1、第六章 真核生物遺傳分析,一、真核生物基因組 0.5課時 二、DNA重復(fù)序列 0.5課時 三、順序四分子作圖 1.0課時 四、基因轉(zhuǎn)變及其機理 0.5課時 五、同源重組及其機理 1.0課時 六、基因丟失、擴增與重排 0.5課時,目 錄,一、真核生物基因組,(一) 基因組(genome)概念,一、真核生物基因組,(二) 基因組與堿基對數(shù)目,顯花植物bp數(shù)目=1011 人類bp數(shù)目= 7109 果蠅bp數(shù)目= 8107 E.coli bp數(shù)目= 3106 T4phage bp數(shù)目=2105 被子植物C值比人類C值大100倍左右，這種C值大小與生物進化程度不符的現(xiàn)象稱悖理現(xiàn)象。 該現(xiàn)象說明生物基因組

2、內(nèi)必有大量的不編碼基因。,1. C值悖理,一、真核生物基因組,(二) 基因組與堿基對數(shù)目,2. N值悖理,二、 DNA重復(fù)序列(repetitive sequence),（一）cot曲線及其作用,1、 cot曲線概念,二、 DNA重復(fù)序列(repetitive sequence),（一）cot曲線及其作用,2、 cot曲線的作用,研究DNA序列重復(fù)次數(shù) 1/2單鏈復(fù)性值Cot1/2愈后，重復(fù)次數(shù)愈少、復(fù)性愈慢；Cot1/2值愈前，重復(fù)次數(shù)愈多、復(fù)性愈快。 某基因組6.8108bp出現(xiàn)了3 個Cot1/2值，表明該基因組有3類不同的DNA重復(fù)系列： 高重復(fù)序列：kCot1/2340，占總數(shù)25%

3、(1.7108bp)， 重復(fù)50萬次； 中重復(fù)序列：kCot1/2600000，占總數(shù)30%(2.1108bp),重復(fù)350次； 低重復(fù)序列：kCot1/23.0108 占總數(shù)45%(3.0108bp), 重復(fù)1次。,二、 DNA重復(fù)序列(repetitive sequence),（一）cot曲線及其作用,2、 cot曲線的作用,(二)重復(fù)序列種類,1、高度重復(fù)序列(highly repetitive sequence）,序列單調(diào)： 長度6-200bp 重復(fù)程度高： 100萬次以上 約占基因組： 10%左右 復(fù)性時間： 以秒計 存在部位： 組成性異染色質(zhì) 特 點： 復(fù)制不轉(zhuǎn)錄不翻譯 呈衛(wèi)星DN

4、A：富G/C列序浮力密度大，出現(xiàn)底部衛(wèi)星；富A/T出現(xiàn)衛(wèi)星DNA。 物種不種衛(wèi)星DNA帶不同,二、 DNA重復(fù)序列(repetitive sequence),(二)重復(fù)序列種類,2、中度重復(fù)序列(moderately repetitive sequence),二、 DNA重復(fù)序列(repetitive sequence),(二)重復(fù)序列種類,3、單拷貝序列(unique sequence),序列復(fù)雜：長度1000bp以上 重復(fù)度高：1-3次 占基因組：70%以上 復(fù)性時間：以小時計 存在部位：常染色質(zhì)區(qū) 特 點：復(fù)制轉(zhuǎn)錄又翻譯 所有結(jié)構(gòu)基因,二、 DNA重復(fù)序列(repetitive sequ

5、ence),三、真菌順序四分體(Ordered tetrad),（一）概念,配子排列順序受同源染色單體順序決定，稱順序四分體。 脈孢菌(Neurospora crassa)子囊狹窄，紡垂體只能縱向分開，四分體排列順序只能按同源染色單體順序形成。,（二）作用,1、 檢查染色單體間交換及基因干涉情況,三、真菌順序四分體(Ordered tetrad),無交換時，Aa等位基因在第1次核分裂分開，稱M1分離；有交換時，a等位基因在第2次分裂分開，稱M2分離。,（二）作用,三、真菌順序四分體(Ordered tetrad),1、脈孢菌賴氨酸Lys -突變型雜交試驗,（三）著絲粒作圖（centromere

