《遺傳與進化》ppt課件 (2)(文件)
【正文】 表現(xiàn)為相似。 （ 3）直系同源 (orthology) ? 在進化上起源于一個始祖基因并垂直傳遞 (vertical descent)的同源基因； ? 分布于兩種或兩種以上物種的基因組； ? 功能高度保守乃至于近乎相同，甚至于其在近緣物種可以相互替換； ? 結(jié)構(gòu)相似； ? 組織特異性與亞細胞分布相似 （ 4）旁系同源 ? 旁系同源 (paralogy)基因是指同一基因組 (或同系物種的基因組 )中，由于始祖基因的加倍而橫向 (horizontal)產(chǎn)生的幾個同源基因。在真細菌與古細菌的基因組中， 30%～ 50%的基因?qū)倥韵低?，在真核基因組的比例更高 四、基因組的起源 （ 1） RNA起源假說 RNA分子既能催化生化反應，又能自我復制。 五、基因組的進化 基因組大小的進化 ? 包括基因組的含量、基因組的結(jié)構(gòu)以及基因的數(shù)量等幾個方面。如珠蛋白基因家族的進化。 ? 自發(fā)性點突變可以產(chǎn)生于某個基因的功能域、或整個基因、或由多個基因組成的功能系統(tǒng)，引發(fā)現(xiàn)有基因的修飾、失活、轉(zhuǎn)錄表達的差異調(diào)控等，使得細菌個體在功能性狀上產(chǎn)生適應性變化，在自然選擇壓力下，那些對種群發(fā)展有利的個體得以保持下來，并經(jīng)過多代遺傳繁殖在種群中擴展開來，該種細菌作為一個整體達到了適應性進化的目的。某些個體中染色體重排使該基因重復，自然選擇壓力下，這些個體將處于選擇優(yōu)勢狀態(tài)，在種群中逐漸占據(jù)絕對優(yōu)勢數(shù)量。 ? “ 平行進化假說 ” ：在細胞形成之前，生命的海洋中就存在一種能獨立復制的核糖核酸分子，隨著細胞的出現(xiàn)，病毒才開始寄生于細胞中，并隨著細胞的進化而進化。 ? 病毒進人宿主后如不被清除，則迅速增殖并發(fā)生突變形成許多相似株，稱為準種 (quasispecies)，準種中的優(yōu)勢株最適宜生存。 ? 病毒的復制每日數(shù)以億計，由于 DNA(脫氧核糖核酸 )病毒聚合酶有糾錯功能，其突變率遠低于 RNA病毒，但也大大超過宿主細胞。此外，病毒與細胞基因組之間也存在遺傳信息的交換，許多病毒基因組中都存在與宿主高度同源的序列就是最好的證明。當一種宿主面臨危險時，病毒可以在另一種宿主中繁殖。這項具有里程碑意義的實驗表明，新的生命體可以在實驗室里 “ 被創(chuàng)造 ” ，而不是一定要通過 “ 進化 ” 來完成。 ? 名為 “ 人造兒 ” 的人造細菌內(nèi)核是移植于實驗室、完全人工合成的基因組。 將重組的 DNA碎片放入酵母液中，令其慢慢地重新聚合。 幾個小時之內(nèi)，受體細菌內(nèi)原有 DNA的所有痕跡全部消失，人造細胞不斷繁殖。 ? 反對者 “ 創(chuàng)造生命 ” 再次激起了古老的爭論：人類是否可以扮演上帝的角色？ 英國牛津大學的倫理學教授朱利安認為： “ 凡特推開了人類歷史上最重要、最基礎(chǔ)的那扇大門 窺視生命的本質(zhì)。 ” 反對者認為，人造的有機體如果擴散到自然界，引發(fā)生物基因變化，有可能造成環(huán)境災難，還有可能被用來制造生物武器 . 第三節(jié) 進化樹 ? phylogeny系統(tǒng)發(fā)生、種系發(fā)生、系統(tǒng)發(fā)育： 通過比較物種的特征， 數(shù)據(jù)化 生物形成或進化的歷史，以系統(tǒng)發(fā)生樹（ phylogeic tree）描述物種之間的進化關(guān)系。 ” 一個名為 “ 人類基因?qū)W警告 ” 的團體負責人戴維 ? 應用前景廣闊 盡管這種技術(shù)目前仍處于實驗階段，但研究人員相信其運用前景廣闊。通過生長和分離，受體細菌產(chǎn)生兩個細胞，一個帶有人造 DNA，另外一個帶有天然 DNA。然后利用化學方法一點一點地重新排列 DNA。凡特主持，歷時 10多年，耗資超過 4000萬美元。這兩種途徑都為病毒提供了最佳的生存方式 。 (4) 病毒進化的兩條途徑 ? 一是病毒與其宿主共同進化，二者具有共同的命運。 基因交換加快病毒的進化： ? 病毒之間可以通過基因組片段的重組或重配交換遺傳信息，這是病毒在自然選擇過程中繼續(xù)生存所必需的。隨著生物多樣性的減少，病毒穩(wěn)定的宿主正在逐漸減少，原本寄生于動物的病毒隨著動物的滅絕，將會越過種屬屏障進人人體，將人類作為新的宿主，同時由于人類抗病毒藥物的濫用，使病毒的進化方向會受到誘導，耐藥株將會更多地出現(xiàn)。在漫長的進化過程中，病毒形成了相對穩(wěn)定的野毒株，也選擇了相對固定的宿主。 七、病毒的突變與進化 (1)病毒的起源 ? “ 退化假說 ” (regressive theory)：病毒是原始細胞內(nèi)的寄生物，受外界環(huán)境的影響，逐漸丟失了大部分遺傳物質(zhì)，只保留了最基本的復制及維持寄生生活的基因，它不能離開活細胞，必須依靠宿主細胞才能完成自己的生命周期。 ? 因為細菌所處環(huán)境的變化，還存在著另一種自然選擇傾向，它使得一些染色體重排事件 (必須有利于細菌的生存繁殖 )在種群中穩(wěn)定遺傳下來。如轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導、接合、轉(zhuǎn)染等。 內(nèi)含子 中堿基對趨異進化速率大于外顯子；編碼序列中 同義突變 的進化速率大于非同義突變；假基因的進化速率最高。 （ 2）原基因組的形成 原始的 RNA分子復制形成 重復 序列，在進化過程中產(chǎn)生斷裂基因。 區(qū)別在于： 在進化起源上 ，直系同源是強調(diào)在不同基因組中的垂直傳遞，旁系同源則是在同一基因組中的橫向加倍； 在功能上 ，直系同源要求功能高度相似，而旁系同源在定義上對功能上沒有嚴格要求，可能相似，但也可能并不相似 (盡管結(jié)構(gòu)上具一定程度的相似 )，甚至于沒有功能(如基因家族中的假基因 )。在比較兩段序列時，正常的描述應該是：這兩個片斷可能同源 (或這兩個基因有可能為同源基因 )，因為它們的核苷酸 (或氨基酸 )的相似程度為 80%。不同基因組之間、不同基因或不同物種的“同一”基因，都可以用 %來表示異同程度。 ? 最重要，也是最體現(xiàn)比較基因組學科特點的是
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