转座因子的遗传分析
- 格式:ppt
- 大小:7.26 MB
- 文档页数:43
11转座因子的遗传分析 20世纪40至50年代B畅McClintock通过对玉米花斑糊粉层和植株色素形成的遗传研究,发现色素的变化与一系列染色体断裂重组有关,并首次报道了在基因组的不同区域内存在可移动的遗传因子(mobile genetic element)。
可是由于当时人们受基因固定排列于染色体的传统观念的束缚,加之分析手段的限制,因此这一划时代的发现在当时几乎不能被科学界所接受。
直到20世纪70年代,在大肠杆菌半乳糖操纵子的突变型研究中第一次在细菌中发现了可转移座位的插入序列(insertion sequence,IS),之后才被重视,此后近30年来在许多生物中也发现各种类型的可移动的遗传因子,并在分子水平上得到证实。
转座因子不像某类噬菌体或质粒那样,既可插入基因组,又可采取独立形式而存在。
转座因子是从基因组中一个位置直接移动到另一个位置,而且它不依赖于供体位点与受体位点之间的任何关系。
转座是基因组突变与进化的主要来源之一,也是表观遗传的信号与调节因子。
因此,可转座遗传因子的发现是遗传学发展史上重要的里程碑之一,McClintock因而获得1983年诺贝尔奖。
本章仅就这30余年研究成果与进展讨论转座因子(transposable element)———一类可改变位置的遗传因子的总称,其分类与结构特征,原核生物的转座因子与真核生物的转座因子,转座作用的机制和遗传学效应。
251 11畅1 转座因子的发现与分类11畅1畅1 转座因子的发现 早在20世纪初,Em erson 于1914年在研究玉米果皮色素遗传的过程中,发现一种花斑果皮的突变类型。
这种突变可发生多次回复突变,从而产生宽窄不同、红白相间的花斑。
在金鱼草植株叶片以至花瓣上都可见花斑表型。
他意识到这种花斑产生在于突变基因的不稳定性,但如何不稳定不得其解。
到1938年Rhoades 在研究玉米籽粒糊粉层色素遗传时,发现有色籽粒纯种自花授粉的后代中,表现出一种意外的修饰的孟德尔分离比:有色··斑点··白色=12··3··1,显然这两个基因是不连锁的。
原核生物转座子的转座机制1.引言1.1 概述原核生物转座子是一类具有转座能力的DNA序列,可以在基因组中移动位置并插入到新的位置。
转座是一种重要的基因组重组机制,能够在生物进化过程中产生遗传多样性。
在原核生物中,转座事件常常发生,对于细菌和古菌的基因组结构和功能起着重要的影响。
原核生物转座子具有多样的分类,包括细菌转座子和古菌转座子等。
细菌转座子一般以IS元件和转座酶为特征,可以分为复制转座子和保守转座子。
复制转座子通过复制转座机制进行移动,而保守转座子则是通过切割转座机制进行位置的重排。
古菌转座子的分类方式较为复杂,包括Tn元素、羧甲基转移酶和嵌合子等。
原核生物转座子的转座机制基本原理是通过转座酶的介导,将转座子从原有位置切割并插入到新的位置。
转座酶是一种特殊的酶类,能够识别和切割转座子两端的特定序列,并在目标位置引起切割和粘合的重组反应。
转座子的转座机制具有高度的特异性和选择性,可以确保转座子的准确插入和稳定遗传。
原核生物转座子的重要性不容小觑。
它们在细菌和古菌的基因组重组和进化中发挥着重要的作用,能够帮助适应环境变化,增加基因组多样性。
此外,原核生物转座子还参与了一些重要的生物学过程,如抗生素抗性的传播和基因调控的调整等。
未来的研究方向包括对转座子的结构和功能的深入研究,以及对其在细菌和古菌进化中的作用机制的进一步探究。
此外,对于转座子的调控机制、应用价值等方面也需要开展更多的研究。
通过对原核生物转座子的深入了解,有望揭示更多有关基因组的演化和多样性形成的奥秘。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以从以下几个方面展开:1.2 文章结构本文旨在探讨原核生物转座子的转座机制。
为了达到这个目的,文章将分为三个主要部分,分别是引言、正文和结论。
引言部分将用来引出本文的研究背景和意义。
首先,我们将概述原核生物转座子的概念和分类,帮助读者了解转座子的基本知识。
然后,我们会详细介绍转座机制的基本原理,包括转座子的结构和作用方式等。
某理工大学《遗传学》课程试卷(含答案)__________学年第___学期考试类型:(闭卷)考试考试时间:90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题(55分,每题5分)1. 在F+×F-杂交中,供体细菌只能把它们的染色体的特定片段转移给受体。
()答案:错误解析:2. 所有的基因都是顺反子。
()[中山大学2019研]答案:正确解析:顺反子,也做作用子,是基因的一个旧名称。
