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第10章 真核生物的遗传分析

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在高等真核生物

在高等真核生物
在原核生物中，转录的调节区都很小，大都位于 启动子上游不远处，调控蛋白结合到调节位点上可直 接促进或抑制RNA聚合酶与它的结合。
⑥ 真核生物的RNA在细胞核中合成，只有经转运穿过 核膜，到达细胞质后，才能被翻译成蛋白质，原核 生物中不存在这样严格的空间间隔。
⑦ 许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟和剪接过 程，才能顺利地翻译成蛋白质。
• 在Ig重链基因重排后，轻链的可变区基因片段随之发生 重排，V与J基因片段并列在一起。
• κ轻链基因先发生重排，如果κ基因重排无效，随即发生 λ基因的重排。
重排机制
• 参与V/（D）/J基因重组过程的酶称为V/（D）/J 重组酶。
• 重组酶作用的特点是： （1）淋巴细胞特异性，这可能解释了Ig基因的重排
二、基因扩增
基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性增大的现象，它使 得细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需 要，是基因活性调控的一种方式。
如非洲爪蟾的卵母细胞中原有rRNA基因（rDNA）约500 个拷贝。卵裂期和胚胎期，需要大量的rRNA，基因会大 量复制rDNA，使拷贝数达到200万，扩增约4000倍。
内含子(intron)、外显子(exon) • 非编码区较多 多于编码序列(9:1) • 含有大量重复序列
原核生物基因组结构特点:
● 基因组很小，大多只有一条染色体 ● 结构简炼 ● 存在转录单元多顺反子 ● 有重叠基因
二、真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译及 DNA的空间结构方面存在以下几个方面的差异
非洲爪蟾体细胞中rDNA的基因扩增是因发育需要而出现 的基因扩增现象。
发育或系统发生中的倍性增加在植物中普遍存在
基因组拷贝数增加，即多倍性，在植物中是非常普遍的现象。 基因组拷贝数增加使可供遗传重组的物质增多，这可能构成了 加速基因进化、基因组重组和最终物种形成的一种方式。

微生物 10-4、5、6第十章 微生物的遗传变异和育种

微生物 10-4、5、6第十章 微生物的遗传变异和育种

工程菌的稳定性问题

由工程菌产生的珍稀药物如：胰岛素、干扰素、 人生长激素、乙肝表面抗原、人促红细胞生成 素、重组链激酶等都已先后供应市场，不仅保 证了这些药物的来源，而且使成本大大降低。 但工程菌在发酵生产和保存过程中表现出不稳 定性，具体表现为：质粒的丢失；重组质粒发 生DNA片断脱落；表达产物不稳定。 工程菌的稳定与否，与重组质粒本身的分子组 成、宿主细胞生理和遗传性以及环境条件等因 素有关。
性状稳定的菌种是微生物学工作最重要的基本要求，否 则生产或科研都无法正常进行。 影响微生物菌种稳定性的因素：a）变异；b）污染； c ）死亡。
一、菌种的衰退与复壮
衰退：菌种出现或表现出负变性状
菌种衰退的原因： ①大量群体中的自发突变
自发突变
纯菌种
不纯菌种
传代增殖
衰退菌种
原始个体
突变个体 菌种衰退的原因： ②分离现象。 菌种衰退的原因： ③培养条件与传代。
准性杂交育种
第五节 分子育种（基因工程育种）
一、基因工程 定义：在基因水平上，改造遗传物质，从而使 物种发生变异，创建出具有某种稳定新性状的 生物新品系。
特点：可设计性、稳定性、远缘性、风险性
二、基因工程的基本操作 获得目的基因
选择基因载体
体外重组 外源基因导入 筛选和鉴定
应用

通过基因工程改变后的菌株被称为“工程菌”， 工程菌已逐渐应用于药物的微生物发酵生产中， 主要有以下几个方面：①增加生物合成基因量而 增加抗生素产量；②导入强启动子或抗性基因而 增加抗生素产量；③把两种不同的生物合成基因 在体外重组后再导入受体而产生杂交抗生素；④ 激活沉默基因，以其产生新的生物活性物质或提 高抗生素产量；⑤把异源基因克隆到宿主中表达， 以期彻底改变生产工艺。

真核生物的遗传分析

真核生物的遗传分析

a +
+ n
a +
NPD
若两连锁基因在异臂上，则PD与NPD都由双交 换形成且机会相等，所以PD=NPD。但事实上 PD≠NPD故此情况不可能 ∴ nic和ade在同臂上 已知RF（0-nic)+ RF（nic-ade)=5.05%+ 5.2% RF（0-ade)=9.3% 即RF（0-nic)+ RF（nic-ade) ≠ RF（0-ade) 原因：着丝粒和ade间发生过双交换，但在计算 RF （0-ade)时却没有计算在内，而在计算RF（0-nic)和 RF（nic-ade)时都各计算一次。

