一、基因
（一）孟德尔的遗传因子阶段
（二）摩尔根的基因阶段
（三）顺反子阶段
（四）现代基因阶段
二、遗传信息与 DNA 复制
（一）DNA复制是遗传的基础
DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
（二）基因的半保留复制
1、半保留复制的含义
DNA在复制时首先两条链之间的氢键断裂两条链分开，然后以每一条链分别做模板各自合成一条新的DNA链，这样新合成的子代DNA分子中一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的，这种复制方式为半保留复制。
2、半保留复制的验证（Meselson和Stahl实验）
（三）DNA复制的过程
1.DNA复制的起始点
很多实验都证明：复制是从DNA分子上的特定部位开始的，这一部位叫做复制起始点(origin of replication)常用ori或o表示。
DNA复制从起始点开始直到终点为止，每个这样的DNA单位称为复制子或复制单元(replicon)。
*在原核细胞中，每个DNA分子只有一个复制起始点，因而只有一个复制子。
*在真核生物中，DNA的复制是从许多起始点同时开始的，所以每个DNA分子上有许多个复制子。
DNA复制起始点有结构上的特殊性，这些特殊的结构对于在DNA复制起始过程中参与的酶和许多蛋白质分子的识别和结合都是必须的。
2.DNA复制的方向
（1）定点开始双向复制
这是原核生物和真核生物DNA复制最主要的形式。
复制开始时，双链打开，形成一个叉状结构，称为复制。
在DNA复制时，以3′→5′方向的母链为模板时，复制合成出一条5′→3′方向的链，称为前导链。
前导链的前进方向与复制叉打开方向是一致的。
在DNA复制时，另一条母链DNA是5′→3′方向，它作为模板时，复制合成许多条5′→3′方向的短链，叫做随从链。形成的不连续的片断称为冈崎片断。
随从链的前进方向是与复制叉的打开方向相反的。
（2）定点开始单向复制
质粒 colE1 是个典型的例子，复制从一个起始点开始，以同一方向生长出两条链，形成一个复制叉。
（3）两点开始单向复制
腺病毒 DNA的复制是从两个起点开始的，形成两个复制叉，各以一个单一方向复制出一条新链。
3.DNA的复制过程
（1）引发
★DNA解链酶 解链酶的作用就是打开DNA双链之间的氢键。
DNA开始复制时首先在起始点处解开双链，反应是在一种解链酶的催化下进行的。解链酶需要ATP分解供给能量。
★单链DNA结合蛋白 它与解开的单链DNA结合，使其稳定不会再度螺旋化并且避免核酸内切酶对单链DNA的水解，保证了单链DNA做为模板时的伸展状态，单链DNA结合蛋白可以重复利用。
★复制的引发
①引物酶 它是一种特殊的RNA聚合酶，可催化短片段RNA合成引物。这种短RNA片段一般十几个至数十个核苷酸不等，它们在DNA复制起始处做为引物。用于前导链的形成。
②引发体(primosome) 高度解链的模板DNA与多种蛋白质因子形成的引发前体促进引物酶结合上来，共同形成引发体，引发体主要在DNA随从链上开始，它连续地与引物酶结合并解离，在不同部位引导引物酶催化合成RNA引物，进而合成DNA片段，用于随从链的形成。
（2）延伸
复制叉附近，形成了以两套 DNA 聚合酶Ⅲ全酶分子、引发体和螺旋构成的类似核糖体大小的复合体，称为 DNA 复制体。复制体在 DNA前导链模板和滞后链模板上移动时便合成了连续的 DNA 前导链和由许多冈崎片段组成的滞后链。在 DNA合成延伸过程中主要是 DNA聚合酶Ⅲ的作用。
（3）DNA复制的终止
已有研究证明大肠杆菌染色体DNA具有复制终止位点，此处可以结合特异的蛋白质分子叫做Tus，这个蛋白质可能是通过阻止解链酶的解链活性而终止复制的。DNA复制完成后，靠拓扑酶将DNA分子引入超螺旋结构。
