Chapter5四分子分析及重组机制Chapter5四分子分析及重组机制 • •Section 1粗糙链孢霉粗糙链孢霉（（Neurospora crassa）的生活史与）的生活史与四分子分析四分子分析2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制Section 1粗糙链孢霉（Neurospora cras u无性世代无性世代: 菌丝体菌丝体 → 分生孢子分生孢子 → 菌丝体菌丝体•.• •一、粗糙链孢霉（一、粗糙链孢霉（一、粗糙链孢霉（一、粗糙链孢霉（Neurospora crassaNeurospora crassa）的生活史）的生活史）的生活史）的生活史2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制无性世代: 菌丝体 → 分生孢子 → 菌丝体.一、粗 u有性世代有性世代2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制有性世代Chapter5四分子分析及重组机制 2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制Chapter5四分子分析及重组机制 •链孢霉的孢子形成链孢霉的孢子形成2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制链孢霉的孢子形成Chapter5四分子分析及重组机制 •链孢霉子囊链孢霉子囊2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制链孢霉子囊Chapter5四分子分析及重组机制 1.1.个体小，长得快，易于培养个体小，长得快，易于培养2.2.有性生殖有性生殖3.3.无性世代是无性世代是单倍体单倍体，显隐性基因可直接表达，显隐性基因可直接表达, ,相当于测交相当于测交。
4.4.一次可分析一个减数分裂的产物一次可分析一个减数分裂的产物: :u8 8个子囊孢子中，两个相邻者的基因型一致个子囊孢子中，两个相邻者的基因型一致u减数分裂的减数分裂的4 4个产物，呈现有规律的排列个产物，呈现有规律的排列u可进行着丝粒作图可进行着丝粒作图• •特点特点:2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制个体小，长得快，易于培养特点:Chapter5四分子分析及重 u四四分分子子：：单单细细胞胞的的真真核核生生物物的的子子囊囊中中，，减减数数分分裂的裂的4个产物保留在一起称四分子个产物保留在一起称四分子u四分子分析：对四分子进行遗传学分析四分子分析：对四分子进行遗传学分析• •二、链孢霉四分子分析二、链孢霉四分子分析 2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制四分子：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 •Aa•第一次第一次•减减 数数 分分裂裂•第二次第二次•减数分裂减数分裂•合合子子u顺顺序序四四分分子子（（ordered tetrads））：：一一个个子子囊囊中中的的四四个个产产物物严严格格按按减减数数分分裂裂顺顺序序以以直直线线方方式式排排列列在在子子囊中。
囊中u减减数数分分裂裂后后又又进进行行了了一一次次有有丝丝分分裂裂，，成成为为八八个个孢孢子子，，但在基因型和表型上仍可看作是四个但在基因型和表型上仍可看作是四个2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制Aa第一次第二次合子顺序四分子（ordered tetrad • •一、顺序四分子分析的优点一、顺序四分子分析的优点u可以进行可以进行着丝粒着丝粒作图作图（（centromere mapping））u子囊中子囊孢子的对称性，证明减数分裂是一个子囊中子囊孢子的对称性，证明减数分裂是一个交互过程交互过程u可以检验染色单体的交换是否有干涉现象，还可利用它进可以检验染色单体的交换是否有干涉现象，还可利用它进行行基因转变基因转变的研究的研究u证明双交换不仅可以包括证明双交换不仅可以包括4 4线中的线中的2 2线，而且可以包括线，而且可以包括3 3线线或或4 4线线• • Section 2 顺序四分子分析顺序四分子分析 2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制一、顺序四分子分析的优点可以进行着丝粒作图（centrome • 利用四分子分析法，把着丝粒作为利用四分子分析法，把着丝粒作为一个座位，来计算某一一个座位，来计算某一基因基因与与着丝粒着丝粒之间的距离，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。