6、 mapping）,三、真菌順序四分體(Ordered tetrad),2、重組率計算,三、真菌順序四分體(Ordered tetrad),（三）著絲粒作圖（centromere mapping）,1、腺嘌呤、煙酸突變型雜交試驗,（四）著絲粒與2對連鎖基因作圖（linkage gene mapping）,三、真菌順序四分體(Ordered tetrad),（四）著絲粒與2對連鎖基因作圖(linkage gene mapping),三、真菌順序四分體(Ordered tetrad),2、順序四分體及其交換類型判斷,等位基因分開時間定重組單體，連鎖基因組合情況定重組配子 n與著絲粒未交換呈+nn排

7、列,記為M1；交換呈+n+n排列,記為M2 a與著絲粒未交換呈+aa排列,記為M1；交換呈+a+a排列,記為M2 n與a基因未交換呈+an+排列,記為PD；交換呈+na排列,記為NPD 四型子囊記為T，其中親型占1/2，新型占1/2。,3、連鎖判斷,（三）著絲粒與2對連鎖基因作圖(linkage gene mapping）,三、真菌順序四分體(Ordered tetrad),親新型總數(shù)比值判斷基因是否連鎖 PD/NPD1為連鎖，PD/NPD=1為獨立遺傳。 親型PD=808+90=898；非親型NPD=2，PD/NPD=449.5,連鎖。四型囊親、新型相等計算時可以不考慮； 交換配子中，親新型

8、比值判斷同異臂連鎖 M2M2狀態(tài)下PD數(shù)目NPD為同臂連鎖，等于NPD為異臂連鎖。本例交換條件下，PD=90，NPD=1，為同臂連鎖。,4、計算重組率,（三）著絲粒與1對連鎖基因作圖(linkage gene mapping),三、真菌順序四分體(Ordered tetrad),5、基因定序,三、真菌順序四分體(Ordered tetrad),（三）著絲粒與1對連鎖基因作圖(linkage gene mapping),6、低估重組率計算 因2-3線單交換后為親型導(dǎo)致端部基因Rf值下降,三、真菌順序四分體(Ordered tetrad),（三）著絲粒與1對連鎖基因作圖(linkage gene

9、mapping),總配子數(shù)=子囊數(shù)4=10004=4000。 各類交換配子數(shù)計算 o-n交換配子數(shù)=n基因M2子囊數(shù)2=(90+ 5+ 5+ 1)2=202 o-a交換配子數(shù)=a基因M2子囊數(shù)2=(90+90+5+ 1) 2=372 n-a交換配子數(shù)=NPD4 + T2 =(24+(90+5+5)2=208 遺漏配子數(shù)計算 因o-n間配子 + o-a間配子n-a間配子；所以 遺漏配子數(shù)=o-n間加n-a間減o-a間=202+208-372 =38 低估重組率=遺漏配子數(shù)/總配子數(shù)=38/4000=0.95%,7、連鎖基因作圖,（三）著絲粒與1對連鎖基因作圖（linkage gene mappi

10、ng）,三、真菌順序四分體(Ordered tetrad),1、釀酒酵母的非順序四分體,（四）非順序四分體作圖（unordered tetred mapping）,三、真菌順序四分體(Ordered tetrad),2、RF=1/2T+NPD,（四）非順序四分體作圖（unordered tetred mapping）,三、真菌順序四分體(Ordered tetrad),（一）異常分離(abnormal segregations)實驗,四、基因轉(zhuǎn)變及其機理,1、基因轉(zhuǎn)變概念,（二）基因轉(zhuǎn)變(gene conversion),四、基因轉(zhuǎn)變及其機理,2、基因轉(zhuǎn)變的時期,（二）基因轉(zhuǎn)變(gene co