(3-6)四种排列方式：第一分裂产物中野生
型与突变型未发生分离，野生型和突变型
M2发生分离，称第二次分裂分离(second
division segregation)。
着丝粒与基因位点间发生非姊妹染色单
体交换，因此这四种子囊均为交换型子
囊。
非交换型、交换型子囊的形成
着丝点距离与着丝点作图

0 0 10 180 2 10 202
4 180 10 0 4 10 208
0 180 0 180 2 10 372


由上表可以看出202+208 ≠372，
低估的重组值= （202+208-372）/4000 ×100%=0.95%

RF（0-nic)+ RF（nic-ade) = RF（0-ade)+0.95%=9.3% +0.95%=10.25%
六种子囊孢子排列方式
六种子囊孢子排列方式
第一次分裂分离与第二次分裂分离

(1-2)两种排列方式：野生型lys+和突变型lys-在 M1彼 此分离，称第一次分裂分离(first division

遗传学 第六章 真核生物遗传分析

遗传学 第六章 真核生物遗传分析

1、单一序列（unique sequence）
➢ 真核生物的大多数基因在单倍体基因 组中都是单拷贝的。
➢ 单一序列所占的比例在不同生物基因 组中变化较大：
原核生物中一般只含有非重复序列；
较低等的真核生物中大部分DNA也 是单拷贝的；
动物中将近50％DNA是中度或高度 重复的；
植物和两栖类生物中单拷贝DNA序 列降低，而中度和高度重复序列增加， 如玉米的重复序列在80%以上。
（2）卫星DNA （satellite DNA）
➢ 其碱基组成不同于其他部份，可用 等密度梯度离心法将其与主体 DNA 分开，因而称为卫星DNA 或 随体DNA。
➢ 各类卫星DNA都由不同的重复序 列家族构成。
➢ 重复单位串联排列。 ➢ 卫星 DNA约占人基因组 5~6％。
卫星DNA 根据长度可将其分为3类：
➢ 基因组（genome）：一个物种单倍体的染色体数 目及其所携带的全部遗传信息。
基因组DNA测序结果表明基因组中不仅包含着整 套基因的编码序列，同时还包含着大量非编码序列， 这些序列同样包含着遗传指令(genetic instruction)。 因此，基因组（应该）是整套染色体所包含的 DNA分子以及DNA分子所携带的全部遗传指令。
➢ 可用遗传学方法区分每个染色单 体。
顺序四分子分析（ ordered tetrad analysis）
顺序四分子遗传分析的特殊意义在于： (1) 能从四分子不同类型出现的相对频率分析基因间的连
锁关系； (2) 能计算标记基因与着丝点之间的重组值，进行着丝粒
作图； (3) 子囊中子囊孢子严格的对称性质，表明减数分裂是一
Co = DNA concentration t1/2 = time for half reaction

第10章遗传密码

第10章遗传密码

第十章遗传密码(Genetic code）1内容：1.遗传密码的破译2.遗传密码的基本特性3.突变效应和遗传密码的防错系统4.可读框与重叠基因2 正文：1.遗传密码：DNA链上的核苷酸与蛋白质链上的氨基酸的对应关系2.密码子：mRNA链上三个连续的核苷酸决定一个特定的氨基酸；mRNA链上特定的核苷酸序列对应蛋白质链上特定的氨基酸序列1.1 遗传密码是三联体的推测伽莫夫G.Gamov（1904—1968）:俄国出生的美国物理学家首先对遗传密码进行探讨，第一个提出具体设想。

1954年Gamow在自然杂志发表《脱氧核糖核酸与蛋白质之间的关系》论文提出遗传密码的构想。

●在的双螺旋结构中，四个碱基之间形成一定空穴游离氨基酸进入空穴形成多肽链●四个碱基中由三个碱基决定一种氨基酸，因为氨基酸有20种一个碱基决定一种氨基酸时只能决定41 = 4种两个碱基决定一个氨基酸时只能决定42=16种三个碱基决定一个氨基酸时能决定43=64种四个碱基决定一个氨基酸时能决定44=256种1.2 遗传密码是三联体的证实1961年Crick给出确切证据- 三联体密码是正确的Crick的T4噬菌体实验1961年，Crick与Brenner合作，用大肠杆菌的T4噬菌体实验T4噬菌体r+：能在大肠杆菌B菌株生长形成嗜菌斑;能在大肠杆菌K菌株上生长形成嗜菌斑T4噬菌体r¯: 不能在K菌株上生长，不形成嗜菌斑用可以引起移码突变的丫啶类药物处理野生型噬菌体，在此噬菌体DNA发生缺失1个、2个、3个或插入1个、2个、3个核苷酸的各种突变类型1、缺失一个核苷酸时在K菌株上不生长ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABCABC ABA BCA BCA BCA BCA BC插入一个核苷酸时在K菌株上不生长ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABCABC ABC CAB CAB CAB CAB CAB C2、缺失两个核苷酸时在K菌株上不生长ABC ABC ABC ABC ABC ABCABC ABB CAB CAB CAB C插入两个核苷酸时在K菌株上不生长ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABCABC ABC CAB CAB CCA BCA BCA BC3 、缺失三个核苷酸时在K菌株上生长（拟野生型）ABC ABC ABC ABC ABC ABCABC ABA BAB ABC ABC插入三个核苷酸时在K菌株上生长（拟野生型）ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABCABC ABC CAB CAB CCA BCC ABC ABC为四联体时插入三个核苷酸则不在K菌株上生长ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCDABCD ABCD DABC DABC DDAB CDDABCDA BCD该实验证明遗传密码是三联体，非重叠、连续编码。

