同濟(jì)大學(xué)遺傳學(xué)課件總結(jié)

1、遺傳學(xué)總結(jié)第一章 緒論遺傳（heredity, inheritance）指生物世代間相似的現(xiàn)象（名詞）或指生物性狀或基因（注意二者的不同）從上代向下代的傳遞過程（動(dòng)詞）變異（variation）生物個(gè)體間的差異（名詞）生物的性狀或基因從上代向下代傳遞時(shí)發(fā)生變化的過程(動(dòng)詞) （并非所有的變異都可以遺傳!）簡述遺傳和變異的矛盾與統(tǒng)一 遺傳和變異現(xiàn)象是自然界普遍存在的生命活動(dòng)的基本特征 遺傳決定了物種的基本特性，變異決定了種內(nèi)個(gè)體間差異 遺傳（的穩(wěn)定）是相對的，變異是絕對的 變異積累達(dá)到或超過一定“閾值”就可能成為新物種的來源 變異給進(jìn)化提供豐富素材，遺傳使變異得以積累和傳遞。如果性狀不存在變異，

2、遺傳將只是簡單的重復(fù)，如果變異不能遺傳，也就失去其遺傳學(xué)意義，生物同樣不能夠進(jìn)化，都是生物的進(jìn)化和發(fā)展不可缺少的因素第二章 孟德爾遺傳定律實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：1.實(shí)驗(yàn)對象：豌豆2.對具有不同單一性狀的純系（true-breeding or pure-breeding strains）進(jìn)行遺傳雜交-單因子雜交（monohybrid cross)3.反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證4.數(shù)學(xué)方法分析5.理論歸納顯性定律（The Principle of Dominance): 在雜合子中，一個(gè)等位基因可能掩蓋另一個(gè)等位基因的存在。 分離定律（The Principle of Segregation): 在雜合子中，兩個(gè)不同等位基

3、因在配子形成時(shí)會(huì)彼此分離。6.定律驗(yàn)證-測交（Testcrosses）雙因子雜交（dihybrid cross）自由組合（獨(dú)立分離）定律（The Principle of Independent Assortment): 不同對基因在形成配子時(shí)，不同基因的等位基因自由組合（或稱為彼此獨(dú)立分離）限制條件：控制性狀的兩對或兩對以上的非等位基因位于非同源染色體上或在同源染色體上但距離較遠(yuǎn)。7對基因位于7對不同染色體上的幾率：1 x 6/7 x 5/7 x 4/7 x 3/7 x 2/7 x 1/7 = 0.0061種表型分析方法：1. 棋盤法2. 分枝法3. 概率法二項(xiàng)式概率：第四節(jié)：孟德爾定律的擴(kuò)

4、展 基因型與表型之間的關(guān)系絕不是簡單的“一對一”的“決定”關(guān)系一、 等位基因間的相互作用-顯隱性關(guān)系表現(xiàn)的相對性完全顯性（complete dominance)不完全顯性（incomplete /partially dominance): 雜合子的表現(xiàn)型介于顯性純合子與隱性純合子之間。例1：金魚草花色的遺傳例2：豌豆種子的“圓”和“皺”例3：豌豆的開花時(shí)間外顯率 (penetrance)：指特定環(huán)境中某顯性基因在雜合狀態(tài)（或隱性基因在純合狀態(tài)）下顯示預(yù)期表型的比率，一般用%表示。外顯率為100%時(shí)，稱完全外顯；低于100%時(shí)屬于不完全外顯。表現(xiàn)度(expressivity)：具有相同基因型的個(gè)

5、體之間表達(dá)的變化程度。用于描述正常性狀或疾病在個(gè)體間表現(xiàn)程度或癥狀的輕重程度的差異。并顯性(codominance)：人類的MN血型，首先由Landsteiner發(fā)現(xiàn)，為繼ABO血型后被檢出的第二種與ABO血型獨(dú)立遺傳的血型。二、 復(fù)等位基因(multiple aleles)一個(gè)基因座有多于2個(gè)的等位形式。例一：人血型 例2：家兔毛色的復(fù)等位基因決定在一個(gè)復(fù)等位基因系列中，可能出現(xiàn)的基因型的數(shù)目取決于復(fù)等位基因的數(shù)目。如果有n個(gè)復(fù)等位基因，就會(huì)有n+n(n-1)/2種可能的基因型，其中有n種純合子、n(n-1)/2種雜合體 但對于一個(gè)個(gè)體而言，只能其中的兩個(gè)基因，且分離原則與一對等位基因相同

6、三、 致死基因(lethal gene)：Recessive lethal gene: 雜合時(shí)不影響個(gè)體的生活力，但在純合時(shí)有致死效應(yīng)。四、 非等位基因間的相互作用：基因互作、基因互補(bǔ)、抑制基因、上位效應(yīng)、疊加效應(yīng)基因互作：相對性狀由多對基因共同控制基因互補(bǔ)：兩對基因都存在時(shí)表現(xiàn)某性狀兩對基因控制同一對相對性狀而非兩對。抑制基因：基因I本身不能獨(dú)立表現(xiàn)任何可見的表型效應(yīng)，但可以完全抑制其他非等位基因的作用。上位效應(yīng)：封閉基因作用。沒有有功能的酶，阻斷了從白色底物向中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)變，不能合成任何有顏色的產(chǎn)物。1）隱性上位；2）顯性上位 兩對基因共同控制一對表型； 上位基因的作用類似于抑制基因，但同