3. 染色体缺失杂合体减数分裂时形成的缺失圈是由缺失染色体形成的。
()[湖南农业大学2018研]答案:错误解析:染色体缺失杂合体与同源染色体配对时,标准染色体缺少对应的同源部分,结果形成凸露的缺失圈。
4. 有些基因本身不能独立地表现任何可见的表型效应,但可以完全抑制其他非等位基因的表型效应,这种基因为下位基因。
()[中山大学2019研]答案:错误解析:不能独立地表现任何可见的表型效应的基因但可以完全抑制其他非等位基因的表型效应,这种基因为上位基因。
5. 表型与性别有关的性状,其基因不一定都位于性染色体上。
()答案:正确解析:表型与性别有关的性状,其基因也可能位于常染色体上。
6. 副突变是指一个等位基因可以使其同源基因的转录发生沉默。
()[中山大学2019研]答案:正确解析:副突变是指一个等位基因可以使其同源基因的转录发生沉默。
也就是具有同一位点的两个等位基因之间的相互作用,它导致其中一个等位基因发生一个可遗传的变化。
7. 致死基因的作用发生在胚胎期或成体阶段的称为合子致死。
()答案:正确解析:合子致死是指致死基因在胚胎期或成体阶段发挥作用导致胚胎死亡的现象。
8. 由核基因决定的雄性不育系,没有相应的保持系。
()答案:正确解析:核雄性不育是受细胞核不育基因控制的,与细胞质没关系。
所以核不育的恢复系很多但没有保持系,不能三系配套。
9. 孟德尔选取豌豆作为他的实验材料,因为它是一种性状的一年生植物。
第七章习题答案一.名词解释1.转座因子:具有转座作用的一段DNA序列.2.普遍转导:通过极少数完全缺陷噬菌体对供体菌基因组上任何小片段DNA进行“误包”,而将其遗传性状传递给受体菌的现象称为普遍转导。
3.准性生殖:是一种类似于有性生殖,但比它更为原始的两性生殖方式,这是一种在同种而不同菌株的体细胞间发生的融合,它可不借减数分裂而导致低频率基因重组并产生重组子.4.艾姆氏试验:是一种利用细菌营养缺陷型的回复突变来检测环境或食品中是否存在化学致癌剂的简便有效方法5.局限转导:通过部分缺陷的温和噬菌体把供体的少数特定基因携带到受体菌中,并与后者的基因整合,重合,形成转导子的现象.6.移码突变:诱变剂使DNA序列中的一个或几个核苷酸发生增添或缺失,从而使该处后面的全部遗传密码的阅读框架发生改变.7.感受态:受体细胞最易接受外源DNA片段并能实现转化的一种生理状态.8. 高频重组菌株:该细胞的F质粒已从游离态转变为整合态,当与F- 菌株相接合时,发生基因重组的频率非常高.9.基因工程:通过人工方法将目的基因与载体DNA分子连接起来,然后导入受体细胞,从而使受体细胞获得新的遗传性状的一种育种措施称基因工程。
10.限制性内切酶:是一类能够识别双链DNA分子的特定序列,并能在识别位点内部或附近进行切割的内切酶。
11.基因治疗:是指向靶细胞中引入具有正常功能的基因,以纠正或补偿基因的缺陷,从而达到治疗的目的。
12.克隆:作为名词,也称为克隆子,它是指带有相同DNA序列的一个群体可以是质粒,也可以是基因组相同的细菌细胞群体。
作为动词,克隆是指利用DNA体外重组技术,将一个特定的基因或DNA序列插入一个载体DNA分子上,进行扩增。
二. 填空1.微生物修复因UV而受损DNA的作用有光复活作用和切除修复.2.基因组是指一种生物的全套基因。
3.基因工程中取得目的基因的途径有 _____3_____条。
4.基因突变可分为点突变和染色体突变两种类型。
研究生入学专业课遗传学-15(总分:100.00,做题时间:90分钟)一、填空题(总题数:10,分数:20.00)1.真核生物的反转座元(retroposon)根据其结构和组成可以分为两大家族: 1和 2。
(分数:2.00)解析:病毒类超家族非病毒类超家族2.一般性重组的主要中间体是 1,也用它的发现者名字命名为 2。
(分数:2.00)解析:交叉链互换 Holliday连接3.重组能产生 1中没有的新的类型。
(分数:2.00)解析:亲本4.细菌中的转座成分可分为 1、 2及TnA转座元家族和可转移的噬菌体等。
(分数:2.00)解析:插入成分复合转座元5.狭义的遗传重组是指DNA分子内断裂-复合的基因交流,可分 1、 2、 3和 4。
(分数:2.00)解析:同源重组位点特异性重组转座作用异常重组6.基因重组有时会出现异常分离比,这是由基因转变造成的,目前能较好解释基因转变起源的理论是 1。
(分数:2.00)解析:杂种DNA模型7.转座因子的自身序列的两侧各有一个1序列存在,转座完成时,常在原靶点DNA两侧各出现一段2序列。
(分数:2.00)解析:末端倒转重复同向重复8.原核生物有几种转位因子,如 1、 2、 3等;真核生物也有一些转位因子,如 4、 5、 6等。
