1、遺傳操作,DNA的遺傳操作 細(xì)胞的遺傳操作,DNA的遺傳操作,限制性核酸內(nèi)切酶 DNA的限制性酶分析 DNA順序的測定 重組DNA 基因文庫的構(gòu)建,限制性核酸內(nèi)切酶,限制與修飾作用 限制性核酸內(nèi)切酶,E.coli K,E.coli B,E.O.P = 1,E.O.P = 10-4,E.O.P = 1, .B, .K,限制酶能識別和切斷外來的 DNA而使它失去復(fù)制能力,修飾酶能使限制酶的識別序 列中的若干個堿基甲基化，限制酶 不能識別它,限制性核酸內(nèi)切酶,限制性核酸內(nèi)切酶可分I型, II型和III型三類 識別序列有3個特點：由46個核苷酸組成，回文結(jié)構(gòu)，可被有規(guī)律替代 II型限制酶的切割類型：

2、錯切和平切兩類,DNA的限制性酶分析(自學(xué)）,病毒基因組的限制性酶分析 遺傳病的限制性酶分析,DNA順序的測定原理,Sanger的加減法原理：極其復(fù)雜的核苷酸排列順序可由簡單的不同長度的核苷酸推算出來 末端終止法的原理,重組DNA,重組DNA(recombinant DNA)-從同種生物的不同部位或是從幾種來源得到的核苷酸順序共價連接而成的DNA定義為重組DNA,重組DNA,目的基因分離和合成 載體 目的基因與載體的連接 重組DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞和選擇,目的基因分離和合成的方法,利用解鏈溫度的不同分離目的基因 利用分子雜交技術(shù)分離目的基因 利用不同轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體分離目的基因 散彈射擊法分離目的基因

3、化學(xué)合成基因 反向轉(zhuǎn)錄法合成基因,載體應(yīng)具備的條件,進(jìn)行松弛型復(fù)制，產(chǎn)生大量拷貝 有一種或多種限制酶的單一識別位點 帶有一個或幾個可供選擇的標(biāo)記,目的基因與載體的連接-方法,粘性末端連接 平整末端連接 同聚末端連接 人工接頭連接,重組DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞的方法,轉(zhuǎn)化，以質(zhì)粒為載體 轉(zhuǎn)染，以去外殼的噬菌體DNA為載體 轉(zhuǎn)導(dǎo)，用離體包裝外殼的噬菌體DNA為載體 微注射，把重組DNA直接注入受體細(xì)胞,重組DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞后的選擇,遺傳學(xué)方法-抗藥性變化的檢測 免疫學(xué)方法-檢測外源性蛋白質(zhì)(Western blotting) 分子雜交方法(Southern blotting),轉(zhuǎn)化細(xì)菌的篩選,轉(zhuǎn)化子生

4、長在含Tet 和Amp培養(yǎng)基中,轉(zhuǎn)化子生長在含Amp 但不含Tet培養(yǎng)基中,+,DNA連接酶,質(zhì)粒載體,外源DNA,Ampr,Tetr,Ampr,Tets,Ampr,Ampr,Tetr,Tets,BamHI,BamHI,BamHI,BamHI,BamHI,基因文庫的構(gòu)建,基因文庫(gene library)-將某種生物細(xì)胞總DNA的所有片段隨機(jī)地與載體連接并轉(zhuǎn)入到宿主細(xì)胞中，通過細(xì)胞增殖而構(gòu)建成各片段的無性繁殖系（clone 克?。?，這一組克隆的總體叫做某種生物的基因文庫,細(xì)胞的遺傳操作,細(xì)胞融合 淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù) 細(xì)胞拆合 外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞,細(xì)胞融合,細(xì)胞融合方法-化學(xué)融合和電融合 雜