7、時(shí)還控制其他表型。疊加效應(yīng)：對同一性狀的表型具有相同效應(yīng)的非等位基因五、 基因作用與環(huán)境的關(guān)系Ø基因所控制的性狀必須在一定環(huán)境下才能實(shí)現(xiàn) Ø環(huán)境條件不同也可使性狀發(fā)生變異 某基因決定了某性狀的反應(yīng)規(guī)范第3章：連鎖遺傳分析與染色體作圖v 性染色體：兩條染色體在雌、雄個(gè)體中形態(tài)不同，在做核型分析時(shí)無法象一般的染色體一樣進(jìn)行配對，把這兩條染色體叫做性染色體，相對的可以配對的染色體叫做常染色體 v 性別決定：對動(dòng)植物的性別分化作出預(yù)定的方式或機(jī)制 v 性別分化：動(dòng)植物性別差別化發(fā)育的過程v 性別轉(zhuǎn)換：已經(jīng)發(fā)育成某種性別的個(gè)體發(fā)生性別逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象Ø XO型性別決定（蚱蜢，蝗蟲

8、）：雌性為同配性別(XX)，雄性為X部分二倍體XOØ 染色體倍性決定（蜜蜂等膜翅目昆蟲）：雄性單倍體，減數(shù)分裂特殊形式：單極紡錘體，無核的細(xì)胞質(zhì)芽體Ø 基因型性別決定（玉米和葫蘆科部分植物）Ø 環(huán)境條件與性別決定性別分化是胚胎發(fā)育或個(gè)體發(fā)育的結(jié)果。實(shí)質(zhì)上和其他性狀一樣，也是基因有選擇地順序表達(dá)的結(jié)果。性別決定使得該個(gè)體具有發(fā)育成為某種性別的遺傳組成或潛力，但能否發(fā)育成為該性別，還要受到許多因素的制約：環(huán)境條件與性別分化；激素與性別分化；性轉(zhuǎn)換以XY型性別決定類型為例，基因位于X染色體上時(shí)為X-連鎖的遺傳，位于Y染色體上時(shí)稱為限雄遺傳 ；伴性遺傳往往指X-連鎖的遺傳

9、 X-伴性遺傳特點(diǎn)：性狀的遺傳方式與性別有關(guān)X染色體連鎖的隱性性狀表現(xiàn)為交叉遺傳發(fā)病率有明顯的性別差異，如果群體中致病基因頻率為q，則男性發(fā)病率為q，女性發(fā)病率為q2致病基因難于淘汰?；蚱胶饫碚摰奶岢龉壍男詣e決定于X染色體與常染色體倍數(shù)之比；果蠅的性別分化取決于X染色體上決定雌性的基因于常染色體上決定雄性的基因之間的平衡基因平衡理論的直接證據(jù)：雌雄嵌合體劑量補(bǔ)償效應(yīng)：指在XY性別決定機(jī)制的生物中，使性連鎖基因在兩種性別中有相等或相近的有效劑量的遺傳效應(yīng)。劑量補(bǔ)償效應(yīng)有兩種機(jī)制： X染色體的轉(zhuǎn)錄速率不同-果蠅 雌性中有一條X染色體失活-哺乳動(dòng)物和人第四章 連鎖分析重組合型配子的產(chǎn)生交叉假說：

10、1. 在減數(shù)分裂前期，尤其是雙線期，配對中的同源染色體不是簡單地平行，而是在非姊妹染色單體的某些位點(diǎn)上顯出交叉纏繞的圖象，稱為交叉，是同源染色體間對應(yīng)片段發(fā)生交換的地方。2. 相互連鎖的兩個(gè)基因位于染色體的不同位置，如果這兩個(gè)位置之間發(fā)生染色體交換，就會(huì)導(dǎo)致這兩個(gè)連鎖基因的重組。 顯然，染色體越長，顯微鏡下看到的交叉也就越多，表明發(fā)生交換的點(diǎn)就可能越多。 連鎖群的概念：凡是伴性遺傳的基因，相互之間都是連鎖的。重組頻率：重組型配子在所有類型配子中所占比例。重組值 重組頻率RF 重組合個(gè)體數(shù)目/（重組合個(gè)體數(shù)目+親組合個(gè)體數(shù)目） 交換值和重組率表示兩個(gè)不同的概念，當(dāng)兩個(gè)基因間沒有雙交換發(fā)生時(shí)，這兩

11、個(gè)概念的區(qū)別不明顯；當(dāng)有雙交換發(fā)生時(shí)，它們的值可能不同 交換值等于交叉頻率的一半。連鎖和交換是遺傳學(xué)的第三條基本定律處于同一染色體上的兩個(gè)或兩個(gè)以上基因在形成配子時(shí)同時(shí)進(jìn)入一個(gè)配子的概率大于分別進(jìn)入兩個(gè)配子的概率，重組類型配子的產(chǎn)生是由于非姊妹染色單體之間發(fā)生了局部交換的結(jié)果。特點(diǎn)：兩側(cè)基因之間的重組值低于其實(shí)際交換值。雙交換頻率明顯低于單交換影響交換發(fā)生的因素： 基因在染色體上的位置（內(nèi)因） 性別：小鼠的交換值雌性大于雄性，果蠅中雄性為完全連鎖，無交換發(fā)生（雌蠶同），實(shí)際上，凡是由性染色體決定性別的生物中，異配性別的交換值都較小凡是較少發(fā)生交換的性別是異配性別霍爾丹定律 聯(lián)會(huì)復(fù)合體是形成交換

