遺傳學(xué)第八章 核外遺傳分析課件

遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析

第八章核外遺傳分析一、核外遺傳的性質(zhì)與特點(diǎn)◆性狀由細(xì)胞器基因決定，基因不在染色體上，遺傳方式是非孟德?tīng)柺降??！艏?xì)胞器位于胞質(zhì)中，雜交時(shí)主要由母方提供細(xì)胞質(zhì)，F(xiàn)1通常只表現(xiàn)母方的性狀，即母系遺傳（maternalinheritance）◆細(xì)胞器基因在細(xì)胞分裂中不遵從染色體上的分離原則，雜交后代一般不出現(xiàn)孟德?tīng)柗蛛x比。遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析

紫茉莉（Mirabilisjalapa）植株的花斑（variegation）的遺傳

遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析二、細(xì)胞內(nèi)敏感性物質(zhì)的遺傳

感染性遺傳是一種通過(guò)細(xì)胞質(zhì)傳遞的遺傳方式，由入侵真核生物細(xì)胞質(zhì)的微生物或生物粒子引起。一般通過(guò)母方細(xì)胞質(zhì)傳遞到后代,賦予特殊的表型。（一）草履蟲(chóng)的放毒型遺傳遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析草履蟲(chóng)的有性生殖方式

接合（conjugation）：經(jīng)過(guò)接合，由純合體變成雜合體。

自體受精（autogamy）：由雜合體變成純合體。遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析（二）果蠅的感染性遺傳1、對(duì)CO2敏感的б因子

б因子是小于Kappa顆粒的病毒，存在于果蠅的胞質(zhì)中。

胞質(zhì)中含有б因子的果蠅經(jīng)CO2麻痹后，不能象抗性果蠅一樣當(dāng)放回正?？諝庵袝r(shí)恢復(fù)正常，而是長(zhǎng)期麻痹并死亡。

敏感雌蠅可將б因子和CO2敏感的性狀傳遞到后代。

將敏感果蠅的提取物注入抗性果蠅能將其誘導(dǎo)為敏感果蠅。遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析2、性比（sex-ratio，SR）因子

SR因子是胞質(zhì)中的一種原生動(dòng)物，在雌蠅和雄蠅中都能發(fā)現(xiàn)，但對(duì)發(fā)育中的雄性幼蟲(chóng)是致死的，所以后代中雌蠅比例遠(yuǎn)大于雄蠅比例。

將SR雌蠅的卵細(xì)胞質(zhì)注入正常雌蠅可誘導(dǎo)SR現(xiàn)象。

有證據(jù)表明，產(chǎn)生雄性致死毒素的可能是原生動(dòng)物內(nèi)的病毒。遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析三、母性影響（一）短暫的母體影響（歐洲麥蛾）遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析（二）持久的母性影響（椎實(shí)螺）遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析四、線(xiàn)粒體遺傳及其分子基礎(chǔ)（一）酵母小菌落突變遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析（二）線(xiàn)粒體基因組

1、線(xiàn)粒體基因組的一般性質(zhì)高等植物：200-2500kb酵母：75kb脈孢菌：60kb牛：17533bp人類(lèi)：16569bp

遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析三種線(xiàn)粒體基因組的特點(diǎn)：

人mt基因組為16.5kb的環(huán)狀dsDNA，有22個(gè)tRNA基因，2個(gè)rRNA基因和13個(gè)蛋白質(zhì)編碼區(qū)。

釀酒酵母mt基因組為75kb的環(huán)狀dsDNA，有結(jié)構(gòu)基因，rRNA基因和tRNA基因，其中編碼細(xì)胞色素C和細(xì)胞色素氧化酶的基因是斷裂的，長(zhǎng)的內(nèi)含子有ORFs。其余基因無(wú)內(nèi)含子。