生物化学第10~12章基因信息传递的习题与答案

生物化学第10~12章基因信息传递的习题与答案

第十一章基因信息的传递一、选择题【A1型题】1.DNA复制的主要方式是A.半保留复制B.全保留复制C.滚环式复制D.混合式复制E.D环复制2.关于原核生物DNA聚合酶Ⅲ的叙述正确的是A.具有5＇—3＇外切酶活性B.具有核酸内切酶活性C.具有3＇—5＇外切酶活性D.底物为NTPE.不需要引物3.原核生物DNA聚合酶Ⅰ不具有下列哪种作用A.聚合DNAB.修复作用C.校读作用D.连接作用E.切除引物4.真核生物DNA聚合酶中，同时具有引物酶活性的是A.DNA聚合酶αB. DNA聚合酶βC. DNA聚合酶γD. DNA聚合酶δE. DNA聚合酶ε5.DNA聚合酶的共同特点不包括A.以dNTP为底物B.有模板依赖性C.聚合方向5＇→3＇D.需引物提供3＇羟基末端E.不耗能6.在原核生物中，RNA引物的水解及DNA片段的延长是依赖于A.核酸酶HB. DNA聚合酶ⅠC. DNA聚合酶ⅡD. DNA聚合酶αE. DNA聚合酶β7.拓扑异构酶的作用是A.解开DNA双螺旋使其易于复制B.使DNA解链时不致于缠结C.使DNA异构为RNA引物D.辨认复制其始点E.稳定分开的DNA双链8.单链结合蛋白（SSB）的生理功能不包括A.连接单链DNAB.参与DNA的复制与修复C.防止DNA单链重新形成双螺旋D.防止单链模板被核酸酶水解E.激活DNA聚合酶9.关于大肠杆菌DNA连接酶的叙述正确的是A.促进DNA形成超螺旋结构B.除去引物，填补空缺C.需ATP供能D.使相邻的两个DNA单链连接E.连接DNA分子上的单链缺口10.原核生物DNA复制需要多种酶参与①DNA聚合酶Ⅲ②DNA解旋酶③DNA聚合酶Ⅰ④引物酶⑤DNA连接酶A.①②③④⑤B.②④①③⑤C.②④⑤①③D.①③②⑤④E.⑤③②①④11.关于DAN复制中生成的冈崎片段A.是前导链上形成的短片段B.是滞后链上形成的短片段C.是前导链模板上形成的短片段D.是滞后链模板上形成的短片段E.前导链和滞后链上都可形成短片段12.端粒酶的作用是A.防止线性DNA分子末端缩短B.促进线性DNA分子重组C.促进DNA超螺旋构象的松解D.促进细胞染色质的分解E.促进细胞染色体的融合13.紫外线辐射造成的DNA损伤，最易形成的二聚体是A.CTC.TTD.TUE.CU14.亚硝酸盐造成DNA损伤是A.形成TT二聚体B.使G的N-7烷化C.使C脱氨成UD.转换T为CE.取代A并异构成G15.DNA点突变的形式不包括A.重排B.转换C.颠换D.缺失E.插入16.不参与DNA损伤修复的酶是A.光复活酶B.引物酶C. DNA聚合酶ⅠD.DNA连接酶E.核酸内切酶17.DNA的切除修复不包括下列哪一步A.识别B.切除C.修补D.异构E.连接18.逆转录的遗传信息流向是A.DNA→DNAB.DNA→RNAC.RNA→DNAD.DNA→蛋白质E.RNA→RNA19.逆转录酶不具有下列那种特性A.存在于致癌的RNA病毒中B.以RNA为模板合成DNAC.RNA聚合酶活性D.RNA酶活性E.可以在新合成的DNA链上合成另一条互补DNA链20.DNA分子中能被转录的链称为A.编码链B.无意义链C.模板链D.互补链E.反义RNA链21.转录与复制有许多相似之处，但不包括A.均需依赖DNA为模板的聚合酶B.以DNA单链为模板C.遵守碱基配对原则D.有特定的起始点E.以RNA为引物22.转录过程中需要A.引物B.dNTPC.RNA聚合酶D.连接酶E.解旋酶23.利福霉素抗结核杆菌的机理是A.与δ亚基结合，抑制RNA聚合酶与模板的结合B.与β亚基结合，阻碍磷酸二酯键的形成C.使RNA聚合酶解聚D.使启动子构象改变E.以上都不是24.真核生物中合成hnRNA的酶是A.RNA聚合酶ⅠB. RNA聚合酶ⅡC. RNA聚合酶ⅢD.核心酶E.以上都不是25.真核生物中合成tRNA的酶是A.RNA聚合酶ⅠB. RNA聚合酶ⅡC. RNA聚合酶ⅢD.核心酶E.以上都不是26.α-鹅膏覃碱可强烈抑制A.蛋白质合成B. hnRNA的合成C.cDNA合成D.45SrRNA合成E.核苷酸合成27.RNA合成的原料是A.dNTPB.dNDPC.NMPD.NTPE.NDP28.新合成的mRNA链的5＇端最常见的核苷酸是A.ATPB.TTPC.GMPD.CTPE.GTP29.真核生物的mRNA帽子结构最常见的是A.GpGB.m6ApppGC.m7GpppGD.pppGmE.GpppA30.外显子是指A.基因突变序列B.mRNA5＇端的非编码序列C.断裂基因中的编码序列D.断裂基因中的非编码序列E.成熟mRNA中的编码序列31.真核细胞hnRNA的内含子切除需A.snRNPB.限制性核酸内切酶C.RNaesPD.RibozymeE.蛋白水解酶32.