12、的重要結(jié)構(gòu) 溫度、射線、化學(xué)物質(zhì)等 兩個(gè)基因距離越遠(yuǎn)，它們之間的重組率越大，反之越小。 三點(diǎn)測交確定3個(gè)基因之間的距離，需要對兩兩基因之間的重組值分別測定。如果有合適的三隱性個(gè)體，就可以通過一次實(shí)驗(yàn)而獲得上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：這就是三點(diǎn)測交 重組值計(jì)算的偏差也是由于雙交換的的存在：對于兩端的基因而言，在它們之間發(fā)生雙交換的后果是：等于在該二基因之間沒有發(fā)生交換。非順序四分子分析RF 1/2T+NPD T+NPD+PD若RF50，說明該2基因不連鎖遺傳分析方法1. 如果性狀只出現(xiàn)在男性，可定位基因于Y染色體上2. 如果性狀出現(xiàn)的頻率與性別有關(guān)，出現(xiàn)交叉遺傳，可定位基因于X染色體3. 外祖父法：對于X連鎖

13、的基因，確定2基因間距離 對于2個(gè)X連鎖的基因，計(jì)算重組率需要知道母親的基因型是否為雙雜合體然后根據(jù)雜合體母親所生的兒子的表型計(jì)算該2基因的重組情況。母親的基因型可以由外祖父的表型推出，故稱為外祖父法。 利用異常染色體定位法： 基因劑量效應(yīng)法： 染色體缺失定位法 DNA介導(dǎo)的基因定位 克隆基因定位法 原位雜交法 人類染色體作圖 RFLP標(biāo)記 DNA指紋法（VNTR 標(biāo)記） RFLP圖譜 STS圖譜 EST圖譜 第六章 染色體變異將一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的染色體按照一定的順序排列起來所構(gòu)成的圖象稱為該細(xì)胞的核型(karyotype)，確定其是否與正常核型一致的過程，稱為核型分析（karatype analy

14、sis）。用一些特定的染料和處理技術(shù)，來使染色體出現(xiàn)深淺或明暗帶紋以鑒別染色體的技術(shù)稱為染色體顯帶技術(shù)(chromosome banding)。顯帶染色體模式圖和命名原則界標(biāo)(landmark) ：確認(rèn)每一條染色體上具有的穩(wěn)定和有顯著形態(tài)學(xué)特征的指標(biāo)，包括染色體兩臂頂端、著絲粒和明顯的帶。區(qū)(region) ：位于相鄰兩界標(biāo)之間的染色體區(qū)域。帶(band) ：指顯帶處理后染色體呈現(xiàn)深淺或明暗的部分，是連續(xù)的，沒有非顯帶區(qū)。FISH(fluorescence in situ hybridization)技術(shù)： 熒光標(biāo)記的原位雜交技術(shù)染色體組：一種生物的配子中所含有的染色體數(shù)目稱為該物種的單倍染色

15、體數(shù)，用n表示。 單倍體（haploid,n）：細(xì)胞核中含有一個(gè)完整染色體組的生物體或細(xì)胞。 雙倍體（diploid,2n） 單倍體（haploid) 單倍體在減數(shù)分裂時(shí)，染色體為單價(jià)體（沒有可以配對的同源染色體進(jìn)行聯(lián)會(huì)），從而隨機(jī)地分向兩極，形成的配子是高度不育的。形成可育配子的概率只有(1/2)n 育種優(yōu)勢：可通過染色體加倍獲得雙單倍體，遺傳穩(wěn)定且表型正常，被廣泛應(yīng)用于植物的花藥培養(yǎng)。目的是為了在很短的時(shí)間內(nèi)獲得純系，縮短育種周期。 多倍體(polyploid)：具有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的整倍體。同源多倍體(autopolyploid) 同源多倍體是指增加的染色體組來自同一物種，一般是由

16、二倍體的染色體直接加倍得到異源多倍體(allopolyploid) 異源多倍體是指增加的染色體組來自不同物種，一般是由不同種、屬間的雜交種染色體加倍形成的。 l 細(xì)胞與細(xì)胞核體積增大； l 組織器官(葉片、花朵等)巨大化，生物個(gè)體更高大粗壯； l 成熟期延遲、生育期延多倍體的形成途徑1. 未減數(shù)配子結(jié)合2. 體細(xì)胞染色體數(shù)加倍最常用的方法：秋水仙素處理分生組織1）不育的多倍體（倍性為奇數(shù)）特征：配子育性降低甚至完全不育。1）同源染色體配對;2）配子中的染色體總數(shù)變化從0到3n不等；3）非整倍性配子因染色體不平衡，受精后死亡；4）不育性通過無性繁殖來克服，如插枝、嫁接等。2）可育的多倍體育性的重