地錢(qián)M.polymorphamt基因組為186kb，是最小的植物mt基因組之一，但編碼的基因數(shù)遠(yuǎn)比非植物mt基因組多，包括12種電子傳遞鏈蛋白，9種ATP合成酶，16種核糖體合成蛋白，29種未知功能蛋白等。遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析線(xiàn)粒體基因遺傳密碼的變化：遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析

2、mtDNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3、人類(lèi)線(xiàn)粒體基因病

人類(lèi)mtDNA編碼的基因產(chǎn)物：13種氧化磷酸化所需蛋白質(zhì)；22種翻譯所需tRNAs和2種翻譯所需rRNAs。mtDNA異常會(huì)引起多種線(xiàn)粒體病。

mtDNA突變與相關(guān)疾病遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析

肌痙攣性癲癇與破損性紅肌纖維?。╩yoclonicepilepsyandraggedredfiberdisease，MERRF）是一種母系遺傳的線(xiàn)粒體腦病，10-20歲發(fā)病。

癥狀：主要為骨骼肌的不自主痙攣，全身性的強(qiáng)直痙攣發(fā)作和失神，晚期出現(xiàn)精神異常。

細(xì)胞學(xué)證據(jù)：異常線(xiàn)粒體內(nèi)的碎紅纖維和仲晶（paracrystalliance）排列。

分子機(jī)制：主要由mtDNAtRNAlys基因第8344位的A→G引起。遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析

leber氏遺傳性視神經(jīng)?。╨eberˊshereditaryopticneuropathy，LHON）也表現(xiàn)母系遺傳和線(xiàn)粒體缺損。

癥狀：為突發(fā)的雙側(cè)性中央視力喪失，相關(guān)的四種突變均擾亂正常的氧化磷酸化。50%以上的病例是由于線(xiàn)粒體上編碼NADH脫氫酶的基因的No.11778位G→A引起。許多LHON病例無(wú)家族史。

KSS綜合征（Keams-SayreSyndrome）是多系統(tǒng)線(xiàn)粒體病，主要癥狀為眼肌麻痹和色素性視網(wǎng)膜炎?；颊吖趋兰〖?xì)胞mtDNA有2.0kb-7.0kb的缺失。遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析五、葉綠體遺傳及其分子基礎(chǔ)（一）衣藻的葉綠體遺傳

衣藻細(xì)胞中只有一個(gè)葉綠體，約含50個(gè)拷貝的環(huán)狀ds-DNA分子。

不同交配型（mt+,mt-）的單倍體衣藻雜交，形成短暫2n時(shí)期，進(jìn)行減數(shù)分裂。

雖然雜交雙方融合時(shí)為合子提供等量細(xì)胞質(zhì)，但葉綠體只由mt+方傳遞，表現(xiàn)單親遺傳。遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析（二）葉綠體遺傳的分子基礎(chǔ)

1、葉綠體基因組大小：環(huán)狀雙鏈DNA分子。大小120-190kb。其基因序列中不含5-甲基胞嘧啶。

◆

cpDNA編碼約100種蛋白質(zhì)和RNAs，包括45個(gè)編碼RNA的基因，27個(gè)編碼與基因表達(dá)有關(guān)的蛋白的基因，18個(gè)編碼類(lèi)囊體膜的蛋白基因和10個(gè)與電子傳遞功能有關(guān)的基因。遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

地錢(qián)M.polymorphacp基因組為121kb，是第一個(gè)測(cè)定全序的cpDNA，含有92個(gè)蛋白編碼基因，36個(gè)rRNA和tRNA編碼基因

遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析2、葉綠體遺傳系統(tǒng)與核遺傳系統(tǒng)的關(guān)系遺傳學(xué)第八章核外遺傳分析六、植物雄性不育

●雄性不育（malesterility）：雄蕊發(fā)育不正常，不能產(chǎn)生有功能的花粉，但雌蕊發(fā)育正常，能接受正?；ǚ鄱芫Y(jié)實(shí)?！駪?yīng)用價(jià)值：在雜種優(yōu)勢(shì)利用中，省去大