上海交通大學(xué)遺傳學(xué)課件核外遺傳

1、l20世紀(jì)初法國植物學(xué)家世紀(jì)初法國植物學(xué)家C. Correns發(fā)現(xiàn)非孟德發(fā)現(xiàn)非孟德爾遺傳現(xiàn)象爾遺傳現(xiàn)象(紫茉莉花的葉片顏色紫茉莉花的葉片顏色 綠色與黃綠色葉綠色與黃綠色葉片片)l20世紀(jì)世紀(jì)40年代初發(fā)現(xiàn)核外遺傳年代初發(fā)現(xiàn)核外遺傳(粗糙脈孢霉粗糙脈孢霉,酵母酵母,原生原生生物的草履蟲生物的草履蟲衣藻衣藻)l19631964發(fā)現(xiàn)線粒體發(fā)現(xiàn)線粒體,葉綠體中有葉綠體中有DNAl核外遺傳核外遺傳(extranuclear inheritance)l細(xì)胞質(zhì)遺傳細(xì)胞質(zhì)遺傳(cytoplasmic inheritance)l正反交的概念正反交的概念l母性影響母性影響(maternal inheritane)

2、 母體核基因產(chǎn)物母體核基因產(chǎn)物 卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì) 子代表型不受核控制子代表型不受核控制l短暫影響短暫影響 歐洲麥蛾歐洲麥蛾 幼蟲幼蟲成蟲的眼睛色素成蟲的眼睛色素 有色有色 褐色褐色 無色無色 紅色紅色l持久影響持久影響 椎實(shí)螺椎實(shí)螺, 左右旋左右旋 核基因晚一代表現(xiàn)核基因晚一代表現(xiàn) 雌雄同體雌雄同體, 單獨(dú)時(shí)自交單獨(dú)時(shí)自交; 群養(yǎng)時(shí)異交群養(yǎng)時(shí)異交,交換精子交換精子,自產(chǎn)卵子自產(chǎn)卵子積累在積累在與母本表型相同與母本表型相同.右旋S+對(duì)左旋S為顯性S+S+ SSF1 S+S右F2 S+S+ S+S S+S SS右旋左旋右旋右旋右旋 SS S+S+F1 S+S左F2 S+S+ S+S S

3、+S SS右旋左旋右旋右旋右旋l線粒體線粒體,葉綠體葉綠體 自主復(fù)制自主復(fù)制l細(xì)胞質(zhì)遺傳細(xì)胞質(zhì)遺傳 雜交后代不分離雜交后代不分離,表現(xiàn)母性性狀表現(xiàn)母性性狀l紫茉莉花的葉片顏色紫茉莉花的葉片顏色 綠色綠色白白綠白相間的綠白相間的)粗糙脈孢霉粗糙脈孢霉野生型野生型突變型突變型野生型野生型突變型突變型l草履蟲的放毒型遺傳草履蟲的放毒型遺傳l大核大核-營養(yǎng)核，多倍體，營養(yǎng)作用，營養(yǎng)核，多倍體，營養(yǎng)作用，1個(gè)個(gè) 小核小核-生殖核生殖核, 二倍體，遺傳作用，二倍體，遺傳作用，1個(gè)或個(gè)或2個(gè)個(gè)l無性生殖：細(xì)胞（個(gè)體）有絲分裂無性生殖：細(xì)胞（個(gè)體）有絲分裂 l有性生殖有性生殖-接合生殖接合生殖 -自體受精自體

4、受精l有性生殖有性生殖-接合生殖接合生殖消失消失各小核減數(shù)分裂各小核減數(shù)分裂, 4個(gè)單倍體核個(gè)單倍體核, 其余都退化其余都退化1個(gè)留下個(gè)留下有絲分裂有絲分裂2個(gè)單倍體小核個(gè)單倍體小核接合時(shí)間長接合時(shí)間長:可以發(fā)生細(xì)胞質(zhì)的交換可以發(fā)生細(xì)胞質(zhì)的交換l有性生殖有性生殖-自體受精自體受精各小核減數(shù)分裂各小核減數(shù)分裂 4個(gè)單倍體核個(gè)單倍體核, 1個(gè)留下個(gè)留下其余都退化其余都退化有絲分裂有絲分裂2個(gè)單倍體小核個(gè)單倍體小核后代都是純合體后代都是純合體兩次有絲分裂草履蟲，放毒型品系體內(nèi)含有卡巴粒(Kappa particle), 游離體有卡巴粒的草履蟲有卡巴粒的草履蟲殺死其他無毒品系放毒型的兩個(gè)條件細(xì)胞質(zhì)理有

