遗传学第六章
遗传学 第六章 真核生物遗传分析

1、单一序列(unique sequence)
➢ 真核生物的大多数基因在单倍体基因 组中都是单拷贝的。
➢ 单一序列所占的比例在不同生物基因 组中变化较大:
原核生物中一般只含有非重复序列;
较低等的真核生物中大部分DNA也 是单拷贝的;
动物中将近50%DNA是中度或高度 重复的;
植物和两栖类生物中单拷贝DNA序 列降低,而中度和高度重复序列增加, 如玉米的重复序列在80%以上。
(2)卫星DNA (satellite DNA)
➢ 其碱基组成不同于其他部份,可用 等密度梯度离心法将其与主体 DNA 分开,因而称为卫星DNA 或 随体DNA。
➢ 各类卫星DNA都由不同的重复序 列家族构成。
➢ 重复单位串联排列。 ➢ 卫星 DNA约占人基因组 5~6%。
卫星DNA 根据长度可将其分为3类:
➢ 基因组(genome):一个物种单倍体的染色体数 目及其所携带的全部遗传信息。
基因组DNA测序结果表明基因组中不仅包含着整 套基因的编码序列,同时还包含着大量非编码序列, 这些序列同样包含着遗传指令(genetic instruction)。 因此,基因组(应该)是整套染色体所包含的 DNA分子以及DNA分子所携带的全部遗传指令。
➢ 可用遗传学方法区分每个染色单 体。
顺序四分子分析( ordered tetrad analysis)
顺序四分子遗传分析的特殊意义在于: (1) 能从四分子不同类型出现的相对频率分析基因间的连
锁关系; (2) 能计算标记基因与着丝点之间的重组值,进行着丝粒
作图; (3) 子囊中子囊孢子严格的对称性质,表明减数分裂是一
Co = DNA concentration t1/2 = time for half reaction
遗传学 第六章 数量性状遗传

第四节 遗传力及其估算
一、表型值及其方差的分量
1. 表现型值:
某性状表现型(度量或观察到)的数值,用P表示;
2. 基因型值:
性状表达中由基因型所决定的数值, 用G表示;
3. 环境型值:
表现型值与基因型值之差,用E表示
三者关系: P=G+E
表型是基因型和环境相互作用的结果
方差可以用来测量变异的程度,各种变异可以用方差 表示 表型方差 = 遗传(基因型)方差 + 环境方差
第六章 数量性状遗传
第一节 数量性状遗传的基本特征 第二节 数量性状遗传的多基因假说 第三节 数量性状遗传的统计分析方法 第四节 遗传力及其估算 第五节 近亲繁殖与杂种优势
第一节 数量性状遗传的基本特征
一、数量性状的概念
1. 质量性状与数量性状
质量性状(qualitative character):不易受环境条件影响,
三、质量性状和数量性状的划分不是绝对
同一性状在不同亲本的杂交组合中可能表现不同。
举例:植株的高度是一个数量性状,但在有些 杂交组合中,高株和矮株却表现为简单的质量性状 遗传。
数量性状与质量性状区别 质量性状
1.变异 F1 F2 2. 对环境 的效应 3. 控制性状 的基因及 效应 4. 研究方法 非连续性 显性 相对性状分离 不敏感 基因少,效应明显 存在显隐性 群体小, 世代数少 用分组描述
表型之间截然不同,具有质的差别,可以用文字描述的性状。表 现不连续变异的性状。如红花、白花、水稻的糯与粳,豌豆的饱
满与皱褶等性状。
数量性状
表
频 长
玉米穗长的遗传
世 率f 度 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 N X S V 代 短穗亲本 4 21 24 8 57 6.632 0.816 0.666 (N0.60) 长穗亲本 3 11 12 15 26 15 10 7 2 101 163802 1.887 3.561 (No.54) F1 1 12 12 14 17 9 4 69 12.116 1.519 2.307 F2 1 10 19 26 47 73 68 68 25 15 9 1 401 12.888 2.252 5.072
