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文档之家› 第四章 基因精细结构的遗传分析
第四章 基因精细结构的遗传分析
红眼♀ Wa W ++
基因型 顺式
二 噬菌体突变型
1快速溶菌突变型: 2 宿主范围突变型: 3 条件致死突变型:
表4-1 野生型与几种突变型的区别
类 型 不同大肠杆菌平板上噬菌斑表型
B
K()
S
野生型 小噬菌斑 小噬菌斑
小噬菌斑
rI 大噬菌斑 小噬菌斑
小噬菌斑
rII 大噬菌斑 无噬菌斑(致死) 小噬菌斑
乙酰醋酸
↓
CO2 + H2O
二 一个基因一种酶假说
(一)生物合成过程
基因: a
bc
↓↓↓
酶: A
BC
代谢物:1 → 2 → 3 →
前体物 色素原a 色素原b
d ↓
D 4→5 红色 紫色
(二)突变型与合成缺陷
检测的物质 A B C DE G 突1 — — — + — + 2— +— +—+ 变 3— — — — — + 4— + + +—+ 体5 + + + + — +
一个基因一个酶 1941Beadle,Tatum提出 (三)DNA是遗传物质 1944年,Avery证明
(四)基因是一段有功能的DNA序列 DNA双螺旋模型 1953年 Watson和Crick提出 遗传中心法则 1957年 Crick提出 顺反互补试验 1957年 Benzer提出:顺反子 三联遗传密码的破译 Nirenberg等 1961-67年:
终止
X174DNA序列:5`—T—A—A—T—G—3`重叠一个碱基
基因J
起始
例2: 如:基因A
终止
X174DNA序列5`——A—T—G—A—3` 重叠4个碱基
基因C
起始
3 三个基因之间重叠
基因B
phe 终止
基因A
ser Asp Glu
G4 DNA序列 -T-T-C-T-G-A-T-G-A-A-A-
P 杏红眼♀X 白眼♂
Wa +
+W
Wa +
Y
↓
F1 杏红♂ X 杏红眼♀
Wa +
Wa +
+W
基因内重组
→
++ Wa W
配子
↓♁
F2 杏红眼 杏红 杏红 白眼 Wa + Wa + Wa + W +
红眼 ++ ++
Wa W Wa W
Wa + + W
YY
Wa + 或 Y 或 Wa + Y
比较:F1 杏红♀ 基因型 Wa + 反式 +W
arg3 ↓ 酶3 ↓
前体物 鸟aa 瓜aa 精aa
(四)一个基因一种酶的局限性 (1) 并非所有的基因都为蛋白质编码; (2) 有的酶由多个基因编码; (3) 有的一个基因控制多个酶; (4) 有的RNA具有催化活性;
(五)一个基因一种酶假说的意义
步骤:如图4-7 1 将待测点突变(X)先与几个最大的缺失突变体 分别杂交,从中找出最小不重组和最大可重组 缺失突变; 2 从最小不重组区(PB242)中减去与之重叠的最 大重组区(A105)=点突变的位置(A5区内)。 3 将点突变与A5区内的几个缺失突变体分别杂交 根据结果确定:点突变就在A5区内的c2区内。
C2
第五节 断裂基因与重叠基因 一 隔裂基因:
1 概念:
隔裂基因:外显子内含子外显子内含子外显子内含子外显子
前体mRNA ( hnmRNA)
成熟mRNA 帽5´
转录
剪接加工
AAAA…拖尾序列
2 Chambon规则(GT—AG规则)
内含子:5`端 G90T90———— A85G853` 可能是剪接酶的识别信号。
重组合:r+r+、r47r104,
共525
共370
= 370X102 X2 X100% 525X106
= 0.0141%
第三节 互补试验 P103
一 互补试验的概念和原理 1 互补试验的概念:
rIIA+B X rIIAB+
rII A+ B EcoliK()
rII A+ B rII A B+
rII A B+ EcoliK()
第四章 基因精细结构的遗传分析
学习要点: 1基因概念及其发展; 2 最小重组值及其计算 3 利用顺反试验、互补试验鉴定两个 突变型是否属于同一基因的原理; 4 缺失作图的原理
第一节 基因的概念
一 基因的概念及其发展 (一)遗传因子 由1866年 孟德尔提出 (二)染色体是基因载体 由1910年Morgan证实 1926 Morgan发表《基因论》
基因大小: 500-6000bp;
