基因的结构与功能

基因的结构与功能思维导图作业，建议简化。从基因的类别：按产物、按组织特异性、按结构或功能特征分类等方面进行了概述。

基因的概念和结构

• 基因的类别
  • 按产物
    • 结构基因：指可编码RNA或蛋白质的一段DNA序列
    • 调控基因：指其表达产物参与调控其它基因表达的基因
  • 按组织特异性
    • 管家基因：各种组织细胞所共有的普通基因
    • 细胞特异基因
  • 按结构或功能特征分类
    • 重叠基因
      • 概念
        • 一段核苷酸顺序同时编码2个或2个以上的功能蛋白，称为重叠基因。
      • 发现
        • 1977年Sanger首先发现重叠基因
      • DNA密码重复阅读的现象
    • 断裂基因
      • 概念
        • 基因的编码顺序由若干非编码区域（间隔序列）隔开，使阅读框不连续，这种基因称为隔裂基因
        • 外显子：基因的转译部分。DNA序列中将被转录为mRNA、tRNA、rRNA的那些序列。
        • 内含子：不转译的部分。在成熟的mRNA、tRNA、rRNA上未反应出来的DNA区段，即被切除的间隔序列。
      • 断裂基因的意义：
        • 有利于储存较多的信息，增加信息量
        • 有利于变异和进化
        • 增加重组机率
        • 可能是基因调控的装置
    • 假基因
      • 概念
        • 虽然其顺序与功能基因很相似，但并不完全一致，基本上不能表达，则称为假基因或非功能基因,常用ψ表示。
      • 发现
        • 1977年在爪蟾的5S rRNA基因系统中发现
      • 分类（根据形成方式）
        • 常规假基因: 通常是在基因组进化过程中功能基因复制后发生突变产生的失活产物。
        • 已加工假基因: 通常来自功能基因的RNA转录产物反转录成DNA后重新插入（随机地）到基因组中。
      • 在基因复制过程中产生
    • 移动基因
      • 、概念
        • 又叫转座元件或转座因子。由于它可以从染色体基因组上的一个位置转移到另一个位置，甚至在不同的染色体上跃迁，因此在文献上有时也形象地称之为跳跃基因。
      • 发现
        • 是美国女遗传学家McClintock研究了玉米的Ac-Ds系统后提出的概念。
      • 位置与结构
        • Ds（Dissociation gene 解离基因）: 位于它能控制的结构基因C上
          • 长600-2000bp, 非自主性转座子，它的转位必须由Ac驱动，是自主性转座的内部缺失或重排类型，由位置引起的变异。Ds的反向重复序列同Ac一样。
        • Ac（Activator，激活因子）: 位于基因组内任何地方
          • 全长4564bp，自主性转座子，有5个外显子，其产物是转座酶。两端是长11bp的反向重复序列（IR），是转座酶的识别位点。
      • 作用方式
    • 超基因
      • 概念：作用于一种性状或作用于一系列相关性状的几个紧密连锁的基因
      • 基因家族 ：序列高度相似但不一定完全相同的重复基因。通常以基因簇的方式存在，也可以散在在不同的染色体上。如人的珠蛋白基因。
      • 基因超家族：基因的同源度较低，但在功能上具有明显的相关性。如免疫球蛋白家族
    • 操纵子
      • 定义：操纵基因与由它操纵的几个结构基因连锁在一起，几个结构基因由一个启动子转录成mRNA分子，然后翻译成几种蛋白质，这样的结构称为一个操纵子
      • 作用机制（1）负性调节 （2）乳糖的诱导表达调节
      • 丰富基因概念：（1）基因是可分的：结构上和功能上； （2）基因即可独立起作用，也可相互制约； （3）基因可以有产物，也可以没有产物。
    • 顺反子
      • 概念：顺反子是一个遗传功能单位，一个顺反子决定一个多肽链。这种多肽链即可以是一种具有生物活性的蛋白质，也可以同别的多肽形成多功能的蛋白质。一个顺反子可以包含一系列突变单位——突变子。
        • 突变子：是DNA中构成基因的一个或若干核苷酸。而重组子代表一个空间单位，它有起点和终点，可以是若干密码子的重组，也可以是单个核苷酸的互换。如果是后者，重组子也就是突变子
          • 重组子（recon）是基因内不能由重组分开的遗传单位，即基因内出现重组的最小区间。重组子的单位可以小到核苷酸对。
      • 提出：1957，本泽尔（Seymor Benzer），以T4噬菌体为实验材料，通过重组实验和互补实验提出了顺反子（cistron）、突变子（muton、重组子（recon）三个概念。
      • 实验
        • 重组测验
        • 互补测验
      • 与基因的关系：在现代遗传学中，顺反子和基因这两个术语是相互通用的。一般说来，一个顺反子即是一个基因，大约含有1500个核苷酸对，是由一群突变单位和重组单位组成的线性结构。因此，顺反子概念表明：基因不是最小单位，它仍然是可分的；并非所有的DNA序列都是基因，而只有其中某一特定的多核苷酸区段才是基因的编码区。
• 基因的概念
  • • 基因概念的发展
      • • 经典遗传学关于基因的概念
          • 历史
            • 1864年，孟德尔提出的“遗传因子”
            • 1909年，约翰逊Johannson 提出基因（gene）
            • 1910年，.H.Morgan，C.B.Bridges，H.J.Muller及A.H.Sturtevant提出染色体是基因的载体，基因是决定性状的最小单位、重组的最小单位、突变的最小单位。
            • 1903-1927年，De.vris & Muller,发现基因可以突变， A—a;
            • 20世纪40年代G.W.Beadle和E.L.Tatum提出了一个基因一个酶的假说。
          • 三位一体
            • • 基因可以发生突变
            • 证实基因位于染色体上，呈直线排列
            • 非等位基因间可以发生交换
          • 基因的共性
            • 染色体共性
            • 交换单位
            • 突变单位
            • 功能单位
          • 基因是最小单位，不能分割，既是结构单位，又是功能单位。
      • 分子遗传学关于基因概念
        • 历史
          • 1953年 DNA双螺旋的提出
          • 1957年 中心法则提出
          • 1957年 本泽尔提出的顺反子概念打破了“三位一体”的概念
          • 1961年 遗传密码提出
          • 1961年 法国分子生物学家F.Jacob和J.Monod提出了操纵子模型假说
          • 跳跃基因、断裂基因、假基因等的发现
        • 揭示遗传密码的秘密
          • 具体物质p基因
        • 在一个基因区域内，仍可以划分出若干起作用的小单位。 基因不是最小的遗传单位
        • 基因：相当于一个顺反子，包含许多突变子和重组子
  • • 基因与DNA
      • DNA的复制 基因的自体复制
      • 蛋白质←mRNA←DNA 基因决定性状
      • DNA核苷酸的改变 基因突变