17、要條件：配子中具有完整的染色體組。來自不同種的染色體很少會(huì)干擾彼此在減數(shù)分裂中的分離。因此，異源多倍體體細(xì)胞內(nèi)的染色體組成對存在，同源染色體能正常配對形成二價(jià)體，并分配到配子中去，因而其遺傳表現(xiàn)與二倍體相似3）組織特異性多倍體和多線性在某些生物中，某些特定組織在發(fā)育到一定階段會(huì)成為多倍體。這種多倍化可能是因?yàn)閷θ旧w及其所攜帶的基因多拷貝的需要的一種反應(yīng)。比如：人體中的肝、腎組織（四倍體細(xì)胞）；果蠅的唾液腺；多線染色體（polytene chromosome):指線纜狀的巨大染色體，見于某些生物的特定細(xì)胞中。由核內(nèi)DNA復(fù)制產(chǎn)生的多股染色單體平行排列而成。該結(jié)構(gòu)光鏡下可見。體細(xì)胞聯(lián)會(huì)（Soma

18、tic synapsis）:體細(xì)胞在有絲分裂過程中出現(xiàn)的同源染色體配對現(xiàn)象。染色中心(Chromocenter)：由多線染色體的著絲粒凝聚成的結(jié)構(gòu)，主要由異染色質(zhì)構(gòu)成。果蠅唾液腺染色體的特點(diǎn)a.巨大而伸展: 大、長，易于觀察b. 體細(xì)胞聯(lián)會(huì);染色中心c. 有深淺相間的橫紋結(jié)構(gòu)：有利于染色體識別、基因定位d. 易見Puff結(jié)構(gòu)（染色體疏松）：轉(zhuǎn)錄活性區(qū)非整倍體 (aneuploid）指體細(xì)胞核內(nèi)的染色體不是染色體組的完整倍數(shù)，與該物種正常合子(2n)多或少一個(gè)以至若干個(gè)的現(xiàn)象超倍體(hyperploid):染色體數(shù)多于2n；亞倍體(hypoploid):染色體數(shù)少于2n。1) 單體（2n-1)同

19、源染色體處于半合子狀態(tài)，可產(chǎn)生假顯性效應(yīng)；1. 動(dòng)物：某些物種的種性特征，XO型性別決定;2. 植物：不同植物的單體表現(xiàn)有所不同l 二倍體的單體：一般生活力極低而且不育l 異源多倍體的單體：具有一定的生活力和育性2) 缺體（2n-2)源于單體（2n-1) 的自交；l 由于缺失一對染色體，對生物個(gè)體的性狀表現(xiàn)的影響更大，生活力更差l 普通煙草的缺體在幼胚階段即死亡l 普通小麥21種缺體都能夠生存在異源多倍體生物中可以存在3) 三體（2n+1)l 不同物種，不同染色體的三體的變異性狀及程度不同l 直果曼陀羅(2n=24)的果型變異l 玉米(2n=20)有10個(gè)不同的三體l 普通小麥(2n=42)具

20、有21個(gè)三體，但性狀變異較小 （三）染色體數(shù)量異常與人類疾?。?1三體綜合征特殊面容;智力低下;50%有先天性心臟畸形;通貫手（猿線）;男患者無生育力、50%隱睪；女患者偶有生育力、后代1/2發(fā)病，壽命短18三體綜合征手呈特殊握拳狀，搖椅型足;智力和發(fā)育遲緩，多臟器畸型;90%在6個(gè)月內(nèi)死亡Turner 綜合征（女性先天性卵巢發(fā)育不全）核型：45, XKlinefelter 綜合征 （先天性睪丸發(fā)育不全）核型：47，XXY 48，XXYY 48, XXXYX三體綜合征（Trisomy X syndrome)核型： 47, XXXXYY綜合征（XYY Syndrome）核型： 47, XYY檢測

21、人類胎兒非整倍體的方法：羊膜腔穿刺術(shù)及胎兒核型鑒定二、染色體結(jié)構(gòu)變異-畸變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)變異的機(jī)制：染色體斷裂后的異常重接1. 缺失：缺失的類型：1）末端缺失；2）中間缺失；環(huán)狀染色體 (ring chromosome,r )：當(dāng)一條染色體的長臂和短臂同時(shí)各發(fā)生一次斷裂后，含有著絲粒節(jié)段的染色體長、短臂斷端相接，即形成環(huán)狀染色體。在腫瘤細(xì)胞中較常見。細(xì)胞學(xué)效應(yīng)： 1）缺失環(huán) (deletion loop) 2）染色體長度的改變遺傳學(xué)效應(yīng)：1)致死效應(yīng)：如果缺失的染色體片段較大，個(gè)體往往因缺乏正常的生活能力而引起死亡。X染色體的缺失則半合子（XY個(gè)體)一般也會(huì)致死。 2) 假顯性（pseudodom

