基因组进化
动物进化的基因组演化与重组
动物进化的基因组演化与重组动物进化的基因组演化与重组是指在生物进化过程中，动物的基因组发生演化和重组的过程。
基因组是生物体内遗传信息的总和，它决定了生物的性状和适应能力。
在动物进化过程中，基因组中的基因会发生变异、重组和演化，进而产生新的基因型和表型，使动物能够适应环境的变化。
一、基因变异基因变异是指基因序列发生改变导致遗传信息发生变异。
这种变异可以是突变、插入、缺失或倒位等，是基因组演化和重组的基础。
基因突变可分为点突变和染色体突变两类。
点突变是指基因序列的碱基发生改变，如碱基替换、插入或缺失等。
染色体突变是指整个染色体的结构发生改变，如染色体断裂、重排或重复等。
基因变异是自然选择的基础，它使得一些个体具备了适应环境的新基因型，并能够在进化的过程中传递下去。
例如，黑色素合成基因的突变会导致动物体毛色的变化，有利于其在不同环境中的捕食或躲避。
另外，基因变异还可产生新的蛋白质，改变动物的生理结构和功能，从而提高生存和繁殖的能力。
二、染色体重组染色体重组是指在有性生殖过程中，不同染色体之间的基因交换。
染色体重组是基因组演化和重组的主要方式。
它通过交叉互换和基因重组，使得不同染色体上的基因组合进行重新组合，产生新的基因组合。
这种重组能够增加基因的多样性，促进物种适应环境的能力。
染色体重组在动物繁殖过程中起着重要的作用。
它通过随机的基因组合，使得不同的基因得以重新组合，产生新的基因型。
这样的重组能够增加个体之间的遗传差异，提高物种的适应性和生存能力。
例如，在人类的繁殖过程中，父母各自的染色体经过重组，产生的新染色体组合为子代带来了更多的遗传信息，从而增强了子代的适应能力。
三、基因组演化基因组演化是指整个基因组的发展和演化过程。
在动物进化的长期过程中，基因组逐渐发生演化，产生了新的基因组结构和功能。
基因组演化涉及基因的复制、插入、删除和改变等多种机制。
它使得动物的遗传信息变得更加复杂和多样化，促进了新基因型的产生。
基因及基因组进化的分子基础
基因及基因组进化的分子基础基因和基因组进化的分子基础，听起来像是科学家的秘密武器，其实它和我们日常生活的联系可不小呢。
想象一下，每个人身上都藏着一个个小小的基因，就像是拼图块，拼在一起形成了我们的外貌、性格，还有那些奇怪的爱好，真是神奇！基因就像是一份详细的说明书，告诉我们的身体怎么运作，怎么长大，甚至怎么对待那些外来的挑战，比如病毒或疾病。
很多人可能会想，“哎，基因难道就那么简单？”基因背后的故事可复杂了，简直就像电视剧的剧情一样跌宕起伏，充满了惊喜和意外。
说起进化，大家可能会想起达尔文和他的小鸟们。
哎，达尔文可真是个牛人，他发现了自然选择的真谛。
这可不是空穴来风，基因组进化就像是大自然的调色板，不断地调整着生物的样子。
想象一下，几百万年前的某种生物，跟现在的我们其实有着千丝万缕的联系。
它们在环境的压力下，慢慢地改变了自己，以适应生活的需要。
就像我们在变化的天气中换衣服，基因也在不停地“换装”，来面对新的挑战。
每一次的小变化，就像是基因的“升级打怪”，让生物们在竞争中立于不败之地。
再说说基因的传递，简直就像是家族传承的秘密，老一辈把自己的“秘籍”传给下一代。
父母的基因在孩子身上交织，结果就出现了各种各样的小怪兽。
有的人像爸爸，有的人像妈妈，有的人却长得像隔壁老王，真是让人哭笑不得。
这种基因的“拼盘”可不是随便来的，科学家们在研究时，发现了很多奇妙的现象，比如基因突变，这就像是基因在玩游戏，偶尔会出现一些意外的“道具”。
这些突变可能让某种生物更强大，也可能让它们变得脆弱，像是生活中的各种意外，真是让人捧心。
而谈到基因组，那就更是一场盛大的派对。
基因组里包含了所有基因的信息，简直是一本厚厚的百科全书。
科学家们用高科技手段把这些基因图谱一一绘制出来，简直就像是解开了古老的密码。
