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第四篇 遗传学 自然科学领域中探究研究基因的结构、功能及其变异、传递和表达规律的学科。 第一章 遗传物质  遗传物质即亲代与子代之间传递遗传信息的物质。除一部分病毒的遗传物质是RNA外，其余的病毒以及全部具典型细胞结构的生物的遗传物质都是DNA。 第二节 遗传物质表达的调控 一、基因调控的重要意义 任何一个细胞在一定时期内，并非全部基因都能表达，而是在一定时期内的一定条件下，只能部分特定基因在表达。所以，基因表达的调控能使生物在利用自然资源和应付生活环境方面很有灵活性，从而使生物可以更好的保存自己，繁衍种族。 二、操纵子学说 1．原核生物的基因调控——乳糖操纵子的关闭状态和打开状态如下图所示。 乳糖操纵子的关闭状态 乳糖操纵子的打开状态 2．乳糖操纵子的打开状态如图所示。 基因的调控系统表明，它使一个代谢系统中的酶系能够同时按所需要的数量准确地合成。乳糖操纵子只有在环境中有乳糖存在时，才开始合成这个酶系，乳糖分解完之后，由于负反馈而停止酶的合成，这就使细菌能更有效地适应环境的变化。 3．真核生物基因调控的复杂性。 一般地说，包括四个水平的调控。 ①转录前的调控 a．组蛋白转位模型：DNA的一个特定位置上的一种特异性的非组蛋白磷酸化以后，磷酸基带负电荷，于是非组蛋白与带负电荷的DNA相斥，并与带正电荷的组蛋白强烈地结合在一起。组蛋白和非组蛋白复合体从DNA上脱离开来，使这部分DNA裸露出来，不再受组蛋白的抑制而开始转录。b．真核细胞基因调控系统的模型：由于真核生物代谢需很多酶，这些酶的基因可能分散在不同染色体的不同部位上。那么，达到协调机制的原理如面两图所示。 真核细胭基因调控系统的模型 真核细胞基因的复杂调控系统 ②转录水平的调控 RNA聚合酶I催化rRNA的转录，RNA聚合酶Ⅱ催化mRNA的转录，RNA聚合酶Ⅲ催化tRNA和5sRNA的转录。 ③转录后的调控 对初产生的RNA加工剪接，去掉内含子和非编码区顺序，把几个外显子连接起来，成为成熟的mRNA。 ④翻译水平的调控，mRNA的戴帽与核糖体小亚基识别并与之结合，是开始翻译的条件。 ⑤翻译后的调控 翻译的最初产物是一个大的蛋白质分子。有时，必须经酶切成更小的分子才能有生物活性。如胰岛素原→胰岛素。 三、遗传工程 1．基因的分离和合成 分离是利用限制性内切核酸酶将分离目的基因切割成粘性末端。合成是通过化学合成法和酶促合成法来合成目的基因。 2．运载体的选择 （1）运载体必备特点为：a．必须能复制，b．最好有一个限制酶的切点，C．必须含有一种标记基因，d．最好含有启动子。（2）常见运载体的种类：a．质粒DNA，b．SV40病毒，c．ë噬菌体，d．含质粒和噬菌体顺序的运载体。 3．DNA的重组和克隆化 重组DNA的示意图
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