成熟tRNA分子3＇末端CCA序列的形成A.通过转录合成B.通过剪切加工形成C.由核苷酸转移酶催化合成D.通过碱基修饰形成E.通过基因突变形成33.核酶的特点不包括A.是一种变构酶B.化学本质是核糖核酸C.一级结构在进化上高度保守D.具有自催化剪切作用E.二级结构呈“锤头”或“发夹”状34.能代表多肽链合成起始信号的遗传密码A.UAGB.GAUC.AUGD.UAAE.UGA35.遗传密码的特点不包括A.通用性B.连续性C.特异性D.简并性E.方向性36.参与多肽链释放的蛋白质因子是A.RFB.IFC.eIFD.EF-TuE.EFG37.原核生物翻译时的启动tRNA是A.Met-tRNA MetB. Met-tRNA i MetC.fMet-tRNA i MetD.Arg-tRNA ArgE.Ser-tRNA Ser38.关于氨基酸的活化正确的是A.活化的部位为氨基B.氨基酸与tRNA以肽键相链C.活化反应需GTP供能D.在胞液中进行E.需核糖体参与39.核糖体循环是指A.活化氨基酸缩合形成多肽链的过程B.70S起始复合物的形成过程C.核糖体沿mRNA的相对移动D.核糖体大小亚基的聚合与解聚E.多聚核糖体的形成过程40.多肽链的延长与下列哪中物质无关A.GTPB.转肽酶C.EF-TD.EF-GE.ATP41.能识别终止密码的是A. EF-GB.polyAC.RFD.m7GTPE.IF42.翻译后的加工修饰不包括A.新生肽链的折叠B.N端甲酰蛋氨酸或单氨酸的切除C.氨基酸残基侧链的修饰D.亚基的聚合E.变构剂引起的分子构象改变43.分子病是指A.细胞内低分子化合物浓度异常所致疾病B.蛋白质分子的靶向输送障碍C.基因突变导致蛋白质一级结构和功能的改变D.朊病毒感染引起的疾病E.由于染色体数目改变所致疾病44.关于镰刀型红细胞贫血病的叙述错误的是A.血红蛋白β-链编码基因发生点突变B.血红蛋白β-链第6位残基被谷氨酸取代C.血红蛋白容易互相粘着D.红细胞变成镰刀状E.红细胞极易破裂，产生溶血性贫血45.氯霉素抑制细菌蛋白质生物合成的机制是A.与核糖体大亚基结合，抑制转肽酶活性B.引起密码错读而干扰蛋白质的合成C.激活蛋白激酶使起始因子磷酸化而失活D.与小亚基结合而抑制进位E.通过影响转录来抑制蛋白质的合成46.基因表达中的诱导现象是指A.阻遏物的生成B.细菌利用葡萄糖作碳源C.细菌不能利用乳酸作碳源D.由底物的存在引起酶的合成E.低等生物可以无限制地利用营养物47.操纵子模型主要用于说明A.蛋白质生物合成的机制B.基因表达的调控机制C.DNA的复制机制D.mRNA的成熟机制E.RNA逆转录48.乳糖操纵子的诱导剂是A.乳糖B.葡萄糖C.β-半乳糖苷酶D.果糖E.cAMP49.色氨酸操纵子的控制区不包括：A.增强子B.调节基因C.启动基因D. 操纵基因E.衰减子50.色氨酸操纵子的阻遏剂是A.乳糖B.葡萄糖C.色氨酸合成酶D.σ因子E.色氨酸51.关于同源结构域的叙述错误的是A.至少由两段保守的α-螺旋构成B.螺旋间通过成环连接C.其识别螺旋能识别特异的DNA序列D.其侧链基团能与DNA小沟的碱基相互作用E.能与DNA骨架的磷酸基形成氢键52.关于锌指模体的叙述正确的是A.凡含Zn2+的蛋白质均可形成B. 凡含Zn2+的酶皆可形成C.必须有Zn2+和半胱氨酸或组氨酸形成配位键D.DNA与Zn2+ 结合就可形成E.含有很多半胱氨酸通过二硫键形成【A2型题】53.在一DNA复制体系中,以同位素32P标记的а-磷酸基dNTP为原料合成DNA,从原代起至少在第几代可以得到两条链均带有32P标记的子代DNA双链A.第二代B.第三代C.第四代D.第六代E.第八代54.进行DNA复制试验时,保留全部DNA复制体系成分但以DNA聚合酶Ⅱ代替DNA连接酶,试分析可能会出现什么后果A. DNA高度缠绕,无法作为模板B. DNA被分解成无数片段C. 无RNA引物,复制无法进行D. 随从链的复制无法完成E. 冈崎片段的生成过量55.原核生物DNA复制中① DNA聚合酶Ⅲ②解链酶③ DNA聚合酶④ DNA指导的RNA聚合酶⑤ DNA连接酶⑥ SSB 的作用顺序是A.④、③、①、②、⑤、⑥B.②、③、⑥、④、①、⑤C.④、②、①、⑤、⑥、③D.④、②、⑥、①、③、⑤E.②、⑥、④、①、③、⑤56.利用电子显微镜观察原核生物和真核生物DNA复制过程，都能看到伸展成叉状的复制现象，其可能的原因是A. DNA双链被解链没解开B.拓扑酶发挥作用形成中间体C. 有多个复制起点D.冈崎片段连接的中间体E. 单向复制所致57．真核生物的结构基因是断裂基因，其转录生成的hnRNA在核内经首尾修饰后，再形成套索RNA进行剪接，剪接后的产物是A. tRNAB. snRNAC. snRNPD. mRNAE. rRNA58.原核生物是以RNA聚合酶结合到DNA的启动区作为转录起始的。

