《医学遗传学》第二章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,*,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,*,第二章,DNA,与遗传信息传递,DNA,双螺旋结构,碱基,-,核苷,-,核苷酸,碱基,/,DNA,双螺旋结构,三联密码子,(Triplet Condon),DNA,半保留复制,分子杂交,DNA,双螺旋结构与转录因子,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,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,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,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。,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。,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,卫星,(,satellite,),DNA,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。,断裂基因,(,split gene,),结构,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。,外显子,/,内含子,GT-AG,法则,基因家族,/,基因簇,珠蛋白基因家族和假基因,基因表达,mRNA,加工过程,加帽,(capping),剪接,(splice),加尾,(polyadenylation),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。,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。,顺式作用元件,转录因子,Ap-1,NF-kB,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,),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,。,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,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,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,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,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：,邻近基因或位于基因序列中的三核苷酸重复拷贝数，在一代代传递过程中发生明显的增加。,可遗传，多引起神经系统疾病，如脆性,X,综合征,(CGG),、,Huntington,舞蹈病,(CAG),和强直性肌营养不良,(CTG)n,。,脆性,X,综合征,(,Fra X syndrome),基因定位,：,Xq27.3,(CGG)n,重复拷贝数,n=6 46,正常,n=60 200,前突变,n=200 230,患者,随着世代传递,长度增加,发病年龄提前,病情加重,