基因概念的發(fā)展

1、 遺傳因子假說遺傳因子假說 u 生物性狀由遺傳因子控制生物性狀由遺傳因子控制 經(jīng)典基因概念的確立經(jīng)典基因概念的確立Theory of the gene 基因是染色體上的實(shí)體基因是染色體上的實(shí)體 基因象鏈珠基因象鏈珠(bead)一樣，孤立地呈一樣，孤立地呈 線狀地排列在染色體上線狀地排列在染色體上 基因是基因是 (Three in one) ； 功能功能突變突變交換交換“三位一體三位一體”的的 最小的最小的 不可分割的不可分割的基本的基本的遺傳單位遺傳單位 (1926 T. H. Morgan)1941 年年Beadle, G. w. 等人對(duì)紅色鏈孢霉進(jìn)行了大量研究，等人對(duì)紅色鏈孢霉進(jìn)行了大量研

2、究，提出一個(gè)基因一個(gè)酶的觀點(diǎn)，認(rèn)為基因控制酶的合成，一個(gè)提出一個(gè)基因一個(gè)酶的觀點(diǎn)，認(rèn)為基因控制酶的合成，一個(gè)基因產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的酶，基因與酶之間一一對(duì)應(yīng)，基因通過基因產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的酶，基因與酶之間一一對(duì)應(yīng)，基因通過酶控制一定的代謝過程，繼而控制生物的性狀這是人們對(duì)基酶控制一定的代謝過程，繼而控制生物的性狀這是人們對(duì)基因功能的初步認(rèn)識(shí)。因此經(jīng)典遺傳學(xué)認(rèn)為，基因是一個(gè)最小因功能的初步認(rèn)識(shí)。因此經(jīng)典遺傳學(xué)認(rèn)為，基因是一個(gè)最小的單位，它連續(xù)排列的單位，它連續(xù)排列,界限分明界限分明,沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)和不能再分；沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)和不能再分；既是結(jié)構(gòu)單位，又是功能單位。既是結(jié)構(gòu)單位，又是功能單位。返回返回一個(gè)基因一個(gè)

3、酶一個(gè)基因一個(gè)酶基因的化學(xué)本質(zhì)主要是基因的化學(xué)本質(zhì)主要是DNADNA，有時(shí)是，有時(shí)是RNARNA艾佛里與格里菲斯通過肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，首次證明了基因的本質(zhì)艾佛里與格里菲斯通過肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，首次證明了基因的本質(zhì)-DNA是遺是遺傳物質(zhì)。傳物質(zhì)。1956年，康蘭特?zé)煵莼ㄈ~病毒的研究中，證明了在不具有年，康蘭特?zé)煵莼ㄈ~病毒的研究中，證明了在不具有DNA的病毒中，的病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)。從而將基因的概念落實(shí)到具體的物質(zhì)上，并給予具體的內(nèi)容，基是遺傳物質(zhì)。從而將基因的概念落實(shí)到具體的物質(zhì)上，并給予具體的內(nèi)容，基因的化學(xué)本質(zhì)在多數(shù)生物中是因的化學(xué)本質(zhì)在多數(shù)生物中是DNA，少數(shù)生物中，少數(shù)生物

4、中RNA。2.2.順反子學(xué)說順反子學(xué)說基因結(jié)構(gòu)是可分的基因結(jié)構(gòu)是可分的19551955年年, Benzer, Benzer, S. , S. 用大腸桿菌用大腸桿菌T4 T4 噬菌體為材料噬菌體為材料, , 分析了基因的精細(xì)分析了基因的精細(xì)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了基因內(nèi)部還存在著可分的精細(xì)結(jié)構(gòu)，從而提出了提出了順結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了基因內(nèi)部還存在著可分的精細(xì)結(jié)構(gòu)，從而提出了提出了順反子、突變子和重組子的概念。反子、突變子和重組子的概念。 在一個(gè)順反子內(nèi)，有若干個(gè)突變單位在一個(gè)順反子內(nèi)，有若干個(gè)突變單位 突變子突變子( (mutonmuton) ) 在一個(gè)順反子內(nèi)，有若干個(gè)交換單位在一個(gè)順反子內(nèi)，有若干個(gè)交換單位 交

5、換子（交換子（reconrecon） 基因是一個(gè)具有特定功能的，完整的，不可分割的基因是一個(gè)具有特定功能的，完整的，不可分割的 最小的遺傳單位最小的遺傳單位 基因內(nèi)可以較低頻率發(fā)生基因內(nèi)的重組，交換基因內(nèi)可以較低頻率發(fā)生基因內(nèi)的重組，交換19611961年，杰考伯和莫諾在對(duì)大腸桿菌產(chǎn)生半乳糖年，杰考伯和莫諾在對(duì)大腸桿菌產(chǎn)生半乳糖苷酶的研究過程中，提出乳糖操縱子學(xué)說，該學(xué)苷酶的研究過程中，提出乳糖操縱子學(xué)說，該學(xué)說認(rèn)為，所謂：說認(rèn)為，所謂：“操縱子操縱子”是由一個(gè)操縱基因和是由一個(gè)操縱基因和一系列結(jié)構(gòu)基因結(jié)合形成的。操縱子的一頭和結(jié)一系列結(jié)構(gòu)基因結(jié)合形成的。操縱子的一頭和結(jié)構(gòu)基因相連，另一頭稱為

