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1、第五章第五章 叶绿体和线粒体的基因叶绿体和线粒体的基因组及其表达组及其表达分子遗传学5章叶绿体和线粒体的基因组及其表达Cell (plant)ChloroplastMitochondria分子遗传学5章叶绿体和线粒体的基因组及其表达细胞质遗传：由细胞质中的DNA决定的遗传现象。细胞核遗传：由细胞核中的DNA决定的遗传现象。细胞核遗传与细胞质遗传细胞核遗传与细胞质遗传细胞质遗传特点：细胞质遗传特点：（1）母系遗传（2）杂交后代都不出现一定的分离比例（非孟得尔遗传） 如何知道某一遗传性状为细胞质遗传？如何知道某一遗传性状为细胞质遗传？ 分子遗传学5章叶绿体和线粒体的基因组及其表达叶绿体基因组（叶绿
2、体基因组（cpDNA）及其表达）及其表达（一）叶绿体基因组结构（一）叶绿体基因组结构分子遗传学5章叶绿体和线粒体的基因组及其表达（二）叶绿体基因组特点（二）叶绿体基因组特点（1）环状双螺旋分子，不与蛋白质结合。（2）基因组复制和遗传复杂且难以确定。（3）基因组大小在120kb-160kb。含120-140个基因。（4）某些基因含有内含子。（5）有的基因组合可形成操纵子。（6）所带基因主要控制tRNA、rRNA及约80种蛋白质合成。分子遗传学5章叶绿体和线粒体的基因组及其表达（三）叶绿体基因的转录和翻译（三）叶绿体基因的转录和翻译（1）转录的mRNA无5端帽子结构，3通常无poly(A)。（3）
3、转录后调控包括内含子的剪切（反式剪切现象），RNA编辑等。（4）所有叶绿体mRNA均由叶绿体中的核糖体负责翻译。（2）多顺反子转录，启动子基序与原核生物相似。（6）叶绿体基因翻译产物往往和核基因翻译产物协同作用，完成其生理功能。（Rubisco 全酶的组装）分子遗传学5章叶绿体和线粒体的基因组及其表达紫茉莉花斑枝条的叶绿体细胞质遗传紫茉莉花斑枝条的叶绿体细胞质遗传分子遗传学5章叶绿体和线粒体的基因组及其表达线粒体基因组（线粒体基因组（mtDNA）及其表达）及其表达（一）线粒体基因组结构（一）线粒体基因组结构分子遗传学5章叶绿体和线粒体的基因组及其表达（二）线粒体基因组特点（二）线粒体基因组特点
4、（1）一般认为是环状双螺旋分子，不与蛋白质结合。但物理结构复杂。（2）动物中和植物中线粒体基因组大小差别很大。动物15-18kb，植物200-2500kb。且同一植物之间也存在较大差异，（3）有些物种的线粒体中基因中含内含子（植物、酵母），而有的物种则没有（人）。（4）植物线粒体基因存在混栖基因现象。（5）线粒体基因的密码与核基因密码具有不通用性。（6）所带基因主要控制tRNA、rRNA及某些蛋白质合成。分子遗传学5章叶绿体和线粒体的基因组及其表达分子遗传学5章叶绿体和线粒体的基因组及其表达（三）线粒体基因的转录和翻译调控（三）线粒体基因的转录和翻译调控转录与原核生物的转录相似；转录产物也往往
5、没有完整的5帽子和3 poly(A)结构；转录后调控中RNA编辑和剪接占有重要地位；线粒体核糖体沉降系数为60-78S，也与原核生物的核糖体类似。线粒体基因存在和核基因的协调互作作用，分子遗传学5章叶绿体和线粒体的基因组及其表达（四）线粒体基因相关的胞质雄性不育（四）线粒体基因相关的胞质雄性不育（CMS）线粒体线粒体 母系遗传细胞质雄性不育细胞质雄性不育细胞核细胞核 核遗传育性恢复育性恢复玉米玉米CMS 三系法三系法杂交制杂交制种技术种技术 分子遗传学5章叶绿体和线粒体的基因组及其表达线粒体的起源内共生假说1970，Margulis，真核细胞祖先是种吞噬细胞；线粒体祖先是种革兰氏阴性菌。前者吞后者细胞分化假说原始的原核细胞质膜内陷包被DNA，然后再分化形成独立的细胞器。分子遗传学5章叶绿体和线粒体的基因组及其表达Maternal inheritance & Maternal effect分子遗传学5章叶绿体和线粒体的基因组及其表达