(分数:2.00)解析:插入序列复合转座元 TnA转座元家族酵母的Ty成分果蝇的copia成分玉米的Ac-Ds成分9.基因转换是通过 1之间重组而实现的,其中重组体经拆分后形成 2,再经过 3后产生基因转换。
(分数:2.00)解析:异源双链异构化分支迁移10.RecA蛋白质有多种与重组有关的活性,主要包括: 1、 2、 3和 4。
(分数:2.00)解析:单链DNA结合活性双链DNA结合活性 NTP酶活性促进互补单链复性的能力二、判断题(总题数:15,分数:30.00)11.转座(transposition)是转座元拷贝从基因组的一处转移到另一处的过程。
1.Griffith是第一个发现转化现象的。
并将引起转化的遗传物质称为转化因子。
2.Avery和他的合作者分别用降解DNA、RNA和蛋白质的酶作用于有毒的S型细胞抽提物,然后分别与_无毒的R型细胞混合,结果发现,只有DNA被酶解而遭到破坏的抽提物无转化活性,说明DNA是转化所必须的转化因子。
3.Alfred D.Hershey和Martha Chase用P32标记T2噬菌体的DNA,用S35标记的蛋白质外壳所进行的感染实验证实:DNA携带有T2的全部遗传信息。
4.H. Fraenkel Conrat用含RNA的烟草花叶病毒进行的拆分与重建,实验证明RNA也是遗传物质。
5.细菌在一般情况下是一套基因,即单倍体;真核微生物通常是有两套基因又称二倍体6.近年来对微生物基因组序列的测定表明,能进行独立生活的最小基因组是一种生殖道支原体,只含473个基因。
7.大肠杆菌基因组为双链环状的DNA分子,在细胞中以紧密缠绕成的较致密的不规则小体形式存在于细胞中,该小体被称为拟核。
8.大肠杆菌基因组的主要特点是:遗传信息的连续性,功能相关的结构基因组成操纵子结构,结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝,基因组的重复序列少而短。
9.酵母菌基因组最显著的特点是高度重复,酵母基因组全序列测定完成后,在其基因组上还发现了许多较高同源性的DNA重复序列,并称之为遗传丰余。
10.詹氏甲烷球菌全基因组序列分析结果完全证实了1977年由Woese等人提出的三域学说。
因此有人称之为“里程碑”的研究成果。
11.詹氏甲烷球菌只有40%左右的基因与其他二界生物有同源性,其中有的类似于真细菌,有的则类似于真核生物,有的就是两者融合。
12.质粒通常以共价闭合环状的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中,但从细胞中分离的质粒大多是3种构型,即CCC型、OC L 型。
13Col质粒首先发现于大肠杆菌中而得名,该质粒含有编码大肠菌素的基因,大肠菌素是一种细菌蛋白,只杀死近缘且不含。
转座子在育种和基因功能的研究中应用转座子或转座因子是一类可移动的一段基因(DNA)序列,可以从原位上单独复制或断裂下来,插入另一位点,破坏被插入的基因,或对其后的基因起调控作用,此过程称转座。
转座子可以在细菌的拟核DNA、质粒或噬菌体之间自行移动;真核细胞中转座子可以在同一染色体DNA,或不同染色体DNA上可自主复制和转移。
转座子通常有以下A、B、C三种情况。
转座子在育种和基因功能的研究中取得很多成果。
1.玉米的籽粒颜色有紫色、白色和花斑之分。
为研究玉米籽粒颜色的遗传规律,科研人员进行了系列实验。
(1)用紫色籽粒玉米进行自交,偶然发现后代表现为紫色:花斑:白色=12:3:1,据此推测:①该玉米基因型为__________(用基因A与a,B与b,C与c……表示)。
②花斑籽粒的基因型是____________。
对花斑籽粒进行测交,表现型及比例为____________。
③已知亲本紫色籽粒玉米为纯种,从基因组成上推测出现上述现象的原因为_________。
(举一例说明即可)(2)多年后研究发现玉米籽粒花斑性状的出现与9号染色体上的C基因、Ds基因和Ac基因有关。
玉米籽粒不同颜色的形成机理如下图所示。
①花斑籽粒的出现受到_________基因调控,所以不同于一般的基因突变。
②白色籽粒的出现是由于该染色体上____________ ,导致C基因被破坏。
③花斑籽粒中紫色斑点出现的原因是:种子形成过程中,______________ 。
紫色斑点的大小由____________ 决定。
(3)依据上述机理,利用Ac和Ds(序列已知)特有的功能,可用于研究:____________。
2.DNA序列D能在基因A表达的转移酶作用下,从序列S所在染色体的某个位置转移到其他位置,或随机转移到其他染色体上。
科研者利用这一原理来构建稳定遗传的大豆突变体库。
(1)科研人员分别将序列D和基因A作为___________,插入含卡那霉素抗性基因的T-DNA 上,利用农杆菌转化植物,筛选得到转D植株和转A植株。