《chapter 5 四分子分析及重组机制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《chapter 5 四分子分析及重组机制（85页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019/5/21,1,Chapter 6 四分子分析及重组机制,2019/5/21,2,Section 1粗糙链孢霉（Neurospora crassa）的生活史与四分子分析,2019/5/21,3,无性世代: 菌丝体 分生孢子 菌丝体,.,一、粗糙链孢霉（Neurospora crassa）的生活史,2019/5/21,4,有性世代,2019/5/21,5,2019/5/21,6,链孢霉的孢子形成,2019/5/21,7,链孢霉子囊,2019/5/21,8,个体小，长得快，易于培养 有性生殖 无性世代是单倍体，显隐性基因可直接表达,相当于测交。 一次可分析一个减数分裂的产物: 8个子囊孢子
2、中，两个相邻者的基因型一致。 减数分裂的4个产物，呈现有规律的排列。 可进行着丝粒作图,特点:,2019/5/21,9,四分子：单细胞的真核生物的子囊中，减数分裂的4个产物保留在一起称四分子 四分子分析：对四分子进行遗传学分析,二、链孢霉四分子分析,2019/5/21,10,顺序四分子（ordered tetrads）：一个子囊中的四个产物严格按减数分裂顺序以直线方式排列在子囊中。 减数分裂后又进行了一次有丝分裂，成为八个孢子，但在基因型和表型上仍可看作是四个。,2019/5/21,11,一、顺序四分子分析的优点,可以进行着丝粒作图（centromere mapping） 子囊中子囊孢子的对称
3、性，证明减数分裂是一个交互过程 可以检验染色单体的交换是否有干涉现象，还可利用它进行基因转变的研究 证明双交换不仅可以包括4线中的2线，而且可以包括3线或4线,Section 2 顺序四分子分析,2019/5/21,12,利用四分子分析法，把着丝粒作为一个座位，来计算某一基因与着丝粒之间的距离，并根据这一数据进行基因在染色体上的位置制图。,二、着丝粒作图（centromere mapping）,2019/5/21,13,M1模式：在一对非姊妹染色单体间没有发生着丝粒和某杂合基因座交换的减数分裂 MII模式：在一对非姊妹染色单体间发生了着丝粒和某杂合基因座交换的减数分裂,2019/5/21,14
4、,M1模式：基因座与着丝粒之间没有发生交换，基因与着丝粒同步分离（等位基因分离发生在减数分裂I期）,2019/5/21,15,MII模式：基因座与着丝粒之间发生了交换，基因与着丝粒的分离不同步（等位基因分离发生在减数分裂II ）。,2019/5/21,16,如果两个基因的分离发生在减数分裂I，则基因与着丝粒之间未发生重组;如果两个基因的分离发生在减数分裂II，则说明基因与着丝粒之间发生了重组。 鉴别是第一次或第二次减数分裂的分离，可根据8个子囊孢子基因型的排列顺序。,上述模式的逆命题同样成立，即：,2019/5/21,17,（1）发生在1-3之间的交换，四分子的排列方式为a + + a,a,A
5、,a,A,a,a,A A,A,A,a a,（2）发生在2-3之间的交换，四分子的排列方式为+ a + a,a,a,A,a,A,a,a,A,A,A,A,a,A,a,2019/5/21,18,（4）发生在2-4之间的交换，四分子的排列方式为+ a a +,a,A,A,A,a,a,a,A A,a,A,（3）发生在1-4之间的交换，四分子的排列方式为a + a +,a,A,a,a,a,a,A,A,A,a,A,A,2019/5/21,19,基因与着丝粒之间的图距计算:,着丝粒与有关基因的重组率 ,重组型子囊数,总子囊数,100%,M21/2,M1+M2,100%,即使重组型子囊中，也只有一半是重组的孢子
6、。,2019/5/21,20,重组率 = 100%,2,1,重组型子囊数,总子囊数,= 100%,2,1,M2,M1+M2,2019/5/21,21,三、两个连锁基因作图,利用两个不同交配型进行杂交 nic ade nic（nicotinic acid）为烟酸依赖型 ade（adenine）腺嘌呤依赖型。 两对基因杂交，可产生66种不同的子囊型 归纳为7种基本的的子囊型,链孢霉nic+ade的7种不同子囊型及相应的子囊数,ade,nic,ade,nic,ade,nic,ade,nic,链孢霉nic+ade的7种不同子囊型及相应的子囊数,ade,nic,ade,nic,ade,nic,2019/
7、5/21,24,子囊型分类（四分子分类） 如不考虑孢子排列，只考虑两对基因间是否发生了重组（性状组合），用于计算两对基因间的重组值。 亲二型（PD，parental ditype），2种基因型与亲代相同。包括(1)，(5)。 非亲二型（NPD，nonparental ditype），2种基因型都和亲代不一样，都是重组型。包括(2)，(6)。 四型（T，tetratype）：4种基因型，2种与亲代相同，2种与亲代不同，有一半发生了重组。包括(3),(4),(7)。,2019/5/21,26, 若n与a是自由组合，则NPD=PD 若为连锁,则NPDPD,1、判断是否连锁,实验结果： PD=808+