遗传学-第六章 多基因遗传病1.5h

第六章
露脑畸形
多基因病遗传病
唇腭裂伴 手畸形
脑膜膨出
在人类有些先天畸形和疾病,具有家族倾 向,如果进行系谱分析,又不符合孟德尔 遗传方式,其患者同胞中的发病率约为 1 ~10%,大大低于单基因病中1/2或1/4。 研究表明这类遗传受多对基因控制,称为 多基因遗传病。
多基因遗传的基础是一种性状受多对基因 控制,与单基因遗传不同,这些基因之间 没有显性和隐性之分,而是共显性。
2)发病率有种族差异(见教材p60表6-3)。 3)近亲结婚时,子女的发病风险也增高,但不及常染色
体隐性遗传显著。 4) 同一级亲属的发病风险相同;如患者的父母、同胞和 子女均为一级亲属,其发病风险相同。 5)随着亲属级别的降低,患者亲属的发病风险迅速降低 (如p60表-4和图6-7)。
第三节 多基因病遗传病发病风险的估计
一种多基因遗传病完全由遗传因素决定(遗传 度=100%)
遗传度为70%~80%时,表明遗传因素起主要作 用,遗传度为30%~40%时,表明环境因素起主要 作用。
遗传率的表示符号是H或h2(计算部分略)
三、 多基因遗传病的特点
1)发病有家族聚集倾向,患者亲属的发病率高于群体发 病率,但同胞发病率远低于单基因发病率。
3、在一个随机杂交的群体中,变异范围很广泛, 大多数个体接近中间型,极端个体较少。
极高个体
极矮个体
P
AABBCC
A’A’B’B’C’C’
F1
AA’BB’CC’ 中等身高
F2
ABC A’BC AB’C ABC’ A’B’C
ABC AABBCC
A’BC AA’BBCC
AB’C AABB’CC
ABC’
A’B’C
遗传学

第六章染色体变异(一) 名词解释:1.假显性:(pseudo-dominant):和隐性基因相对应的同源染色体上的显性基因缺失了,个体就表现出隐性性状,(一条染色体缺失后,另一条同源染色体上的隐性基因便会表现出来)这一现象称为假显性。
2.位置效应:基因由于交换了在染色体上的位置而带来的表型效应的改变现象。
3.剂量效应:即细胞内某基因出现的次数越多,表型效应就越显著的现象。
4.染色体组:在通常的二倍体的细胞或个体中,能维持配子或配子体正常功能的最低数目的一套染色体。
或者说是指细胞内一套形态、结构、功能各不相同,但在个体发育时彼此协调一致,缺一不可的染色体。
5.整倍体(Euploid):指具有基本染色体数的完整倍数的细胞、组织和个体。
6.非整倍体:体细胞染色体数目(2n)上增加或减少一个或几个的细胞,组织和个体,称为非整倍体。
7.单倍体:具有配子(精于或卵子)染色体数目的细胞或个体。
如,植物中经花药培养形成的单倍体植物。
8.二倍体:具有两个染色体组的细胞或个体。
绝大多数的动物和大多,数植物均属此类9.一倍体:具有一个染色体组的细胞或个体,如,雄蜂。
同源多倍体10.异源多倍体[双二倍体] (Allopolyploid):指染色体组来自两个及两个以上的物种,一般是由不同种、属的杂种经染色体加倍而来的。
11.超倍体;染色体数多于2n的细胞,组织和个体。
如:三体、四体、双三体等。
12.亚倍体:染色体数少于2n的细胞,组织和个体。
如:单体,缺体,双单体等。
13.剂量补偿作用(dosage compensation effect):所谓剂量补偿作用是使具有两份或两份以上的基因量的个体与只具有一份基因量的个体的基因表现趋于一致的遗传效应。
14.同源多倍体:由同一染色体组加倍而成的含有三个以上的染色体组的个体称为同源多倍体。
(二) 是非题:1.在易位杂合体中,易位染色体的易位接合点相当于一个半不育的显性基因,而正常的染色体上与易位接合点相对的等位点则相当于一个可育的隐性基因。
遗传学第六章课后答案

请写出这些基因间的距离以及致死基因 1的位置。
22
解:从题中可知,a-b 的图距为3; b-c 的图距为4;c-d 的图距为10;d-e 的图距为2; e-f的图距为6。
1
2. 根据上题求得的 O-S 间的交换值,你预期
杂交的结果,下一代 4 种表型的比例如何 ?
