核外遺傳ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-10 22:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 碼（ 受核基因調(diào)控 ）。 ? 線粒體遺傳的分子基礎(chǔ) ?線粒體基因組的一般性質(zhì) ?線粒體基因是 裸露的 DNA雙鏈分子 ， 主要呈環(huán)狀 ， 少數(shù)是線性分子 。 ?各物種線粒體基因組的大小不一 。 一般 ， 動物為 1439kb， 真菌類為 17176kb， 都是環(huán)狀；四膜蟲屬和草履蟲等原生動物為 50kb， 是線性分子 。 植物的線粒體基因組比動物的大 15150倍 ， 也復(fù)雜得多 ， 大小可從 200kb2500kb。 如在葫蘆科中 ， 西瓜是 330kb，香瓜是 2500kb， 相差 7倍 。 ?真核生物 每個細胞內(nèi)含眾多的線粒體 ， 每一線粒體又可能具有多個 mtDNA分子 ， 常具有 多拷貝 。 ?通常 ， 線粒體越大 ， 所含 DNA分子越多 。 線粒體基因組 核 DNA， mtDNA和 cpDNA比較 mtDNA也能進行 半保留復(fù)制 ，其復(fù)制一般 從重鏈開始，輕鏈繼之復(fù)制 ，有的兩條鏈同時復(fù)制。經(jīng)過復(fù)制，每個細胞內(nèi)至少保留幾個 mtDNA拷貝，多者達 100個，保證細胞分裂時至少有 1個 mtDNA分配到每個子細胞中去，維持了 mtDNA的連續(xù)性。 對細胞周期中 mtDNA合成的動力學(xué)研究表明 ，mtDNA合成的調(diào)節(jié)與核 DNA合成的調(diào)節(jié)是彼此獨立的 。 但是 ， mtDNA復(fù)制所需的聚合酶由核 DNA編碼 、在細胞質(zhì)內(nèi)合成 。 所以說線粒體是半自主性的細胞器 。 ? mtDNA的復(fù)制 研究證明，線粒體中不僅含有 DNA， 而且含有核糖體和各種RNA（ rRNA、 tRNA和 mRNA）， 這些 RNA都是 mtDNA轉(zhuǎn)錄得來的，現(xiàn)已確定了許多生物 mtDNA上 RNA基因的位置。線粒體核糖體還含有氨基酰 tRNA， 能在蛋白質(zhì)合成中起活化氨基酸的作用。 線粒體內(nèi) 100多種蛋白質(zhì)中，有 10種左右是線粒體自身合成的，其中包括 3種細胞色素氧化酶亞基、 4種 ATP酶亞基和 1種細胞色素 b亞基。編碼這些蛋白質(zhì)的基因都已定位在 mtDNA上。 mtDNA的遺傳密碼與通用密碼有些不同，且同一密碼子在不同生物的線粒體中決定的氨基酸有差異 。如 AGG， 在人類線粒體中是終止密碼子，在酵母線粒體中決定 “ 精氨酸 ” ，而在果蠅線粒體則決定絲氨酸。 ? mtDNA的轉(zhuǎn)錄與翻譯 ?3個 rRNA基因 (26s,18s,5s) ?14個 tRNA基因 ?核糖體蛋白基因 rps4， rps13， rps14 ?細胞色素 C氧化酶復(fù)合體基因 coxI， coxII，coxIII ?ATP酶復(fù)合體基因 atpA1， atpA2， atpA6， atpA9，atpA10 ?NADH脫氫酶復(fù)合體 I基因： ND1， DN5 ?線粒體基因組編碼 線粒體基因組圖 ?人類線粒體基因組的結(jié)構(gòu)特點 1981年， B. Borst和 L. A. Grivell等測定了人類線粒體基因組的 DNA序列，發(fā)現(xiàn)人類線粒體基因組有如下特點： ?小且基因排列緊密。 ?mRNA沒有 5’帽結(jié)構(gòu)。 ?22個 tRNA分子用于線粒體的蛋白合成。 ?4個密碼子不同于核基因。 在線粒體中密碼子的改變 紫茉莉花斑性狀的遺傳 柯倫斯 (1908)： ? 不符合孟德爾定律的遺傳現(xiàn)象 紫茉莉枝條色性狀： ? 綠色 ? 白色 ? 花斑 紫茉莉枝條色性狀遺傳的解釋 綠色： ? 能夠正常產(chǎn)生葉綠體 ?質(zhì)體 基因正常 白色： ? 不能產(chǎn)生正常葉綠素 ?質(zhì)體基因不正常 花斑： ? 局部不能形成葉綠素 ?具有兩類質(zhì)體 葉綠體的分離與重組 天竺葵的花斑葉色遺傳 ♀綠色 花斑♂ → 大部分綠色，少部分花斑 ♀花斑 綠色♂ → 大部分花斑，少部分綠色 原因：母本是葉綠體的主要供體，父本可傳遞少數(shù)葉綠體。 玉米條紋葉的遺傳 玉米第 7染色體上(核基因 ) 正常綠色葉 (Ij) 白色條紋葉 (ij) 核基因控制 細胞質(zhì)基因控制 細胞質(zhì)基因控制 玉米條紋葉遺傳的解釋 條紋葉基因純合（ ijij）時，會引起葉綠體基因變異，部分質(zhì)體不能產(chǎn)生葉綠素。 ? 產(chǎn)生條紋葉的細胞質(zhì)遺傳基因，并且可以細胞質(zhì)遺傳的方式穩(wěn)定遺傳 玉米葉色性狀的遺傳基礎(chǔ) ? 由細胞核基因與細胞質(zhì)的基因共同控制 ? 當核基因純合（ ijij）后細胞質(zhì)基因為條紋葉基因時，植株表現(xiàn)為： ?條紋葉 (兩種細胞質(zhì)基因 ) ?白色葉 (全部為突變細胞質(zhì)基因 ) ?綠色葉 (全部為正常細胞質(zhì)基因 ) 質(zhì)體的遺傳特點 質(zhì)體具有遺傳自主性： ? 既能自我復(fù)制，又能獨立表達（決定性狀表現(xiàn)） 質(zhì)體遺傳的自主性是相對的： ? 可能與核基因共同決定性狀表現(xiàn) ? 在某些情況下受核基因影響（甚至產(chǎn)生細胞質(zhì)基因突變） 質(zhì)體遺傳的分子基礎(chǔ) 葉綠體 DNA(ctDNA)的分子形態(tài)： ? 閉合環(huán)狀雙鏈分子 拷貝數(shù)：多拷貝 功能： ? ctDNA編碼部分葉綠體結(jié)構(gòu)與功能蛋白、 RNA ? 其它葉綠體結(jié)構(gòu)與功能蛋白由核基因編碼 遺傳體系： ? 具有與核 DNA相對獨立的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯系統(tǒng) 葉綠體基因組 *關(guān)于質(zhì)體與線粒體的起源 質(zhì)體與線粒體的存在 ? 在細胞內(nèi)以一種半自主、半獨立的結(jié)構(gòu)存在 ? 具有相對獨立性，甚至與核基因組不完全相同的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯體系 起源 ? 有人認為，質(zhì)體與線粒體可能并不是細胞最初（生命起源的早期）組分，而是一類類似
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