基因概念的起源及发展

本世纪50年代,美国女遗传学家麦克林托克(B.Mcclintock)在研究了玉米籽粒不稳定色斑的遗传后,提出了称之为控制因子(controling elemet)的是可跳动的DNA片段,并认为控制因子是具有调节作用的遗传单位,位于异染色质中,能在基因组内移动,控制其他基因活性,但这一全新的概念难以为众人所接受。到60、70年代,许多试验证实了麦氏的所谓“跳动基因”。1982年我国著名遗传学家谈家桢教授评     

复杂的RNA与复杂的基因组

根据分子生物学的“中心法则”(central dogma)．遗传信息在几乎所有生物体内都是从DNA传递到RNA，然后再从RNA流向蛋白质。显然，RNA是一座“桥梁”，负责DNA和蛋白质之间信息的流通。在这个过程中，首先是将基因组DNA上的基因信息“复写”到一种称为mRNA的RNA分子上，然后再将mRNA含有的基因信息“翻译”为构成蛋白质的氨基酸序列。     

发现癌的“缺环”

上周,一位科学家描述了他称为癌基因的第一产物,业已了解到这产物与人体DNA相结合,且直接控制其他细胞基因的活性。研究人员发现该基因产物是一种蛋白,含有调节锌代谢功能。专家们认为:这一发现的真正意义在于揭示了产生癌的整个过程所缺少的环节。多年来,科学家们相信癌的出现是因为调节细胞生长的正常程序奇妙地失去控制。已有证据表明细胞在每一阶段均有(除最后阶段外)生长控制过程的调节异常。研究人员已见到连结细胞的激素生长因子的产物的异常,即那些生长因子的细胞表面的受体活性异常,以及将该受体的活性转译成控制细胞生长的化学信息的酶也发生异常。缺环一说证明了携带这些化学信息的蛋白不仅连结细胞的DNA,而且引发细胞核基因表达。这一证据已被圣地亚哥加利福尼亚大学研究组找得。     

跳跃基因的发现——玉米夫人的荣誉

遗传学家巴巴勒·麦克林托克今年79岁,她在科学上有点不合时宜。她和长岛冷泉港的著名生物实验室中极大多数的科学家不同,她不采用对病毒和细菌的基因进行拼接、剪切、重组的方法。在以往的五十多年时间里,她象100多年前奥地利修道士格里高·孟德尔在豌豆田里的作法一样,细心地对玉米进行育种和杂交育种,试图从中选择出一些含有遗传变异秘密的玉米粒。麦克林托克的同事,被遗传工程的强大魔力所吸引,他们对她追求这种经典遗传学的技术一直感到不可思议。不过,有时他们也对她的工作表示惊喜。但这毕竟已经完全离开了现在最热门的科学——分子生物学的主流。但是作这样的结论看来为时过早。在麦克林托     

基因为何分成小段?——一个基因模型

许多实验室对真核细胞基因的分析,对球蛋白、卵白蛋白、免疫球蛋白、猿猴病毒(SV40)及多瘤病毒的研究,都显示出DNA上的密码顺序,一般并不是连续的,而是间断的,中间插入了“不表达”的DNA。甚至那些产物不是蛋白质的基因,如酵母的tRNA基因和果蝇的rRNA基因,以及腺病毒、劳斯肉瘤病毒和白血病病毒的信息,其原始的RNA转录物也都含有在成熟期间将被切除的内部区域,故最终的tRNA或信使是一种拼接物。     

19种主要氨基酸与~(14)C-胸腺嘧啶辐射结合活性的测定

自从Alexander和Stacey(1959)发现电子辐照的鲑鱼精子细胞中有相当比例的DNA不能与蛋白质分离,和Smith(1962)发现紫外线照射的大肠杆菌里“不可提取的”(即不能与蛋白质分离的)DNA的量随着光照的注量而增加以后,辐射生物学家逐渐认识到辐射引起     

玉米叶绿体与细胞质雄性不育性

细胞质雄性不育性是核外遗传的一种形式,它的遗传机理长时期处于“细胞质基因”和“质体基因”等假说的支配之下,未能得到真正阐述。叶绿体DNA(ct-DNA)及线粒体DNA(mt-DNA)发现之后、有一部分研究者根据核酸限制性内切酶对DNA消化所产生限制性片段的     

垃圾DNA:“生命之剧”的“导演者”

"垃圾DNA"这个名字出自上世纪70年代。在这之前已经发现真核细胞(有细胞核结构的细胞)染色体上的基因(编码蛋白质信息的染色体或DNA片断)之间是不连续的,也就是基因之间存在很大的间隔,就像上海到北京的铁路(比作染色体,也可看作DNA)有许多火车站(比作基因,也就是编码蛋白质信息载体),但两个城市之间的火车站只占据铁路总长的1.5%(也就是基因只占DNA总长的1.5%)。故而,1972年美国加州理工学院大野乾对不编码蛋白的染色体片断(也就是火车站之间的铁路,占上海到北京总长的98.5%)称为"垃圾基因"(不编码蛋白质)。     