22、inance）：由于一條染色體上顯性基因的缺失，使得其同源染色體上的隱性基因的效應(yīng)表現(xiàn)出來。2. 重復(fù)：類型：串聯(lián)重復(fù)；反向串聯(lián)重復(fù)細(xì)胞學(xué)效應(yīng)：重復(fù)環(huán)/染色體長度的變化遺傳學(xué)效應(yīng)：1）生活力下降甚至致死2）劑量效應(yīng)和位置效應(yīng)3.倒位：類型：臂內(nèi)倒位 臂間倒位細(xì)胞學(xué)效應(yīng)：倒位環(huán)（inversion loop)遺傳學(xué)效應(yīng)： 交換抑制:指倒位染色體中由于倒位環(huán)內(nèi)非姐妹染色單體間發(fā)生了一次單交換，而交換的產(chǎn)物都帶有缺失或重復(fù)，不能形成有功能的配子，表現(xiàn)出交換被抑制的現(xiàn)象平衡致死系（balanced lethal system)：永遠(yuǎn)以雜合狀態(tài)同時(shí)保存兩個(gè)隱性致死基因的品系。平衡致死的先決條件：兩個(gè)非等

23、位的隱性致死基因永遠(yuǎn)保持于一對同源染色體的不同成員上。4.易位：類型： 1）相互易位：最常見形式。兩條非同源染色體各產(chǎn)生一個(gè)斷裂，并相互交換斷裂片段。 2）整臂易位：兩條非同源雜色體的斷裂點(diǎn)發(fā)生在著絲粒附近，導(dǎo)致相互間整個(gè)臂的轉(zhuǎn)移或交換。 3）羅伯遜易位：為整臂易位的特殊形式。只發(fā)生在兩條近端著絲粒的非同源染色體之間，各自的著絲粒區(qū)發(fā)生斷裂，兩者的長臂重組形成一條大的亞中著絲粒色體；而重組的短臂染色體很微小，一般在細(xì)胞分裂的過程中消失。細(xì)胞學(xué)效應(yīng)：易位環(huán)/十字架結(jié)構(gòu) 遺傳學(xué)效應(yīng)：配子的半不育易位的結(jié)果會(huì)在雜合體中造成部分不育，而能育的配子絕大部分是由相間分離產(chǎn)生的。染色體結(jié)構(gòu)異常與人類疾病：5

24、P-綜合征（貓叫綜合征）46, XX/XY, del(5p)脆性X染色體綜合征 46, fra(X)Y易位型21三體綜合征嵌合型：46/47，XX或XY，+21正常的受精卵在胚胎發(fā)育早期的卵裂過程中，21號染色體發(fā)生不分離染色體畸變的描述方法染色體總數(shù)，性染色體組成，增加/缺失的染色體號，重排染色體類型（染色體號）（臂區(qū)帶） 轉(zhuǎn)座因子與染色體變異轉(zhuǎn)座子（transponson）：是指存在于染色體DNA上可以自主復(fù)制和位移的一段DNA順序。細(xì)菌中的轉(zhuǎn)座子：1. IS元件(insertion sequence or IS element):反向末端重復(fù)(inverted repeats,IR)：9

25、-40 bp, 是大多數(shù)但不是全部種類的轉(zhuǎn)座子的特征；轉(zhuǎn)座酶(transposase)：切割DNA雙鏈、催化IS的轉(zhuǎn)座，由IS編碼；靶位點(diǎn)倍增(target site duplication): 2-13bp的正向重復(fù)序列(direct repeats, DR)；轉(zhuǎn)座酶交錯(cuò)切開宿主靶位點(diǎn)，然后IS插入，與宿主的單鏈末端相連接，余下的缺口由DNA聚合酶和連接酶加以填補(bǔ)，最終插入的IS兩端形成了DR或靶重復(fù)。 結(jié)構(gòu)緊湊；一般小于2500bp； 靶向選擇各有不同； 一個(gè)細(xì)菌的染色體可能包括一種特定類型的IS元件的幾個(gè)拷貝；2.復(fù)合轉(zhuǎn)座子（composite transposon, 用Tn表示） 兩端

26、的組件由IS元件組成，中間夾著一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)基因復(fù)合轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座是可調(diào)節(jié)的；3. Tn3元件：兩端沒有IS元件，只有40bp左右的簡單反向重復(fù)序列；真核生物中的轉(zhuǎn)座子：1. 玉米中的Ac-Ds系統(tǒng)Ds：即解離因子（dissociator），插入到C基因（色素）中，使之突變，成無色素。另一個(gè)可移動(dòng)的控制因子是Ac，稱激活因子Ac能激活Ds轉(zhuǎn)座進(jìn)入C基因或其它基因，也能使Ds從基因中轉(zhuǎn)出，使突變基因回復(fù)，這就是Ac-Ds系統(tǒng)。 Ac和Ds都能移動(dòng)； Ac元件：4563bp, 結(jié)構(gòu)中含5個(gè)外顯子的單個(gè)基因，其產(chǎn)物是轉(zhuǎn)座酶；末端11bp的IR和8bp的DR，DR是由靶位點(diǎn)重復(fù)而成。 Ds元件：內(nèi)部序列

