《基因的突变与进化》8细胞质基因的遗传和变异.ppt

第八讲 细胞质基因 1、线粒体 2、叶绿体 3、三系法杂交水稻 一. 核外遗传的特点 (1) 正反交的结果不同。通常显示逐代出现单亲遗传（uniparental inheritance）的现象，如母体遗传（maternal inheritance）。 (2) 不出现分离比，即非孟德尔式遗传； (3) 母本的表型决定了所有F1代的表型； (4) 遗传物质在细胞器上，不受核移植的影响； (5) 不能进行遗传作图； 一、线粒体 1．小菌落脉孢菌 (Neurospora) 的遗传 1952年Mary Mitchell分离了脉胞菌的小菌落（poky） poky♀×野生型♂→后代全部为poky。 野生型♀×poky♂→后代全部为野生型。 核外突变（extranuclear mutaation） 或细胞质突变（cytoplasmic mutation） 2、酵母小菌落(peptite)突变 1940，Boris Ephrnssi 在正常的细胞群体中有0.1%～1%的细胞会自发变成小菌落。在插入剂（如：溴化乙锭，EB）存在时100%的细胞都变成小菌落。 分类 (1) 核基因突变型－分离型 (2) 中性型－mtDNA丢失 (3) 抑制型－ mtDNA突变 酵母小菌落 正常线粒体 小菌落线粒体 线粒体是真核细胞中的细胞器。每个细胞中含有几十至数千个线粒体。每个线粒体有多个线粒体基因组拷贝。线粒体是非孟德尔式遗传方式，在高等生物中具有母性遗传的特征。 3, 线粒体的遗传规律 母系遗传 多个作用单元的随机分配 4、mt DNA的遗传特征 母性遗传：mtDNA全部来自母亲，非孟德尔式遗传，线粒体随机分配到子细胞。 mtDNA无内含子。 mtDNA复制，转录，翻译所需的酶由核基因组提供。 mtDNA一般没有蛋白质保护。 mtDNA合成存在与细胞整个周期。 具有突变和缺失热点。 线粒体的基因 37个基因 13 个 蛋白质基因 2 个 rRNA 基因 （16s, 12s) 22 个 tRNA 基因 5、mtDNA致病的遗传机制 线粒体基因组本身突变 线粒体基因组突变可以引起视觉神经和心肌性疾病。 点突变：由于mtDNA裸露，易受损伤，且修复机制不全。所以突变频率较高。11778密码突变，arg-----his 视觉神经性疾病。 缺失：常见5kb, 8470bp---13447bp 缺血性心肌病 7.4kb, 8637bp---16073bp 原发性心肌病 mtDNA插入核基因组 溶酶体途径：核酸水解酶下降，mtDNA不能完全消化，片段游离在细胞质中。 直接游离：mtDNA复制中同源重组，产生mtDNA断片。 线粒体崩解：由于理，化，病等因素，线粒体肿胀破裂，释放出mtDNA. 以上DNA片段插入核基因组，造成突变。 脉胞菌中一种衰老品系 Kalilo品系 9Kb的线粒体质粒 6, 线粒体在人类进化和迁移分析中的作用 分子标记 二、叶绿体系统的核外遗传 1909年由Carl Corrans发现（irabilis jalapa） 1、1909，Carl Corrans，非孟德尔遗传发现者，洗澡花（紫茉莉）花斑枝条 2、叶绿体遗传特点 叶绿体是绿色植物特有的核外遗传结构。 非孟德尔式遗传。 裸露的环状双链DNA分子。 120－217kb 一个叶绿体含1－数十个叶绿体基因组。 叶绿体DNA不含5’--甲基胞嘧啶。 3、 叶绿体基因组 （一）结构 叶绿体基因组 cp DNA的基因组成 cpDNA基因组成有以下特点： （1）基因组由两个IR和一个 SSC及一个 LS （2）IRA和IRB，编码相同，方向相反。 （3）cpDNA启动子和原核生物的相似，基因产生单顺反子或多顺反子的mRNA； （4）不同cpDNA基因组成和数目几乎是相同的，产物多为类囊体的成分或和氧化还原反应有关； （5）其tRNA基因中有内含子，有的位于D环上， 此和原核及真核生物核tRNA都不相同； （6）所有叶绿体基因转录的mRNA都由叶绿体核糖体翻译。 5， 叶绿体的转化 意义 启动子 反复的植株再生 6， 细胞器和细胞核的信息交流 三、 三系法杂交水稻 三系二区制种法。 (1)雄性不育系，以