更妙的是，基因组并不是一成不变的，随着时间的推移，环境的变化，各种生物的基因组也在不断地调整和重组。
这种变化让生物能够在各种环境中生存，就像是街头小吃摊，哪怕天气变化，总能找到适合的食材，做出让人垂涎欲滴的美味。
人类基因组的进化和多样性
人类基因组的进化和多样性人类的基因组从古代到现代，经历了漫长而丰富多彩的进化历程。
基因组的进化不仅是我们了解人类进化历史的重要途径，也是人类多样性的重要原因之一。
基因组在不同人群之间的差异让我们看到了人类的多样性，也让我们更深入地理解人类在不同时空条件下的适应性演化过程。
人类基因组的进化历程人类的基因组起源于非洲，但随着人类的迁移，其基因组逐渐向全球扩散。
基因组的进化是一个漫长而复杂的过程，它受到许多因素的影响，如突变、选择、基因漂变等。
这些因素共同作用，塑造了人类的基因组，并让我们在适应各种环境条件时能够做出相应的生物学反应。
在人类的基因组进化中，重要的事件包括由非洲人类祖先给出基因组的几种最初形式，到40万年前的中期更新迭代，以及推测的近2000万年的分支分割。
在这些逐步更新的版本中，人类的基因组形成了其独特的身份和多样性。
这种多样性在人类进化历史中发挥了重要作用，表现在不同群体之间的遗传差异、人类的个体差异，以及人类适应性的多样性等方面。
人类基因组的多样性人类基因组的多样性不仅表现在群体上，也表现在每个个体的基因组上。
基因组多样性由许多因素决定，包括单核苷酸多态性（SNP）、结构变异和复杂性变异等。
这些变异可以影响身体形态、身体机能和易感性等，不同人群之间也存在不同的变异类型和梯度。
在人类基因组的多样性中，常常会发现一种现象，即同一种变异在某些人群中十分常见，在其他人群中则很罕见或不存在。
这表明了地理环境、人类历史和文化等因素对基因组多样性的影响。
基因组多样性对人类具有重要的生物学意义。
首先，它是人类适应性演化的重要因素之一。
各个人群之间的基因型和表现型差异可以适应不同的环境压力，如气候、食物和病原体的不同，从而提高生存和繁殖的机会。
其次，多样性还表明了人类的进化历史。
人类经历了许多种族之间的交流和混合，从而形成了今天我们所看到的基因组多样性。
最后，基因组多样性对个体生命和健康水平具有重要的影响。
人类基因组的进化历程及特点
人类基因组的进化历程及特点人类基因组是指人体内所有基因的总和，这些基因控制了人类的外貌、性状、健康状况等方面。
人类基因组的进化历程可以追溯到几百万年前，通过对人类基因组的研究，我们可以更好地了解人类的进化历史和特点。
一、人类基因组的进化历程1. 原始人类时期在原始人类时期，人类基因组的演化主要是通过自然选择进行的。
身体特征适应环境，可以让原始人类更好地生存和繁殖，而非适应环境的身体特征则容易被淘汰。
在原始人类时期，人类的基因组发生了一些重要的变化，如DNA双链的形成、性别染色体的出现等。
2. 新石器时代新石器时代是人类文明的重要转折点，这个时期人类的基因组发生了更加显著的变化。
例如，农业的兴起导致了人类的进化方向发生了变化，人类的身体开始适应新的环境，例如肤色和耐受性等方面的改变。
3. 工业革命工业革命时期是人类基因组发生较大变化的一个时期。
随着工业化的发展，人类的生活环境也发生了很大的变化，这导致了人类基因组在很大程度上进行了新的适应。
例如，人类的身体开始适应新的气候、技术和生活方式等。
4. 现代时代现代时代是近代人类基因组演化的时期，也是最近的一个阶段。
随着科技的发展和现代化的加速，人类的基因组也在不断地发生变化。
例如，近年来，人类的基因组中出现了一些新的基因突变，导致了一些新的疾病的出现，例如糖尿病和肥胖症等。
二、人类基因组的特点1. 功能多样性人类基因组有着极高的功能多样性，不同的基因在人类体内扮演着不同的角色。
例如，一些基因控制人类的生长发育，而另一些基因则相关于免疫系统和消化系统等方面。