26-第10章 基因组表观遗传-组蛋白乙酰化


人类 基因 组组 蛋白 修饰 作图
上图图示为Chr.21染色质的部分作图结果，下面为染色质免疫沉淀抗体： H3K4me1, H3K4me2, H3K4me3; H3K9me1, H3K9me2, H3K9me3; H3K27me1, H3K27me1, H3K27me3; H3K36me1, H3K36me3; H3K79me1，H3K79me2, H3K79me3; H4K20me1, H4K20me3; H3R2me2 (as), H2A+H4R3me2, H2BK5me1, H2A.Z, Pol II, CTCF
HAT功能域有四个保守的基序（A,B,C和D）。 染色质又被去乙酰化。
组蛋白去乙酰化酶家族
根据功能与DNA序列相似性,将组 蛋白去乙酰化酶分为四大类: HDACI (histone deacetylase 1): HDAC1, HDAC2, HDAC3和 HDAC8. HDAC1, HDAC2和 HDAC8主要分布于细胞核, HDAC3主要分布于细胞质; HDACII (histone deacetylase 2): HDAC4, HDAC5, HDA6C, HDAC7, HDAC8，HDAC9 和HDAC10, 类同于HDACI. HDACII可在细胞核和细胞 质之间穿梭分布. HDACIII(histone deacetylase 3): SIRT1, SIRT2, SIRT3, SIRT4, SIRT5, SIRT6 和 SIRT7. HDACIV (histone deacetylase 4): HDAC11, 非典型去乙酰化酶.
-
组蛋白乙酰化酶
根据在细胞中的分布特点， 传统上将HA T 分为两大类。 A 型：位于细胞核，通过 核小体组蛋白的乙酰化调 控基因表达，可识别并乙 酰化组蛋白赖氨酸, Gcn5 p300/CBP和TAF11 250属 于此类，含bromodomain 结构域。B型：位于细胞 质，在组装为核小体前将 组蛋白乙酰化。B型HA T 缺少bromodomain结构域， 其功能是将新生的核心组 蛋白乙酰化。这些乙酰化 组蛋白一旦进入核内渗入