解:已知O-S间的交换值为20%,则Os/Os产生的4种配子比例为:
0.4Os ∶ 0.4oS ∶ 0.1OS ∶ 0.1os
归纳后得: 圆、单 O_S_ 0.51
圆、复 O_ss 0.24
长、单 ooS_ 0.24
产生的子囊类型:a + + a b + + + c + b c
19
12.根据表6-5的资料,计算重组值,得到
·-nic
5.05%
nic-ade
5.20%
·-ade
9.30%
? 为什么5.05%+ 5.20%>9.30% 呢?因为·-ade 间的重组值低估了。我 们看下表:
? 表 –ade 间的重组值怎样被低估的
③p-o的重组值为21%;o-s 间的重组值为14%;
p-s 间的重组值为21%+14% - 2(0.4%)= 34.2%
p
21
o
14
s
+-----------------------------------+----------------------+
35
④并发系数 = 观察到的双交换/两个单交换的乘积
中的孢子排列顺序和各种了囊数目写在下面,请计算突
变基因 a 与着丝粒间的图距
子囊数
孢子 第一孢子对 第二孢子对 第三孢子对 第四孢子对
《医学遗传学》第六章 多基因遗传病

第六章多基因遗传病多基因遗传病:某些病(高血压、糖尿病、唇腭裂等)患病率超过1%,发病有遗传基础(家族倾向),也是一种“全或无”性状,但遗传方式不简单的孟德尔遗传,即系谱分析不符合AD、AR、XD、XR的遗传方式,这种疾病的发生不决定于一对等位基因,而是由两对或两对以上基因决定,称为多基因病(polygenic disorders),这类疾病的形成还受到环境因子的影响,称多因子病(multifactorial disorders)。
第一节数量性状的多基因遗传一、数量性状与质量性状1.数量性状:受2对甚至更多对等位基因控制的性状称多基因性状。
2.微效基因:控制数量性状的多对等位基因之间没有显、隐区分,是共显性的,这些基因对该遗传性状的形成作用微小,也称微效基因(minor gene)。
微效基因的作用累加起来可形成明显的表型效应,即累积效应(additive effect)。
3.多基因遗传(polygenic inheritance):性状或疾病受多对微效基因控制,同时还受环境影响,其遗传方式称多基因遗传或多因子遗传。
4.质量性状(quantiative character):单基因遗传的性状称质量性状。
数量性状在一个群体中的变异分布是连续的,呈正态分布曲线,大多数人群性状变异近于平均值,极端性状占少数。
如人的身高。
质量性状的变异呈“全或无”的不连续分布。
如白化病。
二、数量性状的多基因遗传数量性状的遗传机制1.由多对微效基因控制。
如人的身高是数量性状,假设有3对基因控制,其表示为AA’、BB’、CC’,则ABC控制人体增高,而A’B’C’则控制人体减低,若在平均身高(165cm)的基础上增高或减低5cm,则具AABBCC基因型的个体身高可达196cm,而AA’BB’CC’的个体则身高只有135cm。
2.微效基因之间遵循分离律和自由组合律。
如一个中等身材个体的基因型是AA’BB’CC’,其形成的配子有ABC、AB’C、AB’C’、A’B C、A’B’C、A’BC’、ABC’、A’B’C’。
遗传学-第六章(1)

染色体结构变异能导致4种遗传效应:
(1)染色体重排;
(chromosomal rearrangements)
(2)核型的改变; (3)形成新的连锁群; (4)减少或增加染色体上的遗传物质 。
结构杂合体(structral heterozygote):
一对同源染色体其中一条是正常的而另一 条发生了结构变异,含有这类染色体的个体或细 胞称为。
四、易位 (translocation)
易位——两对非同源染色体之间某区段转移。
1、易位的类型:
相互易位 单向易位 罗伯逊易位
相互易位( reciprocal translocation ):非同源 染色体之间相互交换片段。 单向易位( interstitial translocation ):染色体 的某区段结合到非同源染色体上。 罗伯逊易位( Robertsonian translocation ): 两个非同源的端着丝粒染色体的着丝粒融合,形 成一条大的中或亚中着丝粒的染色体。短臂相互 连接成交互的产物,常在细胞分裂中丢失。