第二节 重组测验
一 拟等位基因 拟等位基因:P100 例如:果蝇眼色:
红色:+ 杏红色:Wa 白 色:W 其它色
P 杏红眼♀ X 白眼♂ Wa/Wa W/Y F1 杏红眼
F2 杏红眼 白眼 红眼 1/1000
可能原因:A:基因突变 B:基因内重组
因为基因自然突变率很低(10-6) 因此,基因突变被排除
rIII 大噬菌斑 小噬菌斑
小噬菌斑
三 Benzer的重组测验
1 噬菌体杂交实验 r47r+ X r+r104
2 重组值的计算 重组值=重组噬菌斑数 X 100% 总噬菌斑数
B 10-6
=在K()上生长的噬菌斑数X2X100%
10-2
在B上生长的噬菌斑数
B
K()
亲组合:r47r+、r+r10, r+r+
第四节 缺失作图
一 缺失的特点 1 多bp的缺失; 2 具不可逆性; 3 有部分相同缺失突变型间不能通过重组恢复 野生型表型。
二 缺失作图的优点:简便、精确 三 缺失作图的条件
四 缺失作图的原理 P107
原理:凡是能重组的,点突变一定不在缺失区内; 凡是不能重组的,点突变一定在缺失区内。
五 缺失作图的方法
突 变 型: 5 4 2 1 3
↓↓↓↓↓
代谢过程: E → A → C → B → D → G
(三)一个基因一种酶的实验依据
1 精氨酸缺陷型 补充培养基: 菌株I
精氨酸突变型 菌株II 菌株III
鸟aa ― - +
瓜aa ― + +
精aa + + +
分析得出:
基因 arg1 ↓
酶1 ↓
arg2 ↓ 酶2 ↓
70年代:可移动基因的证实、隔裂基因和重叠基因的发现等。
近代基因的概念:基因是一段有功能的DNA序列,是一个 遗传功能单位,其内部存在有许多的重组子和突变子。
突变子:指改变后可以产生突变型表型的最小单位。 重组子:不能由重组分开的基本单位。 (五)操纵子模型:1961年F Jacob和Monod提出
基因K
起始 Val
4 反向重叠 5 重叠操纵子
(三)基因重叠的意义及危害
第六节 基因的功能
一 先天性代谢缺陷与基因突变
1909年,Garrod发表“先天性代谢异常”
例如: 蛋白质
蛋白质
苯丙氨酸 酪氨酸 3.4二羟苯丙氨酸
↓(苯丙酮尿症)↓ (白化病) ↓
苯丙酮酸
对羟苯丙酮酸
黑色素
↓
尿黑酸
↓(黑尿症)
3 断裂基因的意义 (1)有利于储存较多的遗传信息量; (2)有利于变异与进化; (3)增加重组机率; (4)内含子可能是调控装置。
通读基因:指从起始密码ATG开始到终止密码 为止,所核苷酸都为氨基酸编码基因。
二 重叠基因
(一)重叠基因的概念 P110 重叠基因:是指两个或两个以上的基因共有 一段DNA序列。
(六) 跳跃基因和断裂基因的发现
二 基因的类别用其相互关系
(一)结构基因 :指为蛋白质氨基酸编码的基因。 (二)rRNA基因和tRNA基因:只转录、不翻译的基因。 (三)启动子和操纵子基因:不转录、不翻译,与相
关物结合,对转录起调控作用的基因。
三 基因和DNA DNA (1)
染色体 蛋白质(1.5-2.5) 组蛋白(1) RNA (0.05) 非组蛋白(0.5-1.5)
3 判断方法: 顺式 + +/- -
表现型 野生型 表现型 野生型
反式 分析结论:两突变 + -/- + 野生型 属于两个顺反子 突变型 属于同一顺反子
三 基因内互补
1 基因内互补的机理
2 基因内互补与基因间互补的区别
发生机率 缺失突变 酶活性
基因间互补 基因内互补 普遍存在 只少数能发生 能发生互补 不能发生 同野生型 明显低于野生型(仅25%)
2 互补试验的原理
表型 有无功能互补
结论
反式: A+ B
A B+ 突变型
-
属同一顺反子
反式: A+ B
A B+
野生型
+
属不同顺反子
3 互补试验方法——斑点测试法 4 互补试验的意义
二 顺反子(基因)
1 顺反子的概念 2 顺反试验:指将两个拟突变分别处于顺式和反式,
根据其表型确定两个突变是否是同一基因的试验。
(二)重叠基因的发现:1978年,Sanger X174DNA全长:5386核苷酸 编码的9种蛋白全长:2000个氨基酸; 3X2000 = 6000核苷酸
(三)基因重叠的方式 如图4-9
1 大基因内包含小基因:
如:B基因包含在A基因内,E基因完全包含水量在D基因内。