《遗传学》课程教学资源：第三讲 基因与研究方法

基因及其研究方法 利用克隆、PCR分子亲交方法 研究多元化的基因

基因及其研究方法 利用克隆、PCR、分子杂交方法 研究多元化的基因

基因类别 结构基因包括编码结构蛋白和酶蛋白的基因, 也包括编码阻遏蛩白和激活蛋白的基因。 调控基因包括调节基因、启动基因和操纵基因。 Operon: Regulatory gene Control site Structural genes P0 Z Y A Control of Promoter B-Galactosidase Permease Tr transacetylase inducibility Operator rdNA tDNA ●●●●●●

基因类别 结构基因 包括编码结构蛋白和酶蛋白的基因， 也包括编码阻遏蛋白和激活蛋白的基因。 调控基因包括调节基因、启动基因和操纵基因。 Operon: rDNA, tDNA……

思考 操纵子( operon)? 操纵基因( operator)? 调节基因( regulatory gene)?

思考 • 操纵子（operon）？ • 操纵基因（operator）？ • 调节基因（regulatory gene）？

操纵子 J. Monod与F. Jacob The lac operon Repressor perator (c)Induction perator Structural genes Repressor gene Promoter gene Promoter Po acz lacY lacA ac…-P"o- lacZ lacY lacA Repressor DNA Repressor, protein mRNA with inducer lactose(inducer) bound can no longer (b)Repression lactose bind to perator (ir Repr inducer) operator gene Promote ZY,A genes can be Lacz lacY lacA expressed lac mRNA No lactose in cell o" lacz lacY lacA二 repressor protein is RNA ascription Re pressor bound to operator. polymerase protein Z,Y, A genes cant be expressed transcription, ac because mRNA lacz lacY lacA Permease Trans B-galactosidase acetylase

操纵子 J. Monod与F. Jacob

断裂基因( Splite Gene) 70年代由R.J. Roberts和PA. Sharp首先报遒。 (a)B056-珠蛋自mRNA 双链DN 双链DNA》 b)15-珠蛋白着体mRNA DNAmRNA 杂交链 10Sβ珠蛋白前体RNA以及其155珠蛋白mRNA 与小鼠β珠蛋白基因杂交形成R环的电镜图

断裂基因（Splite Gene） • 70年代由R. J. Roberts和P. A. Sharp首先报道。 10S 珠蛋白前体RNA以及其15S 珠蛋白mRNA 与小鼠 珠蛋白基因杂交形成R环的电镜图

Intron, Extron 1978年,Gibe提出内含子、外显子概念。 G B 引导者 2345 1043 7700bp 卵清蛋白基因及其与mRNA或CDNA的条交图

Intron，Extron 卵清蛋白基因及其与mRNA或cDNA的杂交图 1978年，Gilbert提出内含子、外显子概念

mRNA剪切 Splicing An overview Splicing removes introns from a primary transcript Dystrophin gene RNA-like 3 strand DNA 翻輯■ 5 Template mb 1.0 1.5 2.02.5 strand Exon Intron Transcription Primary 5'Iil 計〓n計■3 transcript 2.500.000 nucleotides RNA splicing mRNA 5 3 14.000 nucleotides

mRNA剪切

括入序列的生物学功能 1在mRNA加工中改变拼接方式戚途径可 以增加基因片断的利用,使DNA信息储 藏量增加。 2内含子的存在可能有利于进化过程。 3挖制RNA拼接系统可以调控基因的表达。 4内含子的相对性

插入序列的生物学功能 1 在mRNA加工中改变拼接方式或途径可 以增加基因片断的利用，使DNA信息储 藏量增加。 2 内含子的存在可能有利于进化过程。 3 控制RNA拼接系统可以调控基因的表达。 4 内含子的相对性

肌蛩白轻链LC1与LC3基因 _□匚 AAtAAA 转录 加工 1456789poA LC IrNA LC3mRNA 2356789

肌球蛋白轻链LC1与LC3基因 TATA TATA AATAAA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 转录 加工 1 4 5 6 7 8 9 polyA LC1mRNA LC3mRNA 2 3 5 6 7 8 9

内含子编码内切酶 外显子1内含子1外显子2内含子2 外显子3 417 765 1240bp 转录 前体RNA 第一次剪接 10S环状RNA 翻译成423aa 第二次剪接 的成熟酶 需成熟酶 成熟的mRAN 细胞色素b 酵母细胞色素b基因的内含子2参与编码成熟酶。成熟 酶又凤过来参与内含子2的剪接。产生成熟的mRNA

酵母细胞色素b基因的内含子2参与编码成熟酶，成熟 酶又反过来参与内含子2的剪接，产生成熟的mRNA 内含子编码内切酶