第六章 真核生物的遗传分析


链孢霉的特点是它的四分体是顺序排列的。
不仅减数分裂的四个产物在子囊中仍连在 一起，而且代表减数分裂四个染色单体的子囊 孢子是直线排列的，排列的顺序跟减数分裂中 期板上染色单体的定向相同。
因此，我们用遗传学方法可以区分每个染 色单体及其基因型，而用细胞学检查方法是办 不到的。
四分体遗传分析的特殊意义：
接着在每条产囊菌丝中都发生下列过程： ①由每种交配型的一个核共同形成子囊原始细胞， ②这两个核在伸长的细胞中融合成二倍体细胞核； ③二倍体细胞核立即进行减数分裂； ④减数分裂的四个产物再进行一次有丝分裂，在一个
子囊中形成四对子囊孢子。 同时，其他菌丝形成了一个厚壁包围着产囊菌丝，构
成长颈瓶状的子囊壳。
的特异的碱基序列（单拷贝）的长度（或核苷数）之和来表示 复杂度（的大小） 。
DNA分子中无重复的核苷酸序列的最大长度.
病毒或细菌的基因组无重复序列，其基因组的复杂度与 C值（即基因组的大小）相等。
四、真核生物基因组DNA序列的复杂度
DNA复性动力学研究结果表明，真核生物基因组序列大致 可分为3种类型： 1、单拷贝序列（非重复序列）：每个基因只有1-2个 拷贝。 2、中度重复序列：平均长度300bp，重复次数10-102。 3、高度重复序列：通常为6-200bp，重复次数在106。
第二次分裂分离: ＋ － ＋ － ＋－－＋
－＋＋－
－＋－＋
每一个第二次分裂分离的子囊是供试位点与着丝点 之间发生一次交换的结果。
根据这种特殊情况，就有可能计算某一位点和着丝点之间的重组百分率。 重组百分率的标准公式如下：
A位点和着丝点之间重组 染色单体数 染色单体总数
100
交换值 (%)
重组型配子数 总配子数

第五章真核生物的遗传分析


高度重复顺序的功能
1. 调节反向序列常存在于DNA复制起点区的附 近。另外，许多反向重复序列是一些蛋白质 （包括酶）与DNA的结合位点
2. 参与基因表达的调控DNA的重复顺序可以转 录到核内不均一RNA（hnRNA）分子中，并 形成发夹结构，这对稳定RNA分子，免遭分解 有重要作用
3. 参与转位作用
(3-6)四种排列方式：第一分裂产物中野 生型与突变型未发生分离，野生型和突 变型 M2发生分离，称第二次分裂分离 (second division segregation)。
着丝粒与基因位点间发生非姊妹染色 单体交换，因此这四种子囊均为交换 型子囊。
非交换型、交换型子囊的形成
着丝点距离与着丝点作图
第一节 真核生物基因组
一、基因组与 C值
基因组：一个物种单倍体的染色体数目 及其所携带的全部基因称为该物种的基 因组。
C值：一个物种单倍体基因组的DNA含 量是相对含量是恒定的，通常称为该物 种DNA的C值。不同物种C值差异很大。
从原核生物到真核生物。其基因组大小 和DNA含量是随生物进化复杂程度的增 加稳步上升的。随生物结构和功能复杂 程度的增加，需要的基因产物越多，所 以C值就越大。 最小的C值:支原体(106bp),
5. 同一种属中不同个体的高度重复顺序 的重复次数不一样，这可以作为每一个
体的特征，即DNA指纹
6. α卫星 DNA 成簇的分布在染色体着丝
粒附近，可能与减数分裂时染色体配对 有关，即同源染色体之间的联会可能依
赖于具有染色体专一性的特定卫星DNA 顺序
第二节 真菌类的遗传分析
红色面包霉的特点
C.存在大量不编码蛋白质的DNA序列，果蝇的基 因数约为5000个，占基因组DNA序列的10％ 左右，人的基因数推测为50000个，约占基因 组DNA序列的1％。

细胞生物学(第五版)-第10章-核糖体精选全文完整版

多核糖体模式图
二、蛋白质的合成
又称蛋白质的翻译，是细胞中最复杂、最精确的生 命活动之一。蛋白质合成需要各种携带氨基酸的 tRNA、核糖体、mRNA、多种蛋白质因子、阳离子 及GTP等的参与
蛋白质合成分为三步：
起始(Initiation)包括核糖体与mRNA 结合，形 成起始复合物，其中含有第一个氨酰-tRNA。
仅发现在哺乳动物成熟的红细胞 等极个别高度分化的细胞内没有 核糖体，线粒体和叶绿体中也含 有核糖体。 核糖体是细胞最基本的不可缺少 的结构。
核糖体是一种不规则颗粒状的结构，其主 要成分是RNA和蛋白质，直径约25 nm 核糖体蛋白分子主要分布在核糖体表面， 核糖体RNA(rRNA)位于内部，二者靠共价 键结合在一起。
甲基转移酶催化形成的。
30S小亚基与mRNA的结合需要 起始因子(initiation factor，IF)的 帮助。 这些起始因子仅位于30 S亚基上。 一旦30 S亚基与50 S亚基结合形 成70S核糖体后便释放。 起始因子的主要作用：帮助形成 起始复合物。 原核细胞有3种起始因子： IF1、IF2和IF3。
主要包括4个步骤： 1、氨酰-tRNA进入核糖体A位点的选择 2、肽键的形成 3、转位(translocation) 4、脱氨酰-tRNA的释放。
1.氨酰-tRNA在核糖体A位点的入位
起始的tRNAiMet占据P位点， 核糖体接受第2个氨酰-tRNA进 入A位点，这就是肽链延伸的 第一步。 为了有效地结合A位点，第二 个氨酰-tRNA必须与有GTP的 延伸因子(elongation factor， EF)EF-Tu结合形成复合物氨酰 -tRNA·EF-Tu·GTP。
三、核糖体蛋白质与rRNA的功能
核糖体上具有一系列与蛋白质合成有关的结合位 点与催化位点
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2.SNP的检测方法

