?,2024/10/17,Definition of Gene,3,1866,年,Mendel,提出了控制生物性状的单位因子,(unit factors),Mendel,所说的因子是控制一个表型性状的,例如花的颜色、果实的颜色和形状等。,2024/10/17,Definition of Gene,4,One mutant gene-one metabolic block,1900,年，,Mendel,的工作被再发现的时候，英国的内科医生,Archibald,Garrod,爵士 正在研究几种先天性疾病。,其中一个遗传性疾病是 苯丙酸尿症,这种病因尿液暴露于空气中变黑很容易鉴别。,2024/10/17,Definition of Gene,5,萨顿于,1903,年发现染色体行为与遗传因子行为一致，提出了染色体是遗传因子的载体。,Walters S. Sutton, 1876,1916,约翰逊,(W. L.,Johannson,，,1857,1927,，丹麦遗传学家,),，,1909,年提出用基因,(gene),这个术语代替孟德尔的遗传因子,(,由达尔文提出的泛生子,Pangene,最后一个音节而来,),，其意思与,Mendel,的遗传因子相一致。,2024/10/17,Definition of Gene,6,摩尔根,1866,1945,(Tomas Hunt Morgan,美国实验遗传学家,),创立了以染色体遗传为核心的细胞遗传学,于,1933,年获诺贝尔奖。,他在,1926,年出版了,基因论,。指出基因是决定遗传的化学物质，存在于染色体上，完善了基因的概念。,2024/10/17,Definition of Gene,7,Beadle and Tatum:,一个基因,-,一种酶,X rays,MM,CM,MM,Vitamins,Amino acids,Purines and pyrimidines,1941,用,X,射线诱导处理红色面包霉，证明基因是通过酶的合成来决定性状的表现，提出了一个基因一个酶的理论，获诺贝尔奖。,后来人们发现许多蛋白是由几个亚基组成的，这个理论就修正为一个基因一个多肽。,One Gene - One Enzyme,2024/10/17,Definition of Gene,8,DNA,右手双螺旋理论,Francis Crick,Msurice Wilkins,James Watson,Rosalind Franklin,从左上开始循环,2024/10/17,Definition of Gene,9,美国分子遗传学家和行为遗传学家，是这两个分支学科的创始人之一，生于,1921,年,10,月,15,日。早年攻读物理学，第二次世界大战后转向遗传学研究，曾先后在美国橡树岭研究所、法国巴斯德研究所从事研究工作，长期任美国加州理工学院教授。,1955,年他在大肠杆菌噬菌体,T4,中进行基因精细结构分析，提出顺反子一词，用来指遗传物质的功能单位。这一名词以后被普遍采用作为基因的同义词。,一个顺反子就是一个基因,2024/10/17,Definition of Gene,10,基因的结构概念的进化,基因的最初概念是串在绳上的珠子，是突变和重组的最小单位,现在的概念是编码多肽或,RNA,分子的核苷酸序列,基因的结构是什么,?,所有的基因是否都有相同的结构,?,2024/10/17,Definition of Gene,11,1940,年前人们认为基因就像串在线上的珠子,重组仅仅在两个珠子间或基因间才可以发生。当时人们认为基因是不可分的。,基因作为遗传信息的基本单位有,3,个标准,: ,功能, ,重组和 突变。,根据这个标准，基因应该是：,控制一个表型性状的功能单位，,具有以下两种情况的结构单位,:,重组的最小单位,突变的最小单位,基因的结构概念的进化,2024/10/17,Definition of Gene,12,基因内重组的发现,1940,年,Oliver,和,Green,的研究结果向现在的基因概念，长的核苷酸对序列，迈出了一大步，沿着基因的长度分布的不同位点能够突变和重组。,2024/10/17,Definition of Gene,13,基因的编码序列与其多肽产物是共线的,原核生物的基因是共线的。,2024/10/17,Definition of Gene,14,1977,年,Broker,和,Sharp,发现不连续基因,2024/10/17,Definition of Gene,15,基因的概念,携带有遗传信息的,DNA,或,RNA,序列的遗传单位，是控制性状的基本遗传单位。基因通过指导蛋白质和,RNA,的合成来表达自己所携带的遗传信息，从而控制生物个体的性状表现。,换句话说：基因就是能够表达一定基因产物的核酸序列。基因产物包括,RNA,和蛋白质。,基因定义的,2,个要点,信 息 载 体：,核酸序列,功能体现者：,产物,2024/10/17,Definition of Gene,17,基因概念的延伸,在某些情况下，我们还需要对根据基因的结构,-,功能之间的关系来进一步定义基因的概念。,在真核生物中，基因还包括转录本的,5,和,3,非翻译区，内含子等成分,终产物为,RNA,分子的结构基因,重叠基因中的一些核苷酸序列属于,2,种以上的基因,2024/10/17,18,由于不同的剪切机制，外显子可以拼接成编码一组相关的不同蛋白质,(,蛋白质的同型异构,),的序列，这样基因就可以定义为编码一套相关多肽的一个转录单位的,DNA,序列,在编码抗体的祖系染色体中，可变区的,DNA,序列可能仅仅编码多肽的一部分，所以这些基因也可以是基因的一个片段,无论基因的定义有哪些变化，它都具备了基因定义的,2,个必要条件,2024/10/17,19,根据表达产物基因分为：,基因,蛋白质,基因,RNA,基因,tRNA,基因,rRNA,基因,结构基因,调控基因,调控序列,microRNA,2024/10/17,Definition of Gene,20,几个名词,Cis,-acting elements,Elements are the segments of DNA sequences, such as,promotor,operator, enhancer, silencer, etc.,Element is not a gene, however, there are one or more genes within element, such as transposable element, etc.,Trans-acting factors,Factor is a regulatory protein, such as repressor,transcriptive,factors, etc.,2024/10/17,Definition of Gene,21,虽然很多顺式元件也叫子，但它们不编码任何产物，所以它们不是基因，如：,promotor, operator, enhancer, silencer,等,而很多称为子的，其中间含有基因，如,transposon,、,Operon,等也不能当做是基因,还有一些称为子的，如,exon,和,intron,等可以是基因的一部分或者功能不明,人面不知何处去，桃花依旧笑春风,2024/10/17,Definition of Gene,23,谢谢！,