在双链DNA上直接进行的多点突变

基因的定点突变已经成为基因修饰及蛋白质工程等研究中的重要技术。在现今的定点突变方法中,以利用M13等单链DNA作模板的引物延伸法及缺口双链法最为常用。但有些基因,特别是某些较大的真核基因,在M13中常不够稳定。因此,除了改进载体性能以外,     

CAP适合弯曲DNA的时候

由对细菌的生长,到对高等生物的发育,结合DNA的蛋白质都起到极其重要的转录调节作用。曾被认为,和这些蛋白质结合DNA的几何形状,似乎并无太大变化,只是形成或采纳了某些轻微的弯曲或纽结。但由转录激活剂所提供的证据说明,DNA是极度弯曲的。如今,由舒尔茨(Schultz)、希尔德(Shield)和施泰茨(Steitz)测定了这种复合物的结晶结构,进一步证实了DNA的弯曲是很大的.在上月发表的一篇文章里,柯波拉(Kerppola)和柯伦(Curran)表明;在拉链致癌蛋白质Fos和Jun内,它们同族DNA都是弯曲的;而且,DNA作为蛋白质的被动骨架的观点被放弃,而两者间的关系,被视为是平等协作。但DNA结构的这些变形,是如何转化为生物学功能的呢? 我们对DNA-蛋白质之间相互作用动力学的认识是逐步深入的,随着由X-射线结晶学核磁共振光谱学对DNA结合蛋白质结构的确定。抑制物蛋白质的螺旋转向螺旋的和DNA结合的基序,在同源区内出现相同效应,证实了蛋白质α-螺旋的“真实”DNA顺序,是以大沟形式出现的开始预想。现在,可把形成特异顺序的这种方式,扩伸进锌指蛋白质内。对于DNA-亮氨酸拉链间的相互作用,这也许是关键。但试图总结快速发展的这一课题,类似于为迎面奔驰而来的火车拍照;即使螺旋沟构型的观点不再普遍了。汤姆·施泰茨(Tom Steitz)和他领导的小组,占据着研究的领先地位。已从对原核生物转录激活剂和分解代谢激活剂蛋白质(CAP,也叫环状AMP受体蛋白质)的结构     

·OH自由基诱导氧化磷酰化甲硫氨酸的pH效应

近年来,甲硫氨酸的辐射化学研究十分活跃,这是因为甲硫氨酸能快速清除·OH自由基而具有对生物的辐射保护作用。生物大分子的磷酰化作用亦越来越受重视,众所周知,在DNA和RNA中,磷酸酯是储存和传输能量的“生物能源库”;近年来基因调控研究的重大进展在于发现了蛋白质的可逆磷酰化作用,不仅是酶活性调节、基因表达调控、细胞生长调节等的关键环节,而且在解决肿瘤的发生与治疗、抗辐射损伤及抗衰老方面具有特殊作用。另外,磷酰化氨基酸及小肽已被证明具有药物性能。氨基酸是蛋白质的基本结构单位,因此研究磷酰化氨基酸的辐解机理对了解生物大分子磷酰化作用具有重要意义。     

枯草杆菌噬菌体φ29在不同核糖体蛋白质突变体上的成斑率

核糖体是合成蛋白质的场所。但核糖体是否参与蛋白质合成的调节,并未经过仔细的研究。Hummel和B(?)ck证明依赖链霉素突变体(Str~DA)在去掉链霉素的条件下所合成的核糖体,其蛋白质合成的图象不同:有些蛋白质合成的数量发生变化;另一些蛋白质不再合成;还合成了一些新的蛋白质。说明Str~DA在有、无链霉素条件下合成的核糖体对mRNA的选择性不同。Duvall等报道枯草杆菌核糖体蛋白质BL12a发生突变,则质粒基因cat-86不     

核糖核酸作为细菌遗传性转变因素的发现

早在1928年 Griffith 发现肺炎球菌形成荚膜的遗传性转变现象,1944年 Avery,Macleod 与McCarty 证明这个引起细菌改变遗传性状的物质,所谓转变因素,是去氧核糖核酸(以下简称 DNA)。以后在其他细菌中陆续发现了 Griffith 反应,而且同样证实这些遗传性的转变因素是 DNA,而不是其他物质。Avery 等的研究成果被认为是近代生物科学上的一项重大贡献,从而推断转变因素 DNA 就是遗传学家所称的“基因”或者是“基因物质”。     