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（二、着丝粒作图（centromere mapping））2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制 利用四分子分析法，把着丝粒作为一个座 uM1模式：模式：在一对非姊妹染色单体间没有发生在一对非姊妹染色单体间没有发生着丝着丝粒粒和和某杂合基因座某杂合基因座交换的减数分裂交换的减数分裂uMII模式：模式：在一对非姊妹染色单体间发生了在一对非姊妹染色单体间发生了着丝着丝粒粒和和某杂合基因座某杂合基因座交换的减数分裂交换的减数分裂2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制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 M1M1模式模式模式模式：基因座与着丝粒之间没有发生交换，基因与着丝粒：基因座与着丝粒之间没有发生交换，基因与着丝粒：基因座与着丝粒之间没有发生交换，基因与着丝粒：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（同步分离（同步分离（同步分离（等位基因分离等位基因分离等位基因分离等位基因分离发生在减数分裂发生在减数分裂发生在减数分裂发生在减数分裂I I期）期）期）期）2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制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 MIIMII模式模式模式模式：基因座与着丝粒之间发生了交换，基因与着丝粒：基因座与着丝粒之间发生了交换，基因与着丝粒：基因座与着丝粒之间发生了交换，基因与着丝粒：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的分离不同步（等位基因分离发生在减数分裂的分离不同步（等位基因分离发生在减数分裂的分离不同步（等位基因分离发生在减数分裂II II ）。
2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制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 u如如果果两两个个基基因因的的分分离离发发生生在在减减数数分分裂裂I，，则则基基因因与与着着丝丝粒粒之之间间未未发发生生重重组组;如如果果两两个个基基因因的的分分离离发发生生在在减减数数分分裂裂II，，则则说说明明基基因因与与着着丝丝粒粒之之间间发发生了重组生了重组u鉴鉴别别是是第第一一次次或或第第二二次次减减数数分分裂裂的的分分离离，，可可根根据据8个子囊孢子基因型的排列顺序个子囊孢子基因型的排列顺序上述模式的逆命上述模式的逆命题题同同样样成立，即：成立，即：2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制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 •（（1）发生在）发生在1-3之间的交换，四分子的排列方式为之间的交换，四分子的排列方式为a + + a •a•A•a•A•a•a•A•A•A•A•a•a•（（2）发生在）发生在2-3之间的交换，四分子的排列方式为之间的交换，四分子的排列方式为+ a + a•a•a•A•a•A•a•a•A•A•A•A•a•A•a2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制（1）发生在1-3之间的交换，四分子的排列方式为a + + •（（4）发生在）发生在2-4之间的交换，四分子的排列方式为之间的交换，四分子的排列方式为+ a a + •a•A•A•A•a•a•a•A•A•a•A•a•（（3）发生在）发生在1-4之间的交换，四分子的排列方式为之间的交换，四分子的排列方式为a + a + •a•A•a•a•a•a•A•A•A•a•A•A2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制（4）发生在2-4之间的交换，四分子的排列方式为+ a a •基因与着丝粒之间的图距计算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着丝粒与有关基因的重组率 ＝＝• 重组型子囊数重组型子囊数• 总子囊数总子囊数•100%•×•×•＝＝• M2×1/2• M1+M2•100%•即使重组型子囊中，也只有一半是重组的孢子。
即使重组型子囊中，也只有一半是重组的孢子2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制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 ＝ •重组率重组率 = ——————×—×100%•2•1•重组型子囊数重组型子囊数•总子囊数总子囊数• = ————— ×—×100%•2•1• M2• M1+M22024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制重组率 = ——————×—×100%21重组型子囊数总子囊 • •三、两个连锁基因作图三、两个连锁基因作图u利用两个不同交配型进行杂交利用两个不同交配型进行杂交 nic ＋＋ × ＋＋ adeunic（（nicotinic acid）为烟酸依赖型）为烟酸依赖型uade（（adenine）腺嘌呤依赖型腺嘌呤依赖型u两对基因杂交，可产生两对基因杂交，可产生6×6种不同的子囊型种不同的子囊型u归纳为归纳为7种基本的的子囊型种基本的的子囊型 2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制三、两个连锁基因作图利用两个不同交配型进行杂交 