直接测序法：直接测序对不同个体进行的PCR扩增，然后对
扩增片段测序比较是发现SNP的最常用方法。 DNA芯片法：检测SNP的最佳方法是新近发展起来的DNA芯 片技术。SNPs的大规模发现和识别与DNA芯片技术的发展 和应用关系密切。 基于生物信息学的SNP候选位点搜索：公共数据库中公布有 大量的序列信息，其中包括表达序列标签(ESTsRAPD标记

RAPD标记是用随机排列的寡聚脱氧核苷酸 单链引物(通常长度为10个核苷酸)通过
PCR扩增染色体组中的DNA所获得的长度
不同的多态性DNA片段
RAPD与经典PCR区别
经典PCR
引物个数 1对 20bp
RAPD
1个 10bp 36℃ 随机扩增
引物长度 复性温度
扩增产物
55～60℃

InDel标记是指通过比较基因组学发现不同基因
polymorphisms，简称RFLP标记)、可变数目串联重复序
列标记(Variable number of tandem repeats，简称VNTR 标记)、原位杂交(in situ hybridization)等 另一类是以聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction， 简称PCR反应)为基础的各种DNA指纹技术 第三类是一些新型的分子标记，如单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism，简称SNP)，表达序列标签 (Expressed sequence stags，简称EST)和反转录转座子
3’-G
连接上接头的片段 5’-NN…NNAATTC 3’-NN…NNTTAAG
ligase连接接头 AATTNN…NN-3’ TTATNN…NN-5’
选择性引物PCR扩增限制片段 增加引物选择性碱基 正向引物系列 反向引物系列 扩增片段数目
正向0，反向0 5’-NN…NNAATTC-3’ 3’-TTATNN…NN-5’ 所有 正向+1，反向+1 5’-NN…NNTATTCT-3’ 3’-ATTATNN…NN-5’ 1/4 正向+2，反向+1 5’-NN…NNTATTCTC-3’ 3’-AGTTATNN…NN-5’ 1/16 正向+1，反向+2 5’-NN…NNTATTCT-3’ 3’-AGTTATNN…NN-5’ 1/4×1/16=1/64
剔除 EcoRI MseI 选择
基因组DNA 双酶切选择(frequent cutter+rare cutter) 合成接头、连接 合成引物 (接头＋(1-3)选择碱基) 变性聚丙烯酰胺凝胶电泳
选择性扩增
连接(ligase)
电泳
分离扩增产物
EcoR I 双酶切
EcoR I
Mse I
Mse I
EcoR I酶切位点

C→A(G→T) C→G(G→C) T→A(A→T)
1.SNP的分类

在基因组DNA中，任何碱基都有可能发生变异，因 此SNP既有可能在基因序列内，也有可能在基因序 列外。基因组内的SNP分为两种形式：

一是遍布于基因组非编码区中的大量单碱基核苷酸变异 另一是主要分布于基因编码区内（Coding region）的突变， 故又称其为cSNP。从对生物遗传性状的影响上来看， cSNP又可分为两种：
要求亦不苛刻
12
明恢63与珍汕97杂交，回交BC1F1，wx基因SSR图谱 1.珍汕97 2.明恢63
利用卫星DNA进行亲 子鉴定的基本原理
CAPS标记

利用PCR产物专门检测内切酶位点变异间的差异

如PCR产物无多态性，通过测序，可能发现它们之一 的酶切位点（如EcoR I）具有突变
EcoR I 电泳
： SSR分子标记的特点
数量几乎无限，检测出多态性的频率极高 SSR一般检测的是一个单一的多等位基因位点 SSR标记为共显性标记，可鉴别出杂合子和纯合子
结果重复性高，稳定可靠。为了提高分辨力，通常使用可检
测出单拷贝差异的聚丙烯酰胺凝胶电泳
兼具PCR反应的优点，即所需DNA样品量少，对DNA质量
(2)RFLP标记的特点

无表型效应 RFLP标记具有共显性的特点 RFLP具有种族特异性 RFLP标记范围遍及全基因组
RFLP标记不足之处

DNA量大(5～15ug) 检测步骤繁琐，需要的仪器、设备较多，周期长 检测中要利用放射性同位素(通常为32P)，易造成环境污 染
用作探针的DNA克隆其制备与存放较麻烦