5、種細(xì)胞的選擇 基因定位-同線測定，染色體定位和區(qū)域定位,淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù),克隆選擇學(xué)說-一個細(xì)胞，一種抗體 淋巴細(xì)胞雜交瘤 單克隆抗體-一個淋巴細(xì)胞免疫后只產(chǎn)生一個抗體,細(xì)胞拆合,核移植是指將一種細(xì)胞的細(xì)胞核移植到另一種去掉細(xì)胞核的細(xì)胞質(zhì)內(nèi) 雌核發(fā)育是指精子雖能正常進(jìn)入和激活卵細(xì)胞，但精核不參與卵細(xì)胞發(fā)育，由卵核加倍形成二倍體的單性生殖方式,外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞,染色體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移 DNA介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)基因動物,第十章 變異,基因突變的分子基礎(chǔ) 基因突變的機(jī)制 DNA損傷的修復(fù) 染色體結(jié)構(gòu)變異 染色體數(shù)目變異,基因突變及其特性,基因突變就是一個基因變?yōu)樗牡任换?基因突變的特性：可逆

6、性，多方向性，低頻率性,基因突變的分子基礎(chǔ),堿基置換突變 移碼突變 片段突變,堿基置換突變的類型,轉(zhuǎn)換（transposition）：嘌呤 嘌呤；嘧啶 嘧啶 顛換（transversion）：嘌呤 嘧啶,堿基置換突變的結(jié)果,同義突變 錯義突變 無義突變,基因突變的機(jī)制,堿基類似物的誘發(fā)突變 改變DNA化學(xué)結(jié)構(gòu)的誘變劑 結(jié)合到DNA上的誘變劑,堿基類似物的誘發(fā)突變,5-溴尿嘧啶,酮式：與A配對,烯醇式：與G配對,改變DNA化學(xué)結(jié)構(gòu)的誘變劑,A H, H-C,亞硝酸,G mG, mG-T,烷化劑,結(jié)合到DNA上的誘變劑,吖啶類化合物能結(jié)合到DNA上，插入堿基之間使它們分開，造成不等交換 吖啶類化合

7、物還能使DNA分子插入一個堿基或丟失一個堿基，產(chǎn)生移碼突變,DNA損傷的修復(fù)（自學(xué)）,紫外線對DNA的損傷 光復(fù)活作用 切除修復(fù) 重組修復(fù),染色體結(jié)構(gòu)變異,染色體結(jié)構(gòu)變異是由于染色體斷裂后 或不接合或進(jìn)行差錯的接合而產(chǎn)生的，會 造成染色體上基因數(shù)目和基因位置的變化， 導(dǎo)致細(xì)胞學(xué)行為和遺傳效應(yīng)的異常,染色體結(jié)構(gòu)變異,缺失（deficiency）,重復(fù)（duplication）,倒位（inversion）,易位（translocation）,第十一章 動物群體的遺傳結(jié)構(gòu),動物群體的平衡 影響平衡和基因頻率變化的因素 遺傳多態(tài)現(xiàn)象,群體與群體遺傳學(xué),群體(population)是由交配和親子關(guān)系相連

8、的個體構(gòu)成的集團(tuán) 孟德爾群體(Mendelian population)是指能相互交配以有性方式產(chǎn)生個體的集團(tuán) 研究群體的遺傳結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律的遺傳學(xué)就是群體遺傳學(xué)(population genetics) 進(jìn)化遺傳學(xué)(evolution genetics),動物群體的平衡,基因頻率與Hardy-Weinberg平衡 隨機(jī)交配群體基因頻率的計算 一個以上座位的平衡,基因頻率與Hardy-Weinberg平衡（一）,一個群體內(nèi)某一定等位基因的頻率叫做基因頻率，其中A1的頻率為： x1 = (2N11+N12)/(2N) = X11+X12/2 A2的頻率 x 2 = 1-x1 =X12/2 +