（4）DNA 的复制的特点
★分区段、不连续复制：每个 DNA 分子不是由一端到另一端进行连续性复制，而是分为许多小区段的复制单位，每个复制单位大约为 30 微米左右。因此，DNA复制是不连续的。
★边解旋边复制，双向推进：每个复制单位从复制起点始，边解旋边复制，而且是从复制起点向相反的两个方向推进，直至与相邻的复制单位相接为止。
★半保留复制：按照碱基互补配对的原则进行半保留方式复制，即复制成的两个子代 DNA 分子中，各保留一条模板母链，称半保留复制。
★中心法则
概念：中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译的过程，以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程。
中心法则表明信息流的方向是有DNA→RNA →蛋白质。
在RNA病毒及某些动物细胞中可以RNA为模板复制出RNA，然后再由RNA直接合成出蛋白质；同时某些病毒，某些癌细胞及动物胚胎细胞可以由RNA转录出DNA，即发生逆转录。
指以 DNA 为模板合成 RNA的过程。
（一）转录过程总结
从DNA合成RNA的酶称RNA聚合酶。真核细胞mRNA转录需要RNA聚合酶 II 。
1、转录起始
RNA聚合酶 II 和启动子结合。但是RNA聚合酶 II 本身不能和启动子结合，只有在另一种称为转录因子的蛋白质与启动子结合后，RNA聚合酶才能识别并结合到启动子上，使DNA分子的双链解开，转录就从此起点开始。
2、转录过程
解开的DNA双链中只有一条链可以充当转录模板的任务，RNA聚合酶 II 沿着这一条模板链由3’端向5’端移行，一方面使DNA链陆续解开，同时将和模板DNA上的核苷酸互补的核苷酸序列连接起来形成5‘→3’的
3、转录终止
当RNA聚和酶II沿模板链移行到DNA上的终点序列后，RNA聚合酶II即停止工作，新合成的RNA陆续脱离模板DNA游离于细胞核中。
4、mRNA的加工
转录出来的RNA必须经过加工方能变为成熟的mRNA。刚转录出来的mRNAmRNA的前体）是分子较大的hnRNA（核内不均一RNA）。
u 在hnRNA5’端连上5’端帽子:即一个甲基化的鸟嘌呤，这种帽子由下述功能：
（1）使mRNA免遭核酸酶的破坏。
（2）使mRNA能与核糖体小亚基结合并开始合成蛋白质。
（3）被蛋白质合成的起始因子所识别，从而促进蛋白质合成。
u 在mRNA3’端需要加上poly(A)序列的尾巴
poly(A)序列的尾巴其长度因mRNA种类不同而不同，一般为40~200个左右的碱基，有两个功能：
（1）它是mRNA由细胞核进入细胞质所必需的。
（2）提高mRNA在细胞质中的稳定性。
u 切除内含子，连接外显子
（1）内含子： hnRNA链上不编码氨基酸的核苷酸序列，称为内含子。
（2）外显子： hnRNA链上编码氨基酸的核苷酸序列，称为外显子.
四、翻译
以mRNA为模版，按照碱基互补配对原则，利用tRNA在核糖体上合成具有一定氨基酸序列的多肽链的过程，称为翻译。
（一）蛋白质合成起始物的形成和氨基酸活化
①mRNA附在rRNA上，形成核糖体—mRNA—起始tRNA复合物作为起始物
②氨基酸的活化：氨基酸活化指氨基酸与特异tRNA结合形成氨基酰tRNA的过程。
（二）肽链的起始
以原核细胞为例，AUG既是甲硫氨酸的密码，又是蛋白质合成的起始密码，因此它是蛋白质合成的起始氨基酸。
（三）肽链的延伸和终止
肽链延伸过程中，当终止密码子UUA、UAG或UGA出现在核糖体A位时，没有相应的AA—tRNA能与之结合，而释放因子能识别这些密码子并与之结合，激活肽基转移酶，水解P位上的多肽链与tRNA之间的链，新生的肽链和tRNA从核糖体上释放，完成多肽链的合成。