11、nversion),四、基因轉(zhuǎn)變及其機理,五、同源重組及其機理,（一）同源重組(homologous recombination),特點 1、同源重組需要依賴蛋白質(zhì)(RecA、RecBC蛋白)參與； 2、序列同源，就能重組，特異性不強，但有重組熱點； 3、真核生物染色質(zhì)的狀態(tài)會影響重組頻率。,（一）同源重組(homologous recombination),2、斷裂愈合模型 (breakage joining model),該模型能解釋大量正常分離重組的原因，但不能揭示異常重組分離，如基因轉(zhuǎn)變和細菌環(huán)狀染色體重組的機理。,五、同源重組及其機理,1、Holliday模型 1964,（二）同源重

12、組機理,五、同源重組及其機理,內(nèi)切酶切斷酯鍵形成斷口 連接酶形成cross-bridge 交聯(lián)橋遷移產(chǎn)生G/A,C/T 十字構(gòu)型，并異構(gòu) 兩方式切割一半完整，一半雜合雙鏈，雜種DNA分子 雜合雙鏈G/A、T/C堿基對不匹配 修補復(fù)制時，多方式校正 產(chǎn)生異常分離,2、 Holliday模型與異常分離,（二）同源重組機理,五、同源重組及其機理,3、 Holliday模型與環(huán)狀DNA重組,（二）同源重組機理,五、同源重組及其機理,4、 Holliday模型的矛盾,（二）同源重組機理,五、同源重組及其機理,5、 Meselson-Radding模型 1975,（二）同源重組機理,五、同源重組及其機理,

13、6、極化子與負干涉,（二）同源重組機理,五、同源重組及其機理,（一）基因丟失( gene elimination),六、基因丟失、擴增與重排,生物個體發(fā)育中常丟掉整條或部分染色體的現(xiàn)象 女人體細胞中XX染色體早期隨機失活出現(xiàn)巴氏小體 小麥癭蚊極細胞40條染色體丟失32條，保留8條。,（二）基因擴增( gene amplification),六、基因丟失、擴增與重排,因生物個體發(fā)育需要常有基因拷貝大量擴增的現(xiàn)象。如美西螈燈刷染色體。 爪蟾體細胞rDNA拷貝數(shù)約500個，而卵母細胞中rDNA為2000000個，占卵母細胞DNA總數(shù)的75%，確保1012個核糖體轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成的需要。 人類癌細胞中

14、，由于癌基因大量擴增，高效表達，導(dǎo)致癌細胞生長失控，誘發(fā)癌癥。,（三）基因重排( gene rearangement),六、基因丟失、擴增與重排,（三）基因重排( gene rearangement),六、基因丟失、擴增與重排,2.轉(zhuǎn)座子基因重排,轉(zhuǎn)座子能改變W+基因位置，或發(fā)生不對等交換導(dǎo)致基因重排。,第6章 作業(yè)及復(fù)習(xí)題,一、作業(yè)：P149-150 1.2.7 二、復(fù)習(xí)題 （一）名詞注釋 1.highly repetitive sequence 2.unique sequence 3.Ordered tetrad 4.centromere mapping 5.abnormal segreg

15、ations 6.gene conversion 7.homologous recombination 8.breakage joining model 9.Polaron 10.negative terference 11.gene elimination 12.gene amplification （二）填空 1、DNA螺旋結(jié)構(gòu)中，雙鏈同軸盤纏的主要是DNA雙鏈極性相反產(chǎn)生了向心力，除此之外還有( )力及( )力都是維持DNA空間結(jié)構(gòu)的主要動力。 2、測得某雙鏈DNA分子中，G的含量為0.24，則該DNA中T的含量為( )，C 的含量為( )。 3、用3H-dTMp培養(yǎng)基28下培養(yǎng)E.co

16、li，20min后,提取E.coliDNA。發(fā)現(xiàn)該DNA僅一條DNA鏈上有放射性標記。這說明DNA復(fù)制是( )方式復(fù)制。若在35下培養(yǎng)30mm后，提取E.coliDNA。發(fā)現(xiàn)一條DNA長鏈及很多DNA片斷上均有放射性標記，且含量各占1/2左右。該試驗說明DNA復(fù)制是( )復(fù)制。 4、DNA特有的堿基是（ ），RNA特有的堿基是（ ）。,5、若在106NtRNA的核苷酸的排列是隨機的，而各種堿基的比例是20%A,25%C, 25%U 和30%G，你預(yù)計5-GUUA-3序列可出現(xiàn)（ ）次，5-UUA-3序列可出現(xiàn)（ ）次 6、從細菌的噬菌體中分離DNA，DNA中含33%A，26%T，18%G,和2