9、X22,Hardy-Weinberg平衡(二),X11 = x12 X12 = 2x1x2 X22 = x22,隨機(jī)交配(random mating),這是指在群體中一種性別的任何一個個體 與其相反性別的任一個體交配的機(jī)會均等,復(fù)等位基因的基因頻率,一般情況：,Hardy-Weinberg平衡：,xi = Xii +(1/2) Xij,ij,Xii = xi2 , Xij = 2 xixj,隨機(jī)交配群體基因頻率的計算,等顯性或不完全顯性等位基因 xi = (2nii + nij)/(2n) 完全顯性等位基因 x2 = nk/n 伴性基因頻率的計算,例子,求出等位基因A, B, C的頻率,例1,

10、一個群體中個體的血型比例是： 血型 A B O AB 比例 0.32 0.15 0.49 0.04 計算各等位基因的頻率。,解答,血型A, B, O分別由基因IA,IB, i控制， 假定它們的頻率為x1, x2, x3， 則,x3 = 0.49 = 0.7,x1 +x2+x3 = 1, (x2 +x3)2 = (1 x1)2 (x2 +x3)2 =B + O, x1 =1 B + O = 1 0.32+0.49 = 1 0.9 = 0.1 x2 = 1 0.1 0.7 = 0.2,由于,所以,例2,1998級畜牧專業(yè)全體同學(xué)的血型比例是： 血型 A B O AB 比例 14(0.259) 10

11、(0.185) 26(0.482) 4(0.074) 計算各等位基因的頻率。,伴性基因頻率,雌性：x12 + 2x1x2 + x22 A1A1 A1A2 A2A2,雄性： x1 + x2 A1 A2,影響平衡和基因頻率變化的因素,交配方式 選擇 突變 遺傳漂變 遷移 創(chuàng)始者效應(yīng),Hardy-Weinberg 平衡的5個條件,適應(yīng)性一致 大群體 隨機(jī)交配 無遷入與遷出 突變處于平衡狀態(tài),交配方式的影響,交配方式(mating system)：近交與雜交 交配方式的作用：改變基因型頻率，不改變基因頻率,選擇(selection),選擇是基因型的非隨機(jī)差異繁殖,突變(mutation),A1 A2,

12、u,v,x2 =,u,u +v,平衡：,遺傳漂變(genetic drift),等位基因的隨機(jī)變動叫做遺傳漂變,遷移(migration),創(chuàng)始者效應(yīng)(founder principle),遺傳多態(tài)現(xiàn)象,遺傳多態(tài)現(xiàn)象(genetic polymorphism) 是指同一交配繁殖群體中存在兩種或兩種 以上遺傳變異的類型, 其中頻率最低的類型 并不依靠重復(fù)突變維持。,遺傳多態(tài)現(xiàn)象,染色體多態(tài)現(xiàn)象 DNA多態(tài)現(xiàn)象 蛋白質(zhì)多態(tài)現(xiàn)象,染色體多態(tài)現(xiàn)象,牛Y染色體的多態(tài)性 豬銀染核仁組織區(qū)多態(tài)性 結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)多態(tài)性,DNA多態(tài)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,單個核苷酸的點突變即核苷酸的替換 單一DNA序列的插入或缺失 整串

13、DNA序列的插入或缺失 基因轉(zhuǎn)換,DNA多態(tài)現(xiàn)象檢測的原理-RFLPs,1),2),電泳圖譜,1),2),DNA多態(tài)現(xiàn)象的類型,RFLP(restricted fragment length polymorphism) RAPD(random amplified polymorphic DNA) 微衛(wèi)星多態(tài)性(microsatellite polymorphism) SSCP(single strand conformation polymorphism) DSCP(double strand conformation polymorphism) DNA芯片(DNA chips),蛋白質(zhì)多態(tài)現(xiàn)