正常眼
棒眼
纯合棒眼
重棒眼
纯合重棒眼
780
358
69
45
25
图6-11
果蝇X染色体上16A区段重复
三、倒位(inversion)
倒位——染色体某区段颠倒180°重新接上的现象。
1、倒位的类型
臂内倒位——颠倒的区段不含着丝粒 臂间倒位——颠倒的区段包含着丝粒
图6-12 臂内倒位与臂间倒位
(paracentric inversion & pericentric inversion)
4 2
Alternate
2 Adjacent-1
医学遗传学第六章多基因遗传病

which result from an interaction between multiple genes and often multiple environmental factors.
3
整理ppt
复杂性(状)疾病(complex disease):
在单倍型块中选取标志性位点(tagSNP)
44
整理ppt
基本概念
allele, allele frequency, genotype, phenotype genetic makers recombination linkage linkage disequilibrium (LD), D’, linkage map haplotype
STR:微卫星标记,如(XX)n, (XXX)n, (XXXX)n;其中最常用的为(CA)n。
34
整理ppt
RECOMBINATION
The formation of new combination of linked genes by crossing over (breakage and rejoining) between their loci.
一侧唇裂患者 +腭裂
同胞再发风险4.21%
整理ppt
两侧唇裂患者 +腭裂
同胞再发风险 5.74%
25
整理ppt
3.性别与发病风险
某种多基因遗传病的发病存在两性 差异时,表明不同性别的发病阈值是不同 的。群体发病率较低即阈值较高那个性 别的个体患病,则患者亲属的发病风险 较高。
26
整理ppt
域值
27
48
整理ppt
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Mitchell: + pdxp x pdx +
孢子对
1 2 3 4
1 + pdxp
++ + pdxp pdx +
子囊
2
3
pdx + ++
pdx + + pdxp
++ pdx +
+ pdxp pdx +
4 pdx + + pdxp
++ pdx +
粪生粪壳菌(Olive): GA × ga
A A
在DNA内切酶的作用下,在相同位置同时切开; C:切开的单链交换重接; D:形成交联桥结构;
E:交联桥沿配对DNA分子“移动”。两个亲本 DNA分子间造成一大段异源双链DNA ( Holliday结构)
F:E和F相同;
G:绕交联桥旋转1800;
J:形成Holliday异构体;
I、通过两种方式之一切断DNA单链,若左右切, 则形成非重组体,若上下切则形成重组体。
a a A A a a
GA 非重组孢子对
Ga 重组孢子对,一 ga 个孢子基因转变 GA 重组孢子对,一 gA 个孢子基因转变
ga非重组孢子对
(二) 基因转变的类型 染色单体转变:2:6或6:2分离比
减数分裂4个产物中,一个出现基因转变
半染色单体转变:5:3;3:1:1:3
减数分裂四个产物中,一个或2个的一半出现基因转变
三、异常重组
完全不依赖于序列间的同源性而使一段 DNA序列插入另一段中,但在形成重组 分子时往往依赖DNA复制而完成重组过 程,因此又称复制性重组。
第二节 同源重组的分子机制
一、重组双方DNA分子的断裂与重接
1. 证据:
1961,M.Meselson and J.J.Wergle两个双标记λ噬 菌体感染大肠杆菌。
三、细菌的接合与转导中的重组机制
• 接合重组(Hfr与F-之间进行)部分DNA进入 细胞,且只有其中的部分参与重组,需要 RecA和RecBC参与,机制与转化重组相似