27、缺失的Ac；但在Ac編碼的轉(zhuǎn)座酶作用下，仍可被激活。 Ac元件編碼轉(zhuǎn)座酶為一反式作用因子；2. 果蠅中的P因子和雜種不育P因子的細(xì)胞型調(diào)節(jié)： P細(xì)胞型：染色體上含有P因子，抑制P因子移動(dòng)； M細(xì)胞型：染色體上不含P因子，允許P因子移動(dòng)；3. 酵母的Ty1轉(zhuǎn)座子-反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座（transposon)：從DNA到DNA的轉(zhuǎn)移； 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座（retrotransposon)：從DNA到RNA再到DNA的轉(zhuǎn)移過程?？煞譃閮纱箢悾侯惙崔D(zhuǎn)錄病毒元件（retroviruslike element):與反轉(zhuǎn)錄病毒結(jié)構(gòu)類似：編碼區(qū)位于中間，兩側(cè)有相同方向的長末端重復(fù)序列（long terminal repe

28、ats, LTR), 也被稱為LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子。區(qū)別：但不能在細(xì)胞間遷移。非LTR反轉(zhuǎn)座因子3. 人類中的轉(zhuǎn)座元件 第十章 基因突變與檢測突變（mutation）：指個(gè)體遺傳物質(zhì)的改變或是改變發(fā)生的過程。突變型（mutant):由于突變而表現(xiàn)出突變性狀的細(xì)胞或個(gè)體。點(diǎn)突變（point mutation）：基因核苷酸序列特定位點(diǎn)所發(fā)生的改變。突變的結(jié)果是使基因從一種等位形式變?yōu)榱硪环N等位形式?；蛲蛔兊幕咎卣骺砂l(fā)生在個(gè)體的所有基因上，是進(jìn)化必需的遺傳變異來源為隨機(jī)事件，而非對環(huán)境的適應(yīng)性改變個(gè)體發(fā)育的任何階段、任何細(xì)胞均可發(fā)生基因突變可自發(fā)，也可被誘導(dǎo)自發(fā)突變（spontaneous mut

29、ation):在無人工干預(yù)條件下，自然發(fā)生的基因突變。誘發(fā)突變（induced mutation):因個(gè)體暴露于物理或化學(xué)因素而引起的DNA突變。這種因素稱為誘變劑（mutagen)。突變率（mutation rate）：指在一個(gè)世代中或在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在特定條件下，一個(gè)細(xì)胞發(fā)生某一突變事件的概率。基因突變的可逆性正向突變(forward mutation)：第一次偏離正常的突變稱為正向突變。（野生型變?yōu)橥蛔冃停┓聪蛲蛔?reverse mutation) ：與正突變逆向的突變稱為反向突變，又稱為回復(fù)突變(back mutation)。 （突變型變?yōu)橐吧停┩蛔兊男?yīng)突變的分子效應(yīng)1）同義突變

30、（synonymous mutation): 突變使一個(gè)氨基酸的密碼子突變?yōu)樵摪被岬牧硪粋€(gè)密碼子；2）錯(cuò)義突變（missense mutation）：突變使編碼某種氨基酸的密碼子變成編碼另一種氨基酸的密碼子，從而使多肽鏈的氨基酸種類和序列發(fā)生改變;3）無義突變（nonsense mutation）：突變使編碼某一氨基酸的三聯(lián)體密碼變成不編碼任何氨基酸的終止密碼UAA、UAG或UGA;4）移碼突變（ frameshift mutation）： DNA序列中插入或缺失一個(gè)或幾個(gè)堿基，從而使自插入或缺失點(diǎn)以下的三聯(lián)體密碼的組合發(fā)生改變，進(jìn)而使編碼的氨基酸種類和序列發(fā)生變化。突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)

31、： 1）調(diào)控序列突變：使蛋白質(zhì)合成的速度或效率發(fā)生改變； 2）內(nèi)含子與外顯子剪輯位點(diǎn)突變：GT-AG中的任一堿基發(fā)生置換而導(dǎo)致剪輯和加工異常，不能形成正確的mRNA分子。突變的個(gè)體效應(yīng)功能喪失突變（loss of function)：編碼蛋白的功能減弱或消除功能獲得突變（gain of function)：賦予編碼蛋白異常活性，多數(shù)突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)突變的有害性有利性是相對的突變的分子基礎(chǔ)核苷酸序列改變來分：堿基替換（base substitution):指一對堿基被另一對堿基所替換。轉(zhuǎn)換（transition)：嘌呤間、嘧啶間顛換 (transversion)：嘌呤與嘧啶間堿基的增加或

32、缺失誘發(fā)突變誘變劑 描述 化學(xué)誘變劑 脫氨基 誘導(dǎo)堿基脫氨的因子, 如亞硝酸（非專一性）,亞硫酸氫鈉（專一性） 烷化劑 用烴鏈或其衍生物取代親核中心，如EMS和二甲基亞硝胺 大型加合物供體 將大型化學(xué)基團(tuán)加到堿基上，形成膨脹、扭曲的雙螺旋，阻斷復(fù)制。如黃曲霉素B，苯嘧啶 堿基類似物 結(jié)構(gòu)類似于堿基的分子，能夠參入正在復(fù)制的核苷酸鏈中，因其異構(gòu)化引起異常的堿基配對行為，往往以一種高度專一性的方式產(chǎn)生點(diǎn)突變 插入劑 具有平面分子結(jié)構(gòu)，能夠嵌入DNA的堿基之間，造成解旋而增加DNA的長度，誘發(fā)移碼突變、阻斷復(fù)制、抑制核苷酸的切除修復(fù)。如溴化乙啶、丫啶橙等 交聯(lián)劑 能夠使DNA鏈便于交聯(lián)的分子，平面分