基因结构:更加惊人的发展

有关基因表达的知识大多来自诸如细菌之类简单的原核生物的研究。这些细胞的基因表达过程比较简单。首先一只基因的DNA拷贝成一种对应的信使RNA分子(mRNA);然后,mRNA决定蛋白质的合成,这种蛋白质作为细菌的一种酶或结构组份行使它的功能。但是,高等生物的真核细胞远比细菌复杂,因此,对于那些从事研究真核细胞遗传信使表达的人员来说是事倍功半。现在情况正在起变化。研究人员从揭示真核细胞基因表达的奥秘所作出的努力中开始看到了一些进展。他们发现的情况,显然不同于已了解的细菌基因的表达过程。一些研究人员最近发现,真核细胞的许多基因     

枯草杆菌噬菌体φ105在依赖链霉素突变体中的增殖和大分子合成

自从Jacob和Monod提出操纵子模型以来,关于基因表达在转录水平的调节,已经积累了大量的资料;但在翻译水平的调节所得的证据要少得多。其中主要有RNA噬菌体基因和细菌核糖体蛋白质基因的表达。前者由RNA基因组高级结构和基因产物的相互作用来控制(评论见文献[1]),后者通过翻译反馈来控制各种核糖体蛋白质的量,使它们保持平衡。 核糖体蛋白质突变会影响翻译的准确性。S12、S17和L6突变提高翻译的准确性,     

又一个例证——SV40 DNA的全核苷酸顺序

病毒SV40以及多瘤病毒作为直核细胞基因结构和表达的模型已被深入研究。 SV40 DNA是一个超螺旋的、环状的双链DNA,它的全核苷酸顺序(5224个碱基对)已发表。全顺序的测出,能够在基因组上确定已知基因的位置。基因组中至少有15.2％是不翻译成多肽的。全顺序可分为早转录区和晚转录区两大区段。早转录区编码两个蛋白质——t抗原和T抗原,二者的基因起始于同一位置,并共用一段约300个碱基对长的片     

大豆贮藏蛋白信使核糖核酸的分离与转译

一、引言大豆(Glycine max)种子含30—50％的蛋白质,这类蛋白基因的表达具有明显的组织特异性和呈“时态调节”的特点,即它们只是在未成熟的种子子叶里表达而在其它组织中不表达;当植物开花受精后到种子成熟前这些基因被激活,合成大量蛋白质。关于大豆贮藏蛋白的组成和生化特性已有许多研究,已经知道主要的种子蛋白有大豆球蛋白(glycinin)。副大豆球蛋白(Conglycinin),胰蛋白酶抑制因子(trypsin inhibitor)和凝集素(Iectin)。前二种即11S和7S蛋白为贮藏蛋白,约占总蛋白的80％左右。Sun和Slightom对法国菜豆贮藏蛋白     

基因抑制蛋白质揭示干细胞奥秘

科学家已经采取措施来揭示“干细胞性质”的奥秘:将对是什么促使胚胎干细胞(ES)能无休止地复制并保持其演变成为任何种类人体细胞的潜能作出解释。近期《细胞》和《自然》杂志上发表的论文称,保持干细胞特性的关键因素是称为多冠状聚合蛋白质的分子。美国麻省理工学院(MIT)和剑桥怀特黑德生物医学研究所的研究小组报道,这些蛋白质和其他蛋白质协同作用以抑制大部分调节基因(调节基因的蛋白质启动起关键作用的发育基因),使胚胎干细胞保持处于未分化状态。已知多冠状聚合蛋白质在诸如果蝇和人等不同生物体的发育上,都具有关键性的抑制基因的…     

基因组测序永无止境的根本原因

1869年瑞士青年学者米歇尔（Johann F.Miescher．1844—1895年）在莱茵河鳟鱼的精子里发现了脱氧核糖核酸分子，即现在大家熟知的DNA。他虽然也曾猜想过DNA可能与遗传有关，但还是倾毕生精力去研究鱼精蛋白。毕竟蛋白质与生命过程的关系已经是当时科学研究的热门。以致1878年恩格斯在《反杜林论》中就写下了至今还基本正确的语句：“生命是蛋白质的存在方式，这种存在方式本质上就在于这些蛋白质的化学组成部分的不断的自我更新。”     

用“苗条”激素减肥

发现苗条激素经过多年潜心研究,美国洛克菲勒大学的贾弗里·弗利德曼博士发现肥胖与脂肪细胞有关,由脂肪细胞产生的一种所谓“苗条”激素担负着调节体内脂肪量的任务。弗利德曼博士在动物实验中发现,在正常情况下,蛋白质由根据碱基顺序选择出来的氨基酸合成,但是由于肥胖老鼠的基因有变异,所