• 转导重组 (phage-DNA与细菌之间)双链 DNA与完整双链DNA之间的重组,供体DNA 以双链进入受体细胞,并且以双链形式整合 进入染色体,需要RecA和RceBC参与。
减数分裂后分离:等位基因的分离发生在减数分 裂后的有丝分裂中
(三)基因转变的分子机制
基因转变的实质:重组过程中留下的局部 异源双链区,在细胞内的修复系统识别下 不同的酶切/不酶切产生的结果。不同的切 除会产生不同的结果。
根据切除修复原理,基因转变的几种类型产生的 分子机制可以归纳如下(图8-8)。
双螺旋分子共价连接,中间有一端异源双链区,这种 重组称为交互重组。
染色体配对时形成的联会复合体结构电镜照片
二、同源重组的Holliday模型
Robin Holliday于1964年提出了重组的杂和DNA模型, 又称Holliday模型。该模型对重组过程的解释如下:
A、同源的非姐妹染色单体联会; B:同源非姐妹染色单体DNA中两个方向相同的单链,
P(母)x M(父):F1正常; P(父)x M(母): F1不正常
9.3 异常重组-真核生物的转座子 9.3.1 果蝇的P因子
全长P 因子: 2907bp,两端 33bp的IR,4个 外显子, 在生殖细胞中编码有活 性的转座酶,在体细胞中编码无 活性的转座酶。
缺失型P因子: P因子中段缺失衍生物,长度为 0.5~1.4kb ,依赖 全长P因子的转 座酶才能转座。
解释这种不对称重组现象:
1.单链切断 2.链置换 3.单链入侵 4.泡切除 5.链同化(碎链吸收) 6.异构化——Holliday 7.分支迁移
第三节 细菌的同源重组
• 一 、细菌同源重组的特点 细菌的接合、转化以及转导重组都是同源重 组,而且这种重组是发生在一个完整的环状 双螺旋DNA分子与一个双链或单链DNA分子 片段之间的。且重组需要3种基因所编码的 RecA和RecBC蛋白质。
需要重组的蛋白质参与;(例如.大肠杆菌: RecA蛋白、RecBC蛋白)
蛋白质因子对DNA碱基序列的特异性要求不高; (存在重组热点和序列长度的影响)
真核生物染色质的状态影响重组的频率。
2.条件:2个DNA分子序列同源,且同源 区域越长越有利。
3.功能: A:维持种群的遗传多样性; B:有助于DNA的损伤修复; C:使真核生物产生第一次减数分裂中
第六章 遗传重组
遗传重组
遗传重组:造成基因型变化的基因交流过程。 发生:减数分裂性细胞内,体细胞 地点: 核基因间,叶绿体基因间,线粒体基因间,
重组子间; 前提条件:不同基因型的遗传物质彼此能够转移。 作用: 保证了遗传多样性,为选择奠定了物质基础,是
生物得以进化发展,与突变一起是变异的来源
遗传重组主要类型:(依据对DNA序列和 所需蛋白质因子的要求)
二、位点专一性重组的核苷酸序列
• 1. POP’:O为15bp(核心)富含A-T的非对称序列; P为-160 ~ 0的160bp序列 P’为0 ~ 80的80bp序列 共240bp
• 2. BOB’:B为-11 ~0序列 B’为0 ~11序列 共23bp
位点专一性重组: 条件性基因敲除
重组的应用实例-基因敲除
果蝇P品系的基因组有30~50份 P 因子拷贝,1/3为全长P因子。
由于P因子的转座而引起的果蝇的杂种发育障碍:
第四节 位点专一性重组
• 一、λ噬菌体的整合和切除
λ噬菌体: attP
POP、
大肠杆菌: attB/ attλ BOB、
1.整和:
BOB、+
POP、
Int IHF
BOP、+ POB、
2.切除: BOP、+ POB、 InIHt,XFisBOB+ POP
通过attP和attB间的相互重组,环状的噬菌体DNA转换为整合的原噬 菌体,原噬菌体通过attL和attR间的相互重组而切除
第五节 异常重组—原核生物转座子
转座子(transposon,Tn):基因组内不必借助于同源 序列就能 改变自身位置的一端DNA序列. 异常: 转座、重组发生在非同源序列间,不 需RecA蛋白
一、原核生物中的转座子 1.插入序列(inserted sequence,IS):长度在 768-5700bp, 两端具几~几十bp的反向重复序列
三、转座噬菌体:Mu噬菌体
与其他温和性噬菌体的差别:其基因组不论在进入裂 解周期或处于溶源状态都可随机整合到宿主染色体的 任何位置,且游离的和已整合的基因次序是相同的.