14、象,蛋白質(zhì)多態(tài)現(xiàn)象(protein polymorphism) 是在蛋白質(zhì)水平上存在的遺傳變異,蛋白質(zhì)多態(tài)現(xiàn)象是由于構(gòu)成蛋白質(zhì) 的多肽鏈上的氨基酸出現(xiàn)變化引起的,分子水平下多態(tài)現(xiàn)象的維持機(jī)制,選擇學(xué)說(selection theory)-認(rèn)為雜合子優(yōu)勢維持分子水平下的多態(tài)現(xiàn)象 中性學(xué)說(neutral theory)-認(rèn)為分子水平下的多態(tài)現(xiàn)象與選擇無關(guān)，是一種隨機(jī)的固定,群體遺傳變異的度量 -群體的雜合性(H),第十二章 動物數(shù)量性狀的遺傳,數(shù)量性狀 數(shù)量性狀的遺傳機(jī)制 研究數(shù)量性狀的幾個遺傳參數(shù) 近交和雜交,質(zhì)量性狀與數(shù)量性狀,質(zhì)量性狀(qualitative traits)-由單基因或簡單

15、的兩對基因的互作影響的遺傳性狀，其變異是不連續(xù)的 數(shù)量性狀(quantitative traits)-變異是連續(xù)的，從最小到最大的范圍內(nèi)連續(xù)變動,數(shù)量性狀例子,人的身高：最矮者和最高者的差異 可能是40厘米或多一點,畜禽的體重：如豬的180日齡體重 可能在60千克到120千克間變動,數(shù)量性狀定義,象人的身高，體重以及家畜的大小， 體重等這些性狀，其變異是連續(xù)的，描 述它們只有通過測量的方法。這樣的性 狀叫做數(shù)量性狀，它們的差異表現(xiàn)在量 上或程度上,研究數(shù)量性狀的方法的特點,必須進(jìn)行度量 必須應(yīng)用統(tǒng)計方法進(jìn)行分析歸納 研究數(shù)量性狀以群體為對象才有意義,數(shù)量性狀的遺傳機(jī)制 多基因假說,1908年提

16、出多基因假說 多基因假說的主要論點：數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)是許多基因，這類基因大多數(shù)沒有顯隱性的區(qū)別，每一對基因?qū)π誀町a(chǎn)生不大的影響，它們的效應(yīng)是加性的，其行為符合基本的遺傳規(guī)律,多基因的效應(yīng),加性效應(yīng)(additive effect)是多個基因?qū)δ骋恍誀畹墓餐?yīng)是每個基因?qū)υ撔誀畹膯为?dú)效應(yīng)的總和 顯性效應(yīng)(dominant effect)是由等位基因間相互作用產(chǎn)生的效應(yīng) 上位效應(yīng)(epistasis)是由非等位基因之間的相互作用產(chǎn)生的效應(yīng) 顯性效應(yīng)和上位效應(yīng)統(tǒng)稱為非加性效應(yīng),越親遺傳現(xiàn)象,P 140千克 80千克 F1 130千克 F2 140千克或80千克,越親遺傳現(xiàn)象的解釋,P A1A1A

17、2A2a3a3 a1a1a2a2A3A3 F1 A1a1A2a2A3a3 F2 A1A1A2A2A3A3 or a1a1a2a2a3a3,數(shù)量性狀表型值的剖分,表型值 = 基因型值+環(huán)境偏差,P = G + E,表型值 = 育種值 + 剩余值 P = A + E,研究數(shù)量性狀的幾個遺傳參數(shù),遺傳力 重復(fù)力 遺傳相關(guān),遺傳力(heritability),VP = VG + VE 或 VP = VA + VE,H2 = h2 = 或 h2 =,VG,VE,VA,VE,A2,P2,重復(fù)力,重復(fù)力(repeatability)是不同次 生產(chǎn)周期之間同一性狀所能重復(fù)的程度,re = =,VA + VEg,VP,重復(fù)力的意義,B2,B2 +w2,遺傳相關(guān),rA =,covAxAy,遺傳相關(guān)的意義,AxAy,近交與雜交,近交(inbreeding)-是完全的或不完全的同型交配。相同基因型的交配叫同型交配 雜交(crossbreeding or outbreeding)-兩個基因型不同的純合子之間的交配,近交的效應(yīng)-增加