33、子，包括雙功能的烷化劑、氮芥和硫芥、鉑的衍生物。補(bǔ)骨酯素當(dāng)暴露于紫外光下時(shí)也具有交聯(lián)功能。 物理 電離輻射 可產(chǎn)生各種DNA損傷，其效應(yīng)可以是直接的（由DNA分子中的原子電離）或間接的（由細(xì)胞中其他活性分子產(chǎn)生，主要是活性氧與DNA的相互作用）。 紫外線 詳見“DNA損傷的光修復(fù)” 生物 限制性酶 由細(xì)菌產(chǎn)生，在諸如噬菌體等入侵的DNA上產(chǎn)生斷裂（限制修飾系統(tǒng)） 可移動(dòng)遺傳因子 病毒、附加體、轉(zhuǎn)座遺傳因子等。其插入可打斷基因?qū)е伦儺?，或本身帶有基因調(diào)控元件影響基因的表達(dá)，或造成不同的基因重排，其分散的拷貝還可能引起異常重組。 1.亞硝酸：強(qiáng)誘變劑，對復(fù)制中或非復(fù)制中的DNA均有作用2.胸腺嘧啶

34、類似物5-溴尿嘧啶（5-romouracil,5-BU）3.烷化劑改變堿基結(jié)構(gòu):1) 將烷基引入多核苷酸堿基，被烷基化的核苷酸將產(chǎn)生錯(cuò)配。如乙基甲磺酸 (EMS)；2)使DNA鏈或分子發(fā)生交聯(lián)，誘導(dǎo)染色體斷裂。如甲醛和氯乙烯等。4.嵌入劑：如溴化乙啶、吖啶橙等染料5.輻射誘變：1）紫外線紫外線的照射可使DNA順序中相鄰的嘧啶類堿基結(jié)合成嘧啶二聚體，2）電離輻射和電磁輻射射線直接擊中DNA鏈，DNA分子吸收能量后引起DNA鏈和染色體的斷裂，片斷發(fā)生重排，引起染色體結(jié)構(gòu)畸變 。DNA損傷修復(fù)主要有5種形式：v 直接修復(fù)（direct repair）v 切除修復(fù)（excision repair）v

35、錯(cuò)配修復(fù)（mismatch repair）v 重組修復(fù)（recombination repair)v SOS修復(fù)（SOS repair)基因突變的檢測1.細(xì)菌營養(yǎng)缺陷型突變體的檢測誘變處理后，利用可在完全培養(yǎng)基上能正常生長，在基本培養(yǎng)基上不能生長的影印實(shí)驗(yàn)選出突變體2.果蠅突變的檢測1）性連鎖基因隱性突變的檢測2）常染色體突變平衡致死系(Cy和S) 核外遺傳分析核外遺傳因子存在于線粒體和葉綠體基因組中，它們能夠自主復(fù)制，其遺傳傳遞行為不按核基因的方式進(jìn)行，也不出現(xiàn)相應(yīng)的分離比，故稱為非孟德爾式遺傳（non-Mendelian inheritance）。呈母系遺傳：細(xì)胞質(zhì)基因是通過母體卵細(xì)胞由親

36、代傳給子代。后代不出現(xiàn)性狀分離：卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基因都隨細(xì)胞質(zhì)存在于卵細(xì)胞中，由此控制的性狀不會(huì)出現(xiàn)分離。性狀隨細(xì)胞質(zhì)成分的轉(zhuǎn)移而改變：在有絲分裂時(shí)，細(xì)胞質(zhì)成分的分裂具有隨機(jī)性，具有不均等分裂現(xiàn)象。另外，細(xì)胞質(zhì)從一個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞中時(shí)，也會(huì)把細(xì)胞質(zhì)基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中。正反交結(jié)果不同：細(xì)胞質(zhì)基因和控制的性狀因母體的改變而改變。性狀與染色體的轉(zhuǎn)移無關(guān)，不能在染色體上進(jìn)行定位。異質(zhì)性和同質(zhì)性表明具有相同核基因型的細(xì)胞或個(gè)體，可具有不同的細(xì)胞質(zhì)基因型，從而具有不同的表型。母性影響（maternal effect)由于母體中核基因的某些產(chǎn)物積累在卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，使子代表型不由自身的基因型所決

37、定而出現(xiàn)與母體表型相同的遺傳現(xiàn)象。短暫的母性影響：母親的基因型僅影響子代個(gè)體的幼齡期。持久的母性影響：子一代表型受母體基因型所制約，而不由它自身的基因型決定，其表型與母體相同。原因：椎實(shí)螺外殼旋轉(zhuǎn)方向是由受精卵分裂時(shí)紡錘體分裂方向決定的，整個(gè)發(fā)育決定于第一次卵裂，因此由受精前的母體基因型決定。mtDNA的基因組特征含有16,569個(gè)堿基對的閉環(huán)雙鏈DNA分子。能自主復(fù)制，在細(xì)胞內(nèi)具有多拷貝。編碼序列占93%，編碼37個(gè)基因，其中13個(gè)為編碼蛋白，2個(gè)rRNA基因和22個(gè)tRNA基因。基因排列緊密。mtDNA無內(nèi)含子，兩條鏈都有編碼功能，且部分區(qū)域出現(xiàn)基因的重疊線粒體基因組遺傳密碼與通用密碼不同