ni • •链孢霉链孢霉链孢霉链孢霉nic+×+adenic+×+ade的的的的7 7种不同子囊型及相应的子囊数种不同子囊型及相应的子囊数种不同子囊型及相应的子囊数种不同子囊型及相应的子囊数子囊型子囊型交换发生部位交换发生部位交换类型交换类型基因型次序基因型次序分离分离时期时期重组重组实得实得子囊数子囊数(1) (PD) 无交换无交换＋＋ ade＋＋ adenic ＋＋nic ＋＋M1M10%808(2) (NPD) 1-4,2-3四线双交换四线双交换＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋nic adenic adeM1M1100%1(3) (T) 1-4单交换单交换＋＋ ＋＋＋＋ adenic ＋＋nic adeM1M250%90(4) (T) 2-3二线双交换二线双交换＋＋ adenic ade＋＋ ＋＋nic ＋＋M2M150%5•＋＋•＋＋•ade•nic•＋＋•＋＋•ade•nic•＋＋•＋＋•ade•nic•＋＋•＋＋•ade•nicChapter5四分子分析及重组机制链孢霉nic+×+ade 的7种不同子囊型及相应的子囊数子囊型 • •链孢霉链孢霉链孢霉链孢霉nic+×+adenic+×+ade的的的的7 7种不同子囊型及相应的子囊数种不同子囊型及相应的子囊数种不同子囊型及相应的子囊数种不同子囊型及相应的子囊数子囊型子囊型交换发生部位交换发生部位交换类型交换类型基因型次序基因型次序分离分离时期时期重组重组实得实得子囊数子囊数(5) (PD) 2-3单交换单交换＋＋ adenic ＋＋＋＋ adenic ＋＋M2M20%90(6) (NPD) 1-4,2-3四线多交换四线多交换＋＋ ＋＋nic ade＋＋ ＋＋nic adeM2M2100%1(7) (T) 1-3,2-3三线双交换三线双交换＋＋ ＋＋nic ade＋＋ adenic ＋＋M2M250%5•＋＋•＋＋•ade•nic•＋＋•＋＋•ade•nic•＋＋•＋＋•ade•nicChapter5四分子分析及重组机制链孢霉nic+×+ade 的7种不同子囊型及相应的子囊数子囊型 •子囊型分类（四分子分类）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。
了重组（性状组合），用于计算两对基因间的重组值a)亲二型（亲二型（PD，，parental ditype），），2种基因型与亲种基因型与亲代相同包括代相同包括(1)，，(5)b)非亲二型（非亲二型（NPD，，non－－parental ditype），），2种基种基因型都和亲代不一样，都是重组型包括因型都和亲代不一样，都是重组型包括(2)，，(6)c)四型（四型（T，，tetratype）：）：4种基因型，种基因型，2种与亲代相种与亲代相同，同，2种与亲代不同，有一半发生了重组包括种与亲代不同，有一半发生了重组包括(3),(4),(7)2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制子囊型分类（四分子分类）Chapter5四分子分析及重组机制 Chapter5四分子分析及重组机制Chapter5四分子分析及重组机制 •① 若若n与与a是自由组合，则是自由组合，则NPD=PD•② 若为连锁若为连锁,则则NPD
用于计算基因与着丝粒的图距2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制 分别考虑每一对基因分离发生的时期（M1或M2） •100%•×•=•M2×1/2•总子囊数总子囊数•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、分别计算着丝粒与两个基因之间的重组率2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制100%×=M2×1/2总子囊数RF(·-n)×=（5+90 •RF(·-a)•=•M2×1/2•总总 子子 囊囊数数•× 100%• = 9.3%•=•（（90+90+1+5））×1/2•1000•×100%2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制RF(·-a)=M2×1/2 总子囊数× 100% = 9.3 •n•a•n•a•则着丝粒、则着丝粒、n、、a在染色体上的排列方式为：在染色体上的排列方式为：2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制nana则着丝粒、n、a在染色体上的排列方式为：Chapte •a、、n两个单独发生交换之比为两个单独发生交换之比为90/1000∶ ∶5/1000=18，，而而RF比值为比值为9.3/5.05=1.84 ，，18远远大于远远大于1.84，所以，所以两基因不可能位于着丝粒异侧。
