基因與酵素

1、基因 (gene),,基因(gene),研究遺傳學的科學家認為遺傳遺傳學的粒子特性 (particulate nature of heredity)孟德爾 (1866年)提出生物的特徵是由遺傳單位 ( 他稱為元素，現(xiàn)稱為基因 ) 所決定及攜載並可藉染色體遺傳至下一代,基因的定義(Definition of gene),是重組單位 (a unit of recombination)從 Morgan 果蠅編製的染色體圖研究M

2、organ 假定基因是染色體上能藉互換而與鄰節(jié)分離的小段基因被考慮為一大單位、為染色體上的一特定區(qū)域，以決定某一項明顯的特徵,,基因為一突變單位 (gene as a unit of mutation)從突變的研究顯示，染色體的構(gòu)造、其鹼基序、或其中一個鹼基鰥生突發(fā)性或隨機性的改變時，生物的特徵亦會改變基因可以細如 DNA 螺旋內(nèi)的一對鹼基基因是染色體上可進行突變的最小段,,基因為一功能單位 (gene as a unit of

3、 function)較為廣泛被接受基因已廣知能決定生物的構(gòu)造、生理、及生化特徵有些生物學家認為基因便是染色體上可產(chǎn)生一特定產(chǎn)物的最小段,,從 Beadle & Tatum 的研究可確認這個定義的真實性 - “ 一基因一酵素假說 (one gene one enzyme hypothesis) ”並由最新的一門生物學研究 - 份子遺傳學証實 ( 最後此概念縮窄為 “ 一作用子一多 月太鏈假說 (one cistr

4、on one polypeptide hypothesis) ”,基因與酵素(Gene & enzymes),最初由一位英國物理學家 Sir Archibald Garrod 提出 (1908年)被首批研究遺傳學的科學家証明 (40年後),例子 (1),苯甲丙氨酸、酪氨酸 ( 作用為製造細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、 及合成其他結(jié)構(gòu)和生理化合物 )若這兩種氨基酸過量 -->

5、被代謝分解成為 CO2、H2O、及 含氮廢物 ( 代謝作用由一系列酵素催化 ),,催化上述代謝活動的酵素有缺陷 / 缺乏 --> 代謝失調(diào) eg.苯丙酮酸尿癥 (phenylketomuria) 甲狀侏儒病 (goitrous cretinism) 白化癥 (albinism)

6、 尿黑酸癥 (alkaptonuria)這些缺陷可遺傳 --> 顯示受隱性基因控制,例子 (2),(1941年) Beadle & Tatum 進行 “ 一基因一酵素 ” 的研究實驗實驗材料 - 胞脈菌 (Neuropsora crassa) - 為一子囊菌真菌 - 好處 : 容易培養(yǎng)、能大量培植、

7、 生命週期短、營養(yǎng)期為 單倍體 --> 是實驗成功的因素,,胞脈菌的無性生殖 萌發(fā)分生孢子 (conidia) --> 菌絲體 (mycelium),,胞脈菌的有性生殖

8、 受精結(jié)合不同性別的菌株 2(n) 合子 減數(shù)分裂 + 有絲分裂 萌發(fā)

9、 菌絲體 子囊 (內(nèi)有 8 個 (n) 子囊孢子),,,,,基本培養(yǎng)基 (minimal medium) ( 只含有糖、鹽、及維生素 ) --> 胞脈菌可在基上萌發(fā)生長 (顯示胞脈菌能自行合成其他營養(yǎng)素 並由體內(nèi)的酵素催化 ),Beadle & Tat

10、um進行的實驗研究,,一基因一酵素假說(one gene one enzyme hypothesis),Beadle & Tatum 提出 : “ 突變基因的表現(xiàn)與一隱性基因相同 ”根據(jù)孟德爾提出的遺傳機制 --> Beadle & Tatum 分析這些結(jié)果並 示範出在每個情況下 --> X-射線能引發(fā)一次基因突變發(fā)生 --> 基因負

11、責控制一種酵素的產(chǎn)生 ( 即合成一種氨基酸的產(chǎn)生 ),,現(xiàn)已清楚顯示基因控制細胞內(nèi)酵素、及其他蛋白質(zhì)的合成而酵素並控制細胞內(nèi)物質(zhì)的合成,一作用子一多月太假說(one cistron one polypeptide hypothesis),Benzer (1955年)研究噬菌體 T4 內(nèi)基因的構(gòu)造由 “ 一基因一酵素 ” --> “ 一作用子一多月太鏈 ” 的概念 作用子 (ci