5、卡巴粒細(xì)胞內(nèi)有顯性基因K(K基因不能產(chǎn)生卡巴粒，不帶合成毒素的信息，但卻能維持卡巴粒在細(xì)胞質(zhì)中持續(xù)存在)接合時(shí)間短：接合時(shí)間長（放毒型KK+卡巴粒 ） （ kk+無卡巴粒）卡巴粒：小型細(xì)菌的大小，核外兩層膜，外膜，內(nèi)膜， 其中含有DNA, RNA, 蛋白質(zhì)和脂類，含量與普通細(xì)菌的含量相似其DNA的堿基比例與小核、線粒體DNA不同,其細(xì)胞色素也與草履蟲不同沒有卡巴粒草履蟲也能正常生存細(xì)菌進(jìn)入草履蟲體內(nèi)防毒現(xiàn)象：可能可能卡巴粒帶有噬菌體，編碼一種放毒型蛋白質(zhì)， 導(dǎo)致敏感性草履蟲死亡l雙連雙連DNA分子，裸露分子，裸露l閉合環(huán)狀閉合環(huán)狀l線性線性l與原核生物與原核生物DNA一樣：一樣：無重復(fù)序列無重

6、復(fù)序列 浮力密度較低浮力密度較低 GC 含量比含量比AT少，酵母少，酵母GC21% 兩條單鏈密度不同，重量兩條單鏈密度不同，重量H, 輕鏈輕鏈L 單個(gè)拷貝非常小，核單個(gè)拷貝非常小，核DNA的十萬分之一的十萬分之一l線粒體中含多個(gè)線粒體中含多個(gè)mtDNA拷貝拷貝lHela細(xì)胞，每個(gè)線粒體細(xì)胞，每個(gè)線粒體10個(gè)個(gè)copy, 每個(gè)細(xì)胞每個(gè)細(xì)胞800個(gè)線粒體，每個(gè)個(gè)線粒體，每個(gè)Hela細(xì)胞中含有細(xì)胞中含有8000個(gè)個(gè)copy二倍體酵母：二倍體酵母：100；哺乳動(dòng)物細(xì)胞：；哺乳動(dòng)物細(xì)胞：1000-10000；與母本表型相同與母本表型相同.l半保留復(fù)制，復(fù)制（類似大腸桿菌）,滾動(dòng)復(fù)制,D環(huán)合成復(fù)制l線粒體

7、的各種RNA都是由mtDNA轉(zhuǎn)錄而來l線粒體DNA有轉(zhuǎn)錄、翻譯功能。l線粒體密碼子與通用密碼子不同l線粒體的遺傳受雙重遺傳控制-線粒體基因組和基因組控制.l半自主復(fù)制細(xì)胞器l裸露,環(huán)狀 雙螺旋DNA分子l一個(gè)葉綠體含有1個(gè)幾十個(gè)DNA分子l有自己的轉(zhuǎn)錄和翻譯系統(tǒng)l半自主復(fù)制細(xì)胞器l核不育型，普通遺傳學(xué)方法不能保持后代的不育性l自然發(fā)生變異，較少，不能產(chǎn)生后代，淘汰。l少數(shù)例外：湖北光敏核不育水稻。l發(fā)生在小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂之前l(fā)質(zhì)-核不育型，l自然發(fā)生變異，較少，不能產(chǎn)生后代，淘汰。l少數(shù)例外：湖北光敏核不育水稻。l多發(fā)生于減數(shù)分裂后，小孢子形成期恢復(fù)性雜合體l 光敏不育系光敏不育系可育條件下可育條件下不育系種子不育系種子繁殖區(qū)繁殖區(qū)制種區(qū)制種區(qū)不育系不育系 * 恢復(fù)系恢復(fù)系自交自交結(jié)實(shí)結(jié)實(shí)不育條件下不育條件下雜交雜交種子種子大田生產(chǎn)大田生產(chǎn)生產(chǎn)雜交種和恢復(fù)系生產(chǎn)雜交種和