第十一章 遺傳的分子基礎(chǔ)

1、第十一章第十一章遺傳的分子基礎(chǔ)遺傳的分子基礎(chǔ)在以上幾章中，已說明了基因在染色體上，也討論了基因與性狀之間的關(guān)系。現(xiàn)在將進(jìn)一步說明基因的化學(xué)本質(zhì)是什么，基因是怎樣來控制性狀的。第一節(jié)第一節(jié)遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)是DNADNA（或（或RNARNA）要了解基因的化學(xué)本質(zhì)是什么，首先要考慮基因所在的染色體的化學(xué)成分。染色體的化學(xué)成分很復(fù)雜，由DNA，兩類蛋白質(zhì)：組蛋白（histones）和非組蛋白（nonhistones），以及RNA構(gòu)成。DNA和

2、組蛋白的分量大致相等，兩者結(jié)合在一起，構(gòu)成染色體的大部分。非組蛋白的比率有變化，RNA含量很低（圖11－1）。圖11－1染色體的化學(xué)組成。括號(hào)內(nèi)的數(shù)字表示各成分的相對(duì)分量。染色體的主要成分是DNA和組蛋白，雖然這兩種成分都在基因功能上起著重要的作用，但多數(shù)證據(jù)證明，基因的主要特性由DNA決定，或者說遺傳信息貯存在DNA中。DNA是遺傳物質(zhì)的間接證據(jù)間接證據(jù)很多，主要有下列各點(diǎn)：（1）DNA通常只在核中的染色體上找到。也有某些例外，例如細(xì)

3、胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體等有它們自己的DNA，但這些結(jié)構(gòu)能自體復(fù)制，有它們自己的遺傳連續(xù)性。（2）同一種生物，不論年齡大小，不論身體的那一種組織，在一定條件下，每個(gè)細(xì)胞核的DNA含量基本上是相同的，而精子的DNA含量正好是體細(xì)胞的一半（表111）。蛋白質(zhì)等其它化學(xué)物質(zhì)不符合這種情況。實(shí)驗(yàn)的第二步，用標(biāo)記了的噬菌體去感染未標(biāo)記的細(xì)菌，然后測(cè)定宿主細(xì)胞的同位素標(biāo)記。用35S標(biāo)記的噬菌體感染時(shí)，宿主細(xì)胞內(nèi)很少有同位素標(biāo)記；而大多數(shù)的35S標(biāo)記的

4、噬菌體蛋白質(zhì)附著在宿主細(xì)胞的外面——在感染噬菌體的外殼中。用32P標(biāo)記的噬菌體感染時(shí)，在蛋白質(zhì)外殼中很少有放射性同位素，而大多數(shù)的放射性標(biāo)記在宿主細(xì)胞內(nèi)（圖11－2）。所以在感染時(shí)進(jìn)入細(xì)菌的主要是DNA，而大多數(shù)蛋白質(zhì)在細(xì)菌的外面。這樣看來，噬菌體注入細(xì)菌的物質(zhì)是DNA，釋放的是跟原來一樣的噬菌體，可見在噬菌體的生活史中，只有DNA是連續(xù)物質(zhì)，所以說DNA是遺傳物質(zhì)。（2）煙草花葉病病毒的重建對(duì)病毒的研究逐漸深入以后，發(fā)現(xiàn)好多病毒含有R

5、NA和蛋白質(zhì)，卻沒有DNA。應(yīng)用RNA病毒進(jìn)行病毒重建實(shí)驗(yàn)，證明在只有RNA，而不具有DNA的病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)。這實(shí)驗(yàn)是用煙草花葉病病毒（tobaccomosaicvirus，TMV）進(jìn)行的（FraenkelConrat，1956）。TMV是一種RNA病毒，它有一圓筒狀的蛋白質(zhì)外殼，由很多相同的蛋白質(zhì)亞基組成；內(nèi)中有一單鏈RNA分子，沿著內(nèi)壁在蛋白質(zhì)亞基間盤旋著（圖11－3）。約含有6％的RNA和94％的蛋白質(zhì)。那末在這種RNA