6、啟動(dòng)子，起著使轉(zhuǎn)錄開構(gòu)基因相連，另一頭稱為啟動(dòng)子，起著使轉(zhuǎn)錄開始的作用。始的作用。操縱子學(xué)說操縱子學(xué)說基因的功能是可分的基因的功能是可分的乳糖操縱子乳糖操縱子返回返回 20 20世紀(jì)世紀(jì)7070年代，年代，DNADNA體外重組技術(shù)和基因工程技術(shù)成熟，體外重組技術(shù)和基因工程技術(shù)成熟，人們對(duì)基因的結(jié)構(gòu)和功能上的特征有了更多的認(rèn)識(shí)，涌現(xiàn)人們對(duì)基因的結(jié)構(gòu)和功能上的特征有了更多的認(rèn)識(shí)，涌現(xiàn)出斷裂基因、重疊基因、假基因、跳躍基因等概念。出斷裂基因、重疊基因、假基因、跳躍基因等概念。發(fā)現(xiàn)于發(fā)現(xiàn)于19771977年，又稱不連續(xù)基因。由編碼序列和非編碼序列相間排列構(gòu)年，又稱不連續(xù)基因。由編碼序列和非編碼序列相間

7、排列構(gòu)成。編碼序列叫外顯子成。編碼序列叫外顯子, , 非編碼序列為內(nèi)含子非編碼序列為內(nèi)含子, ,去除非編碼區(qū)再連接后，去除非編碼區(qū)再連接后，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質(zhì)，這些基因稱為斷裂基因?？煞g出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質(zhì)，這些基因稱為斷裂基因。 所謂重疊基因是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的基因共有一段所謂重疊基因是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段序列，或是指一段DNA序列成為兩個(gè)或兩個(gè)以上基因的組成部分。序列成為兩個(gè)或兩個(gè)以上基因的組成部分。重疊基因中不僅有編碼序列也有重疊基因中不僅有編碼序列也有調(diào)控序列，說明基因的重疊不僅是為了節(jié)約堿基，能經(jīng)濟(jì)和有效地利用調(diào)控序列，說

8、明基因的重疊不僅是為了節(jié)約堿基，能經(jīng)濟(jì)和有效地利用DNADNA遺傳信息量，更重要的可能是參與對(duì)基因的調(diào)控。遺傳信息量，更重要的可能是參與對(duì)基因的調(diào)控。 19771977年，桑格在研究年，桑格在研究X174X174噬菌體噬菌體DNADNA的核苷酸序列時(shí)現(xiàn)，的核苷酸序列時(shí)現(xiàn)，它的同一部分它的同一部分DNADNA序列能夠編碼兩種不同的蛋白質(zhì)即及不同序列能夠編碼兩種不同的蛋白質(zhì)即及不同基因的核苷酸序列有時(shí)是可以共享的?；虻暮塑账嵝蛄杏袝r(shí)是可以共享的。 假基因是指同已知的基因相似，處于不同假基因是指同已知的基因相似，處于不同的位點(diǎn)，因缺失或突變而不能轉(zhuǎn)錄或翻譯，的位點(diǎn)，因缺失或突變而不能轉(zhuǎn)錄或翻譯，是

9、沒有功能的基因。第一個(gè)假基因是是沒有功能的基因。第一個(gè)假基因是19771977年年在研究非洲爪蟾核糖體在研究非洲爪蟾核糖體5SRNA5SRNA的基因時(shí)發(fā)現(xiàn)的基因時(shí)發(fā)現(xiàn)的。的。 跳躍基因（轉(zhuǎn)座子）跳躍基因（轉(zhuǎn)座子）: :一段可以從原位上單一段可以從原位上單獨(dú)復(fù)制或斷裂下來，環(huán)化后插入另一位點(diǎn)，并獨(dú)復(fù)制或斷裂下來，環(huán)化后插入另一位點(diǎn)，并對(duì)其后的基因起調(diào)控作用對(duì)其后的基因起調(diào)控作用DNADNA順序。它們具有順序。它們具有擾亂被介入基因組成結(jié)構(gòu)的潛在可能性，并被擾亂被介入基因組成結(jié)構(gòu)的潛在可能性，并被認(rèn)為是導(dǎo)致生物基因發(fā)生漸變認(rèn)為是導(dǎo)致生物基因發(fā)生漸變( (有時(shí)候是突變有時(shí)候是突變) )，并最終促使生

10、物進(jìn)化的根本原因。并最終促使生物進(jìn)化的根本原因。 孟德爾把控制性狀的因子稱為遺傳因子，約翰生提出基因孟德爾把控制性狀的因子稱為遺傳因子，約翰生提出基因這個(gè)名詞，取代遺傳因子，摩爾根等對(duì)果蠅、玉米等的大量這個(gè)名詞，取代遺傳因子，摩爾根等對(duì)果蠅、玉米等的大量研究，建立了以基因和染色體結(jié)構(gòu)為主體的經(jīng)典遺傳學(xué)，隨研究，建立了以基因和染色體結(jié)構(gòu)為主體的經(jīng)典遺傳學(xué)，隨著分子遺傳學(xué)和現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展，對(duì)基因的本質(zhì)有了更深著分子遺傳學(xué)和現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展，對(duì)基因的本質(zhì)有了更深的認(rèn)識(shí)，基因由最初一個(gè)抽象的名詞的認(rèn)識(shí)，基因由最初一個(gè)抽象的名詞, , 最后定義為基因組中最后定義為基因組中一段具體的、可以編碼蛋白質(zhì)或一段具體的、可以編碼蛋