17、3%C，該測定數(shù)據(jù)可以推測此噬菌體DNA的結(jié)構(gòu)是（ ）結(jié)構(gòu)，而真核生物DNA結(jié)構(gòu)是（ ）結(jié)構(gòu) 7、tRNA的二級結(jié)構(gòu)為三葉草狀，其特點是有22個恒定的堿基、5端配對、3-OH永遠是單鏈區(qū)；和其特有的三環(huán)一臂。三個莖環(huán)是（ ）（ ）（ ），一臂是（ ）。 8、Alu家族是人、鼠等所有脊椎動物中廣泛分布的一種基因家族，有14個重復(fù)基因，各基因之間的間隔序列稱為（ ），它與（ ）基因同源。 9、第一代分子遺傳標記技術(shù)就是指（ ）遺傳標記技術(shù)，它是基于（ ）酶切割DNA的片段長度不同，通過克隆探針檢測不同長度DNA片段多態(tài)性差異的遺傳標記計算。 10、生物性細胞內(nèi)基因組C值大小與生物進化程度不符的現(xiàn)象

18、稱為（ ），它告訴我們生物基因組內(nèi)必有大量的（ ）基因。 （三）選擇填空 1、已知T4噬菌體A區(qū),1、3、5號突體為同一個順反子,2、4號突變體為另一個順反子。則1號突變體與2、3、4、5號突變體的互補測驗結(jié)果應(yīng)為( )。 a、-+ -+ b、+ - + c、+ -+ - d、-+ - 2、3-TACAAT- DNA鏈，轉(zhuǎn)錄mRNA的結(jié)果為( )。 5-ATGTTA- a、UACAAU b、AUGUUA c、-ATGTTA- d、-TACAAT- 3、DNA切除修復(fù)，當胸腺嘧啶二聚體剪開切口，互補合成填補上二聚體空缺之后，損傷DNA片斷由( )酶切掉。 a、核酸內(nèi)切酶 b、DNA聚合酶 c、核

19、酸外切酶 E、DNA連接酶,4、因基因突變密碼子GAA變?yōu)锳AA。從密碼子功能上分類，該突變?yōu)? )突變。 a、同義突變 b、錯叉突變 c、無義突變 d、無突變 5、tRNA、rRNA基是( )的基因。 a、既轉(zhuǎn)錄又翻譯 b、不轉(zhuǎn)錄不翻譯 c、只轉(zhuǎn)錄不翻譯 d、不復(fù)制不轉(zhuǎn)錄 6、DNA切除修復(fù)，當TT剪開切口，合成新互補鏈DNA片斷后，被置換出來的損傷DNA片斷，由（ ）酶切掉。 a.內(nèi)切酶 b.聚合酶 c.外切酶 d.連接酶 7、GAA密碼子突變成AAA密碼子，該突變?yōu)椋?）突變 a.同義突變 b. 錯義突變 c.無義突變 d.點突變 8、轉(zhuǎn)錄和復(fù)制都是遺傳物質(zhì)合成的過程，但轉(zhuǎn)錄特點與下列特點不吻合的是（ ）。 a、轉(zhuǎn)錄僅一條模板鏈； b、轉(zhuǎn)錄需要引物； c、轉(zhuǎn)錄不需要底物； d、轉(zhuǎn)錄的開鏈區(qū)不擴大，只移動。 9、RNA pol的主要功能有五個，下面與其功能不吻合的是（ ）。 a、直接識別啟動子； b、使DNA解鏈； c、合成RNA； d、校正DNA序列。 10、下列物質(zhì)中不是組成型異染色質(zhì)的是（ ）。 a、著絲粒； b、端粒； c、次縊痕 d、巴氏小體 11、下列物質(zhì)中不是組兼性異染色質(zhì)的有（ ）。 a、假基因； b、內(nèi)