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？、判定两基因在染色体的同臂还是异臂？•同侧同侧 √2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制a、n两个单独发生交换之比为90/1000∶5/1000=1 •100%•×•=•1/2×T+NPD•T+PD+NPD•RF(n-a)•×•=•1/2(90+5+5)＋＋（（1+1)•1000•100%•n与与a之间的重组率之间的重组率 • =5.2%•10.25•5.20•5.05•0•nic•ade双交换的存在低估了双交换的存在低估了双交换的存在低估了双交换的存在低估了adeade与着丝粒之间的距离与着丝粒之间的距离与着丝粒之间的距离与着丝粒之间的距离2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制100%×=1/2×T+NPDT+PD+NPDRF(n-a) u非非顺顺序序四四分分子子：：一一个个子子囊囊中中的的四四个个产产物物排排列列是杂乱无章的是杂乱无章的•例如：酿酒酵母例如：酿酒酵母• •Section 3 非顺序四分子的遗传分非顺序四分子的遗传分析析2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制非顺序四分子：一个子囊中的四个产物排列是杂乱无章的例如：酿酒 • •酵母（酵母（baker’s yeastbaker’s yeast））2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制酵母（baker’s yeast）Chapter5四分子分析 •以酿酒酵母为例：以酿酒酵母为例：AB×ab• （（1）若）若AB不连琐，则有以下情况不连琐，则有以下情况•A•a•B•b•×•AB•AB•ab•ab•NPD型型 •PD型型= NPD型时，型时， AB为不连锁为不连锁 •B•b•a•A•×•Ab•Ab•aB•aB• PD型型 2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制以酿酒酵母为例：AB×abAaBb×ABNPD型 PD型= •(2) 若若AB连连琐琐，，则则在在减减数数分分裂裂中中发发生生非非交交换换、、单单交交换换、、双双交交换换•非交换非交换 NCO （（non-crossover），），•单交换单交换 SCO （（single crossover），），•双交换双交换 DCO（（double crossover ））2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制(2) 若AB连琐，则在减数分裂中发生非交换、单交换、双交换 因此非顺序四分子只有三种子囊类型因此非顺序四分子只有三种子囊类型 PD型型 、、NPD型、型、T型型2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制因此非顺序四分子只有三种子囊类型Chapter5四分子分析及 •如果：如果：PD型型>>NPD•则说明两基因连锁则说明两基因连锁•×•=•1/2×T+NPD•T+PD+NPD•100%•RF(A-B)2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制如果：PD型>>NPD×=1/2×T+NPDT+PD+NPD PD：：140 NPD：：12 T：：48 •×•=•1/2×48+12• 200•100%•RF(A-B)• =18% •例如：例如：ab×++的子囊类型及数量分别为的子囊类型及数量分别为2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制×=1/2×48+12 200100%RF(A-B) •图距图距 = 50 x （（T+6 NPD））2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制图距 = 50 x （T+6 NPD）Chapter5四分 •27%; 35cM •图距图距 = 50 x （（T+6 NPD））2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制27%; 35cM 图距 = 50 x （T+6 NPD） •练习：练习：•一需要腺嘌呤（一需要腺嘌呤（ad）和色氨酸才能生长的脉孢霉品系与一）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：野生品系杂交，产生下列四分子：2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制练习：Chapter5四分子分析及重组机制 •首先，杂交亲本为首先，杂交亲本为ad try × + +，整理如下：，整理如下：2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制首先，杂交亲本为ad try × + +，整理如下：Chap •其次，其次，PD > > NPD，判断两基因连锁，判断两基因连锁;•计算基因与着丝粒及两基因间距离：计算基因与着丝粒及两基因间距离：2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制其次，PD > > NPD，判断两基因连锁;Chapter5 •判断两基因位于着丝粒同臂还是异臂？判断两基因位于着丝粒同臂还是异臂？•根据题目，两基因在根据题目，两基因在MII分离情况时，分离情况时，PD=8 > NPD=1，说，说明明ad和和 try 位于染色体位于染色体同臂同臂。