列之间必然存在大量的重叠区域，通过比较这些重叠区域，
就可获得大量的SNP，并且成本可以大大降低。
3.SNP作为遗传标记的优越性

位点丰富，数量多，分布广泛
具有较高的遗传稳定性


易于基因分型
SNP适于快速、高通量检出

因SNP的二态性，更有利于发展自动化的筛选 或检测技术。
（六）插入缺失（InDel）标记
RFLP AFLP RAPD SSR InDel SNP
限制性酶消化和分 子杂交技术为基础 以PCR技术为基础 以Sequence-PCR技 术为基础
分子标记
一、形态标记 形态标记即植物的外部形态特征，如矮秆、白化、 变态叶、雄性不育等，就是一种特定的肉眼可见的 外部特征
二、细胞学标记

染色体的变化常常会引起某些表型性状的异常，从 而可以将染色体的变化作为一种遗传标记，来分析 测定基因所在的染色体及相对位置，也可通过染色 体置换等进行基因的定位
30-35次循环可将某 一特定DNA序列扩 增105-107，从而可 以通过琼脂糖凝胶 分开，UV观察
PCR的特点
PCR检测DNA多态性的优点(与RFLP相比) ：
•模板DNA用量少 •对模板DNA纯度要求不高 •程序简单，分析周期大大缩短
2. PCR的扩展
A.

单引物PCR标记 随机扩增多态性DNA标记(Random amplification
C. 需要通过克隆、测序来构建特殊双引物的 PCR标记
★ 简单序列重复标记(Simple sequence repeats，简称
SSR标记)
SSR(Simple Sequence Repeat)
Nakamura(1987)发现生物基因组内有一种短的重 复次数不同的序列，统称可变数目串联重复序列
同工酶标记的特点：
可以通过两点或三点测验定位于染色体上
编码同工酶的等位基因是共显性的
同工酶标记的不足： 具有组织特异性 发现同工酶标记有限
四、分子标记

遗传标记多态性形成的分子基础均是基因
组DNA的变异，而分子标记所揭示的多态 性是直接反映基因组DNA间的差异
1. 分子标记的优越性：
Restriction enzyme
digestion
DNA小 片段
琼脂糖 电泳
按DNA分 子大小顺 序分开 转移
探针的限制 X光片 同源序 性酶切片段 列结合 放射自显影 多态性
杂交 尼龙膜
酶切位 点突变等造成DNA 片段长度大小的变化
P1 P2
电泳检测
(Variable number tandem repeat, 简称VNTR )。
VNTR标记包括小卫星(minisatellites)标记和微卫
星(microsatellites)标记
微卫星DNA又称SSR(simple sequence repeats), 它是一类由1～6个碱基组成的基序(motif)串联重复 而成的DNA序列，如(CA)n、 (AT)n、(GCT)n、 (GATA)n等重复，其中n代表重复次数


虽然也可以用非放射性物质(如Biotin系统，Dig系统及
Ecl系统)替代同位素，其杂交信号相对较弱，灵敏度较同 位素标记低得多且价格较高
(二) PCR标记

PCR是Mullis等(1985)首创的在模板DNA、引物和4种脱 氧核糖核苷酸存在的条件下，依赖于DNA聚合酶的体外 酶促反应，以合成特异DNA片段的一种方法 , 其特异性 取决于引物与模板DNA结合的特异性
Mse I酶切位点 AATT-3’ TTAA-5’
5’-GAATTC
3’-CTTAAG
选择EcoR I和Mse I的酶 切粘性末端的片段 特定引物接头 5’-NN…NN-3’ 3’-NN…NNTTAA-5’
5’-AATTC
A-3’ TTAA-5’ 限制性片段
5’-ATTNN…NN-3’ 3’-NN…NN-5’
染色体数目的变化(如单体、缺体、三体、四体) 染色体结构的变异(如缺失、易位、倒位、重复等) 染色体核型(染色体数目、大小、随体有无、着丝粒位置
等)和带型(C带、N带、G带等)
三、生化标记
同工酶(isozyme)：指同一种酶具有多种不同形式，它们催化 同样的生化反应，这类结构不同功能相似的酶称为同工酶
(Retro-transposon)等
RFLP标记

RFLP(restriction fragment length polymorphism)称为限制性片段长度多态 性，是指用限制性内切酶酶切不同个体的基 因组DNA后，含有与探针序列同源的酶切片 段在长度上的差异
RFLP标记的原理
基因组 DNA
1944 -
The Nobel Prize in Chemistry 1993
1、 PCR反应过程(3步)： •变性(denaturation) ：94-96℃， 1-5min，目的使样品DNA解链 •复性(annealling) ：36-60℃， 1-2min，使引物与模板DNA片 段结合
•延伸(extension) ：70-72℃， 1-2min，根据模板DNA，在 Taq酶作用下合成DNA