38、為母系遺傳。閾值效應(yīng)。即當(dāng)突變的mtDNA達(dá)到一定的比例時(shí)，才有受損的表型出現(xiàn)突變率高。mtDNA可以穩(wěn)定整合到核基因組中。隨著卵母細(xì)胞的成熟，線粒體數(shù)呈急劇下降（數(shù)量為10-100個(gè)），這個(gè)過程稱為遺傳瓶頸（genetic bottleneck）意義：最大程度地降低攜有突變基因的線粒體傳給子代的可能性。以線粒體結(jié)構(gòu)或功能異常為主要病因的一大類疾病稱為線粒體病。線粒體遺傳?。?mitochondrial genetic disorders）由于mtDNA結(jié)構(gòu)或功能異常所導(dǎo)致的疾病核基因突變引起的線粒體疾病植物花粉敗育的現(xiàn)象稱為雄性不育（male sterility)。1. 核不育型2. 質(zhì)-核

39、不育型3. 雄性不育與雜種培育基因組學(xué)分析基因組(Genome)：指一個(gè)物種所具有的一套完整的遺傳信息或整套染色體組?；蚪M學(xué)(Genomics)：對生物體所有基因進(jìn)行基因組作圖(包括遺傳圖、物理圖、轉(zhuǎn)錄圖、序列圖)、核苷酸序列分析、基因定位和基因功能分析的一門科學(xué)。最終目標(biāo)：獲得生物體全部基因組序列，注解基因組所含的全部基因，鑒定所有基因的功能及基因間相互作用關(guān)系，并闡明基因組的復(fù)制及進(jìn)化規(guī)律。C值：是指一個(gè)物種單倍體基因組中DNA的總量。C值悖理 （C value paradox）：物種的C值和它的進(jìn)化復(fù)雜性之間無嚴(yán)格對應(yīng)關(guān)系的現(xiàn)象稱為C 值悖理，是復(fù)雜生物基因組的一個(gè)普遍特征。N值：是指

40、生物體所含有的基因數(shù)目。N值悖理（N value paradox）：復(fù)雜性不同的生物種屬所具有的基因數(shù)目與其生物結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性不成比例的現(xiàn)象。遺傳標(biāo)記（genetic marker): 可示蹤染色體、染色體片段、基因等傳遞軌跡的遺傳特性。包括形態(tài)標(biāo)記、細(xì)胞學(xué)標(biāo)記、蛋白質(zhì)標(biāo)記和DNA標(biāo)記。形態(tài)標(biāo)記：指能明確顯示遺傳多態(tài)的外觀性狀細(xì)胞學(xué)標(biāo)記：指能明確顯示遺傳多態(tài)性的細(xì)胞學(xué)特征生化標(biāo)記：指個(gè)體中具有相同功能的蛋白質(zhì)存在兩種以上的變異體。利用蛋白質(zhì)的多態(tài)性作為遺傳標(biāo)記DNA標(biāo)記基于雜交的分子標(biāo)記基于PCR的分子標(biāo)記基于DNA序列和芯片的分子標(biāo)記優(yōu)點(diǎn)：v 不受時(shí)間和環(huán)境的限制v 遍布整個(gè)基因組，數(shù)量無限v

41、 不影響性狀表達(dá)v 自然存在的變異豐富，多態(tài)性好v 共顯性，能鑒別純合體和雜合體四張圖遺傳圖、物理圖、轉(zhuǎn)錄圖、序列圖數(shù)量遺傳質(zhì)量性狀(qualitative character)：表現(xiàn)不連續(xù)變異的性狀，表型之間截然不同，具有質(zhì)的差別，一般用文字描述數(shù)量性狀(quantitative character)：表現(xiàn)為連續(xù)變異的性狀，不易分類，一般用數(shù)字描述數(shù)量性狀特點(diǎn)：1）受很多基因的影響；2）受許多環(huán)境因素影響；數(shù)量性狀是許多對微效基因（minor gene)或多基因（polygene) 的聯(lián)合效應(yīng)所造成的微效基因(minor gene)：對性狀控制的效應(yīng)微小，難以根據(jù)表型將基因區(qū)別開來。主效基因 (major gene)：控制性狀遺傳的一對或少數(shù)幾對效應(yīng)明顯的基因。多基因中的每一對基因?qū)π誀畋硇偷谋憩F(xiàn)所產(chǎn)生的效應(yīng)是微小的微效基因之間一般不存在顯隱性關(guān)系，但遺傳效應(yīng)值不盡相等微效基因?qū)Νh(huán)境敏感，因而數(shù)量性狀的表現(xiàn)容易受環(huán)境因素的影響而發(fā)生較大變化3. 人類多基因遺傳性狀的遺傳率計(jì)算：近交系數(shù)(coefficient of inbreeding, F) ：一個(gè)個(gè)體從其某一祖先得到一對純合的、且遺傳上等同的基因的頻率。近交系