2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制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 •重要：判断基因位置重要：判断基因位置2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制重要：判断基因位置Chapter5四分子分析及重组机制 •ab × ++ 顺序四分子分析，数据如下：顺序四分子分析，数据如下：• PD T T NPD T PD 2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制ab × ++ 顺序四分子分析，数据如下： PD • Mitchell链孢霉的杂交试验链孢霉的杂交试验• 吡哆醇缺陷型吡哆醇缺陷型• Pdxp：对：对PH敏感敏感 Pdx：对：对PH不敏感不敏感• •Section 4 基因转变基因转变• •一、异常分离与基因转变一、异常分离与基因转变一、异常分离与基因转变一、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能属于同一顺反子。
2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制 Mitchell链孢霉的杂交试验Section •pdx•pdxp•+•+•pdx•pdxp•+•+•pdx•pdxp•+•+•pdxp•pdx•pdxp•+•+•+•理论上的配理论上的配子子•实际配子实际配子•pdx•+•+•pdx•+•+•+•pdxp•+•pdx• ×2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制pdxpdxp++pdxpdxp++pdxpdxp++pdx • •二、基因转变的类型二、基因转变的类型二、基因转变的类型二、基因转变的类型•以粪生粪壳菌为以粪生粪壳菌为例例•野生型黑色孢子野生型黑色孢子g+×突变型灰色孢子突变型灰色孢子g- 2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制二、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 1.染染色色单单体体转转变变：减减数数分分裂裂的的四四个个产产物物中中，，有有一一个个产产发生了基因转变，出现发生了基因转变，出现2: 6/6:2•正常型正常型•+•g•+•4:4•g•g•+•g•g•g•+•+•+•6: :2•2: : 62024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制染色单体转变：减数分裂的四个产物中，有一个产发生了基因转变， 2.半半染染色色单单体体转转变变：：减减数数分分裂裂的的四四个个产产物物中中，，有有一一个个产产物物的的一一半半或或两两个个产产物物的的各各一一半半出出现现了了基基因因转转变变，，出出现现5:3或或3:1:1:3.•g•+•+•+•3:1:1:3•/•g•g•/•5:3•g•+•+•+•/•g•g+•g-2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制半染色单体转变：减数分裂的四个产物中，有一个产物的一半或两个 2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制Chapter5四分子分析及重组机制 •染色单体转变染色单体转变•半染色单体转变半染色单体转变2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制染色单体转变半染色单体转变Chapter5四分子分析及重组机 •一、遗传重组的类型一、遗传重组的类型•1、同源重、同源重组组（（homologous recombination））:•2、位点、位点专专一性重一性重组组（（ site-specific recombination））•3、异常重、异常重组组•Section 5 遗传重组2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制一、遗传重组的类型1、同源重组（homologous r •适用于适用于•原核类原核类•真核类真核类•可解释可解释•同源重组同源重组•基因转变基因转变•二、同源重组的二、同源重组的Holliday模型模型•1964年美国学者年美国学者Robin Holliday提出提出2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制适用于原核类可解释同源重组二、同源重组的Holliday模型 •5’•3’•3’•5’•A•B•C•D•E2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制5’3’3’5’AChapter5 四分子分析及重组机制 •F•G•H•Holliday结结构构2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制FHolliday结构Chapter5四分子分析及重组机制 2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制Chapter5四分子分析及重组机制 •G•C•A•T•T•C•G•T•A•A• g+ •g-•A•C•A•T•T•T•G•T•A•A•g+•g-•G•C•A•T•2DNA分子•解释基因转变解释基因转变•假设假设g+ x g- 杂杂交交亲亲本只有一本只有一对对碱基之差碱基之差:2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制GCATTCGTAA g+ g-ACATTT GTAAg+g •内切酶切开单链内切酶切开单链•A•T•G•C•单单链链交交换换•A•G•C•T•A•G•C•T•连接连接•分支迁移分支迁移•G•C•A•T• g+ •g-•A•G•C•T•T•A•G•C•旋转旋转180˙•T•A•G•C•左左右右切切•上上下下切切2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制内切酶切开单链ATGC单链交换AGCTAGCT连接分支迁移G •上、下上、下•左、右左、右•G•A•C•T•G•A•C•T•..•G•A•T•C.•G•A•T•C2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制上、下左、右GACTGACT..GATC.GATCChapt •G（（+））•A（（g））•T•A•G•C•A•G•丢失丢失•不配对碱基的两种修复校正方式不配对碱基的两种修复校正方式•修复过程修复过程•核酸外切酶切除不配对碱基核酸外切酶切除不配对碱基•DNA多聚酶填补多聚酶填补•DNA连接酶连接连接酶连接•野生型野生型（（+））•突变型突变型（（g））2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制G（+）A（g）TAGCAG丢失不配对碱基的两种修复校正方式 •C•A•G•G•C•T•A•T•T•C•G•C•G•A•A•T•+/+•+/+•g/g•g/g•C•G•C•G•G•C•A•T•+/+•+/+•+/+•g/g•两个杂种分子两个杂种分子都校正到都校正到+或或g时时 6:2或或2:6•正常校正正常校正• 4:4•染色单体转变染色单体转变•C•T•C•G•G•C•A•T•+/+•+/+•+/g•g/g•C•A•G•G•C•T•A•T•+/+•+/g•+/g•g/g•均未校正均未校正•3:1:1:3•一个校正为一个校正为+，或为，或为g 5:3或或3:5•半染色单体转变半染色单体转变•A. B. C. D.2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制CAGGCTATTCGCGAAT+/+CGCGGCAT+/+ 2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制Chapter5四分子分析及重组机制 • 基基因因转转变变的的实实质质是是异异源源双双链链DNADNA错错配配核核苷苷酸酸对对在在修修复复较较正正过过程程中中发发生生的的一一个个基基因因转转变变为为他的等位基因现象。
他的等位基因现象2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制 基因转变的实质是异源双链DNA错配核苷酸对在修复较 Section 6 异常重组—转座遗传因子 染色体染色体DNA上某些序列可以移动到基因组的上某些序列可以移动到基因组的其他位置上去其他位置上去——转座元件或转座子转座元件或转座子.2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制Section 6 异常重组—转座遗传因子 染色体D 一、一、转转座元件的座元件的发现发现• 20世纪世纪70年代夏皮罗年代夏皮罗(Shapiro)用用E. coli乳糖操纵子突变株进行杂交分析后，才乳糖操纵子突变株进行杂交分析后，才确认转座子的存在确认转座子的存在 • 1932年年，，美美国国学学者者Barbara McClintock发发现现玉玉米米籽籽粒粒色色素素斑斑点点的的不不稳稳定定遗遗传传行行为为1951年年首首次次提提出出在在染染色色体体上上移移动动的的“控控制制元元件件”或或“控控制制因因子子”（（controlling element））的的概概念念后后来来就就把把具具有有类类似似结结构构和和功功能能的的元元件件称称为为转转座座因因子子，，也也曾称为跳跃基因。
曾称为跳跃基因2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制一、转座元件的发现 20世纪70年代夏皮罗(Shapir •P•galT•galE•galK•半乳糖差半乳糖差向异构酶向异构酶•半乳糖尿苷半乳糖尿苷酰转移酶酰转移酶•半乳糖操纵子半乳糖操纵子2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制PgalTgalEgalK半乳糖差向异构酶半乳糖尿苷酰转移酶 •密度梯度离心实验密度梯度离心实验，证实突变的，证实突变的DNA中确实有插中确实有插入片段称之为入片段称之为IS1（（insertion sequence1））•突变突变gal•野生型野生型gal•IS12024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制密度梯度离心实验，证实突变的DNA中确实有插入片段称之为I •分子杂交实验分子杂交实验：含有：含有IS2的半乳糖操纵子与野的半乳糖操纵子与野生型生型DNA杂交：杂交：2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制分子杂交实验：含有IS2的半乳糖操纵子与野生型DNA杂交：C •二、原核生物的转座子二、原核生物的转座子•1、插入序列、插入序列( IS，， insertion sequence) • 最简单的转座元件，是细菌染色体和质最简单的转座元件，是细菌染色体和质粒的正常组成成分，有很多不同的粒的正常组成成分，有很多不同的IS，序列各，序列各不相同，但两端都有反向重复序列（不相同，但两端都有反向重复序列（IR），都能），都能编码自身转座所需的酶。