• 9.2.2 转座子( transposon,Tn)
• 转座子是一类复合性转 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 反向或正向重复的IS。
由上可知:无论Holliday结构断裂是否导致 旁侧遗传标记的重组,他们都含有一个异源双 链DNA区。
模 型
HOLLIDAY
③ 同源重组的Holliday模型 (杂种DNA模型或异源 双链模型):
环状DNA分子的重组
两个环状DNA分子配对、断裂、重 接形成“8”字型结构中间物,根据切割 的位置不同,可分别形成两个亲本环、 大的单体环或者是滚环结构。也可以形 成“χ” 结构。
染色体正确分离到子细胞至关重要的瞬间 物理连接。
二、位点专一性重组/保守性重组
原核生物中最为典型 特点: 供体与受体的特定位点的短同源序列之间。 DNA精确切割 连接 DNA不失去、不合成、不交换对等部分(有时是一 个DNA分子整合到另一个DNA分子中,又称整合式重 组),需要位点专一性的蛋白质因子参与。
*通常采用有利于重组体基因型生长的选择条 件
• 高效率标记(high-efficiency maker):在转化 中,有些遗传标记或是很少发生校正作用,或 是校正切除几乎总是在受体DNA上,因此转化 频率较高,这类遗传标记称为~。
• 低效率标记( low-efficiency maker ):转化 中一些标记的校正切除总是倾向于发生在供体 单链上,因而出现很低的转化频率,这类标记 称为~。
大肠杆菌质粒重组中电镜下观 察到的Holliday结构
粗 糙 链 孢 霉 的 生 活 史
Photomicrograph showing segregation of dark and light ascospores in Neurospora.
三、基因转变及其分子机理
(一)异常分离与基因转变 1938,H.Vinkle 基因转变(gene conversion):一个基因转变为 它的等位基因的遗传学现象。(源于基因内重 组) pdxp:酸度敏感的VB6需要型 pdx: 酸度不敏感的VB6需要型
(c.mi)λ噬菌体1 13C和14N (+.+) λ噬菌体2 12C和14N
“重”链 “轻”链
同时感染 大肠杆菌
重链 重链和轻链
CsCl密度梯度离心子代噬菌体
轻链
2、几个概念:
重组核心:两个DNA分子的连接 连接分子/接合分子: 重组接点/重组结合点: 杂种DNA/异源双链DNA: 分支迁移:重组接点沿双链移动 交互重组:一条亲本双螺旋分子和另外 一条亲本
同源重组 位点专一性重组 异常重组
其共同点是双股DNA间的物质交换,但发 生的情况不同。
第一节 遗传重组的类型
一、同源重组/普遍性重组
1.同源重组:依赖大范围的DNA同源序列的联会,
重组过程中,两个染色体或DNA分子交换对等的部分。 例:同源染色体非姐妹单体交换;细菌的转化、转导、 结合;噬菌体的重组…
Tn的转座过程:
第六节 异常重组——真核生物中的转座子