人类基因组中的基因在整体上起着协同作用，为人体的生命健康提供了保障。
2. 适应性强人类基因组在演化过程中有着极强的适应性。
即使在极端的环境中，人类基因组也可以通过适应性的变化来保证人类的生存和繁殖。
例如，人类的肤色、身高、耐受性和免疫系统等方面的变化，都是人类基因组适应环境的结果。
3. 变异性大人类基因组中存在着大量的变异。
基因组学的进化研究
基因组学的进化研究近年来，随着科技的不断进步，基因组学的研究正迅速崛起为生物学领域的热点之一。
基因组学的进化研究，作为其中的重要分支，致力于探究物种之间基因组的演化规律以及相关的生物学意义。
本文将重点探讨基因组学的进化研究的主要内容和方法，并展示了其在生物学领域中的重要意义。
一、基因组学的进化研究内容1. 基因组演化分析基因组演化分析是基因组学的进化研究中的重要内容之一。
通过比较不同物种的基因组序列，在分子水平上研究基因的进化历史，揭示物种之间的亲缘关系以及遗传变异的模式和机制。
这项研究的成果不仅可以帮助我们更好地了解物种的起源和演化过程，还对于研究物种适应环境变化的机制、遗传疾病的发生和进化等方面有着重要意义。
2. 基因组结构和功能研究基因组结构和功能研究是基因组学的进化研究的另一个重要方向。
该研究旨在分析基因组中基因的分布和排列方式，研究基因组中的功能非编码区域，探究这些非编码区域在演化过程中的保守性和功能。
通过这个研究，我们可以了解到不同物种之间的基因组结构的差异和相似性，揭示基因与表型之间的关联性。
二、基因组学的进化研究方法1. 基因组测序技术基因组学的进化研究依赖于高通量测序技术的发展。
通过对不同物种的基因组进行测序，我们可以获取它们的基因组序列信息，为基因组演化以及结构和功能的研究提供数据基础。
目前，常用的测序技术包括Sanger测序、高通量测序和第三代DNA测序等。
2. 生物信息学分析生物信息学分析是基因组学的进化研究中必不可少的方法之一。
通过利用计算机技术进行基因组数据的存储、管理、处理和分析，可以发现隐藏在基因组中的重要信息。
常用的生物信息学工具包括基因组注释工具、序列比对工具、进化树构建工具等。
三、基因组学的进化研究的意义1. 深化对物种起源和演化的认识通过基因组学的进化研究，我们可以揭示不同物种之间的亲缘关系，推断物种起源和演化的历史，从而深化我们对生命起源和演化的认识。
2. 拓展对基因功能的理解基因组结构和功能研究可以帮助我们了解基因的功能性区域和非编码区域的作用，进一步认识基因表达调控和基因功能的机制。
病毒基因组的进化与演变
病毒基因组的进化与演变病毒是一类无法独立生存的微生物，它们需要寄生在宿主细胞中才能完成其生命周期。
病毒具有很强的适应能力，能够在不同的宿主细胞中完成复制和传播。
这种适应能力得益于病毒基因组的进化和演变。
病毒的基因组通常是由DNA或RNA组成的，与细胞的基因组不同，在基因组大小、结构和编码方式上存在很大的差异。
病毒基因组的进化和演变主要有以下几种方式：1. 突变：病毒基因组的突变是指在病毒复制过程中发生的基因型变化。
这种变化可能是自然发生的，也可能是受到外界条件的影响。
病毒突变可能会导致病毒的传染性、致病性等特性的变化，从而在宿主细胞中快速适应生存环境。
2. 重组：病毒基因组的重组是指两个或多个不同来源的病毒基因组在感染同一宿主细胞时，产生新的病毒基因组的过程。
重组能够导致新的病毒类型产生，这些新型病毒可能会具有更强的传染性、更高的致病性等特点，从而对人类和动物的健康构成更大的威胁。
3. 基因窃取：病毒基因组的窃取是指病毒通过感染宿主细胞获取宿主基因组中的一部分或全部基因组序列。
这些序列能够帮助病毒在宿主细胞中更好地生存和复制，从而增强病毒的传染性和致病力。
4. 选择：病毒基因组的选择是指病毒在不同的宿主中适应生存环境的过程。