编码自身转座所需的酶2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制二、原核生物的转座子1、插入序列( IS， insertio •例如：例如：IS10结构：结构：2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制例如：IS10结构：Chapter5四分子分析及重组机制 •2. Tn转座子（转座子（transposon elements，，Tn ））•3、转座噬菌体（略、转座噬菌体（略））• 是一类复合性转座因子，它带有同转座无关是一类复合性转座因子，它带有同转座无关的基因（如抗药性基因），转座子两端有反向或正的基因（如抗药性基因），转座子两端有反向或正向重复的向重复的IS2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制2. Tn转座子（transposon elements，T •转座子在转座位点会产生正向重复序列：转座子在转座位点会产生正向重复序列：2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制转座子在转座位点会产生正向重复序列：Chapter5四分子分 •三、真核生物转座三、真核生物转座子子•1、果蝇中的转座子、果蝇中的转座子——P因子（因子（P element））•I3•E0•E1•E2•I1•I2•E3•IR•IR•① 4个外显子（个外显子（E））•② 3个内含子（个内含子（I））•③ 两端各一个反向重复（两端各一个反向重复（IR））u只在生殖细胞中实现转座。
只在生殖细胞中实现转座u在体细胞中虽然也转录，但转录出的产物没有转座酶活在体细胞中虽然也转录，但转录出的产物没有转座酶活性！性！2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制三、真核生物转座子1、果蝇中的转座子——P因子（P elem •66KD蛋白是转座的抑制蛋白是转座的抑制物在P型雌果蝇型雌果蝇的卵的卵细胞质中大量存在，而且细胞质中大量存在，而且稳定；稳定；M型雌果蝇中没有）型雌果蝇中没有）•87kDa蛋白是转座蛋白是转座酶：使酶：使P因子转座，因子转座，导致不育导致不育2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制66KD蛋白是转座的抑制物在P型雌果蝇的卵细胞质中大量存 2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制Chapter5四分子分析及重组机制 在玉米籽粒颜色形成时在玉米籽粒颜色形成时•如果有如果有C基因，胚乳合成色素，呈紫色；基因，胚乳合成色素，呈紫色；•如果如果C突变（突变（c），胚乳无色素，呈白色胚乳无色素，呈白色•2. 玉米转座子玉米转座子Ac-Ds2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制在玉米籽粒颜色形成时2. 玉米转座子Ac-DsChapter r控制籽粒色素斑点的控制籽粒色素斑点的激活因子激活因子—解离系统解离系统（（activator-dissociation system，，Ac-Ds系统）：系统）：r激活因子激活因子—Ac：：能合成转座酶的自主移动的调节因能合成转座酶的自主移动的调节因子，并能支配受体因子移动。
子，并能支配受体因子移动r解离因子解离因子—Ds：能产生有效转座酶的非自主移动的：能产生有效转座酶的非自主移动的受体因子受体因子2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制控制籽粒色素斑点的激活因子—解离系统（activator-d •W: white（（C基因）基因）2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制W: white（C基因）Chapter5四分子分析及重组机 2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制Chapter5四分子分析及重组机制 2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制Chapter5四分子分析及重组机制 •四、转座的遗传学效应四、转座的遗传学效应u插入突变插入突变u产生新的基因；产生新的基因；u染色体畸变染色体畸变u生物进化生物进化 2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制四、转座的遗传学效应插入突变Chapter5四分子分析及重组 演讲完毕，谢谢听讲!再见，see you again2024/9/4Chapter5四分子分析及重组机制演讲完毕，谢谢听讲!再见，see you again2022 感谢聆听 。