8、90=898 NPD=1+1=2 NPDPD n与a是连锁,2019/5/21,27,分别考虑每一对基因分离发生的时期（M1或M2），用于计算基因与着丝粒的图距。,2019/5/21,28,100%,=,M21/2,总子囊数,RF(-n),=,（5+90+1+5）1/2,1000,100%,= 5.05%,2、分别计算着丝粒与两个基因之间的重组率,2019/5/21,29,RF(-a),=,M21/2,总子囊数, 100%,= 9.3%,=,（90+90+1+5）1/2,1000,100%,2019/5/21,30,n,a,则着丝粒、n、a在染色体上的排列方式为：,2019/5/21,31,a
9、、n两个单独发生交换之比为90/10005/1000=18，而RF比值为9.3/5.05=1.84 ，18远远大于1.84，所以两基因不可能位于着丝粒异侧。,3、判定两基因在染色体的同臂还是异臂？,同侧 ,2019/5/21,32,100%,=,1/2T+NPD,T+PD+NPD,RF(n-a),=,1/2(90+5+5)（1+1),1000,100%,n与a之间的重组率,=5.2%,双交换的存在低估了ade与着丝粒之间的距离,2019/5/21,33,非顺序四分子：一个子囊中的四个产物排列是杂乱无章的,例如：酿酒酵母,Section 3 非顺序四分子的遗传分析,2019/5/21,34,酵母
10、（bakers yeast）,2019/5/21,35,以酿酒酵母为例：ABab （1）若AB不连琐，则有以下情况,NPD型,PD型= NPD型时， AB为不连锁,PD型,2019/5/21,36,(2) 若AB连琐，则在减数分裂中发生非交换、单交换、双交换,非交换 NCO （non-crossover）， 单交换 SCO （single crossover）， 双交换 DCO（double crossover ）,2019/5/21,37,因此非顺序四分子只有三种子囊类型 PD型 、NPD型、T型,2019/5/21,38,如果：PD型NPD 则说明两基因连锁,=,1/2T+NPD,T+PD
11、+NPD,100%,RF(A-B),2019/5/21,39,PD：140 NPD：12 T：48,=18%,例如：ab+的子囊类型及数量分别为,2019/5/21,40,图距 = 50 x （T+6 NPD）,2019/5/21,41,27%; 35cM,图距 = 50 x （T+6 NPD）,2019/5/21,42,练习： 一需要腺嘌呤（ad）和色氨酸才能生长的脉孢霉品系与一野生品系杂交，产生下列四分子：,2019/5/21,43,首先，杂交亲本为ad try + +，整理如下：,2019/5/21,44,其次，PD NPD，判断两基因连锁; 计算基因与着丝粒及两基因间距离：,2019/
12、5/21,45,判断两基因位于着丝粒同臂还是异臂？,根据题目，两基因在MII分离情况时，PD=8 NPD=1，说明ad和 try 位于染色体同臂。,2019/5/21,46,重要：判断基因位置,2019/5/21,47,ab + 顺序四分子分析，数据如下：,PD T T NPD T PD,2019/5/21,48,Mitchell链孢霉的杂交试验 吡哆醇缺陷型 P：对PH敏感 Pdx：对PH不敏感,Section 4 基因转变,一、异常分离与基因转变,这两突变位点非常接近，有迹象表明，它们可能属于同一顺反子。,2019/5/21,49,pdx,p,+,+,p,pdx,p,+,+,+,理论上的配
13、子,实际配子,pdx,+,+,pdx,+,+,2019/5/21,50,二、基因转变的类型,以粪生粪壳菌为例,野生型黑色孢子g+突变型灰色孢子g-,2019/5/21,51,染色单体转变：减数分裂的四个产物中，有一个产发生了基因转变，出现2: 6/6:2,正常型,2019/5/21,52,半染色单体转变：减数分裂的四个产物中，有一个产物的一半或两个产物的各一半出现了基因转变，出现5:3或3:1:1:3.,5:3,2019/5/21,53,2019/5/21,54,染色单体转变,半染色单体转变,2019/5/21,55,一、遗传重组的类型,1、同源重组（homologous recombinat
14、ion）:,2、位点专一性重组（ site-specific recombination）,3、异常重组,Section 5 遗传重组,2019/5/21,56,适用于,原核类 真核类,可解释,同源重组 基因转变,二、同源重组的Holliday模型,1964年美国学者Robin Holliday提出,2019/5/21,57,5,3,3,5,A B C D E,2019/5/21,58,F G H,Holliday结构,2019/5/21,59,2019/5/21,60,g+,g-,2DNA分子,解释基因转变,假设g+ x g- 杂交亲本只有一对碱基之差:,2019/5/21,61,连接,分支
15、迁移,旋转180,左右切,上下切,2019/5/21,62,2019/5/21,63,G（+）,A（g）,T,A,G,C,A,G,丢失,不配对碱基的两种修复校正方式,修复过程,核酸外切酶切除不配对碱基 DNA多聚酶填补 DNA连接酶连接,野生型（+）,突变型（g）,2019/5/21,64,两个杂种分子都校正到+或g时 6:2或2:6,正常校正 4:4,染色单体转变,均未校正 3:1:1:3,一个校正为+，或为g 5:3或3:5,半染色单体转变,A. B. C. D.,2019/5/21,65,2019/5/21,66,基因转变的实质是异源双链DNA错配核苷酸对在修复较正过程中发生的一个基因转变为他的等位基因现象。,2019/5/21,67,Section 6 异常重组转座遗传因子,染色体DNA上某些序列可以移动到基