在进化过程中，一些病毒的基因组发生突变或重组，从而产生了更适应宿主环境的基因型。
这些更适应宿主环境的基因型将具有更强的传染性和致病性，从而在宿主人群中更快地传播。
病毒基因组的进化和演变是一个繁琐而复杂的过程，在人类和动物的健康上扮演着重要的角色。
任何一种病毒都可能经历基因组进化和演变，从而产生新的病毒类型，这些新型病毒可能带来更大的威胁。
因此，我们需要加强对病毒进化和演变机制的研究，以便更好地预防和治疗病毒感染疾病。
人类基因组的进化与遗传变异
人类基因组的进化与遗传变异人类基因组是由人类所有的DNA组成，决定了人类的遗传特点，包括了人类的性状、脾性、健康状况，以及各种疾病的易感性。
人类基因组经历了漫长的进化过程，也经历了无数的遗传变异。
本文将从进化和遗传变异两个方面深入探讨人类基因组的发展演变过程。
一、人类基因组的进化人类基因组的进化源于人类起源的地方，进而影响到了人类的身体结构和特征。
人类起源于世界各地，由于长期的分隔和地理分布，可能会导致人类分成不同的种群，这些种群之间遗传上存在着很大的差异，最重要的就是人类基因组的变异。
人类在进化的过程中涉及了4次种群扩张事件，这些扩张事件对人类基因组结构产生显著的影响。
最初的扩张事件在大约20万年前，人类从非洲向亚洲、欧洲等地区扩散，后来的扩展在大约7万年前开始，人类开始穿越白令地峡进入北美大陆，并且重新进入亚洲东南部和印度。
最近的一个扩张事件开始于大约4500年前，当时人类从欧亚大陆东北进入北美，以及从斯里兰卡向马六甲海峡扩散。
这些扩张事件对人类基因组和身体结构产生了关键性的影响。
例如，人类在离开非洲之前是黑皮肤的，但随着进化的进行，人类逐渐适应了适度的紫外线照射，形成了不同的肤色，因此人类的肤色也逐渐呈现多样性。
同样的，人类的视力、智力和耐寒、耐热等因素也受到了进化影响，使得人类在面对不同的环境条件时更有优势。
二、人类基因组的遗传变异人类基因组的变异是一个广泛的话题，包括了单核苷酸多态性（SNP）、结构变异、插入/删除、复合变异等多种变异类型。
人类基因组的遗传变异主要分为两大类，分别是自然变异和人为选择。
自然遗传变异是指在人类进化过程中，由于复制和修复机制的存在，基因组随机发生的变异。
例如，单核苷酸多态性（SNP）就是最基本的自然遗传变异，在人类基因组的每个基对位点上可以产生A、T、C、G四种不同的碱基，其中任意一种类型的基因型在人群中的频率小于1%就可以被认定为遗传变异。
人类基因组的遗传变异还可通过人工选择产生。
植物基因组的进化分析
植物基因组的进化分析是对植物演化历程的深入研究，是植物遗传与进化分析的重要内容。
在基因组学领域中，既涉及到生物信息学的应用，也需要多学科专业的共同参与和交流。
1. 植物基因组的定义植物基因组是植物细胞中包含有完整的遗传信息的所有DNA分子的总和。
基因组可分为染色体基因组和质体基因组。
染色体基因组是指核内的基因组，它包括所有的常染色体和生殖染色体；质体基因组是指位于叶绿体和线粒体中的基因组，它独立于核基因组存在。
植物基因组的大小和结构在不同物种之间存在较大的差异。
2. 植物基因组的进化方式植物基因组的进化主要由以下几种方式构成：基因大小和结构的变化、无血缘杂交、多倍化和基因定向选择等。
(1) 基因大小和结构的变化基因的结构和大小是随着演化的推进而发生变化的。
植物基因组的大小和结构在不同物种间存在重大差异，这种差异主要是由大量的基因重复和基因的大小和结构的变化造成的。
例如，在玉米和水稻等物种中，基因家族占据了其基因组逾四分之一的比例。
(2) 无血缘杂交植物基因组与同属种和异属种之间的杂交在植物基因组进化过程中被广泛应用。
无血缘杂交不仅可以改变基因组的大小和结构，而且可以引入新的基因和调节元素，这些调节元素在后代互相作用，并可能在进化过程中保留下来，从而影响基因组结构和功能。
(3) 多倍化物种的基因组多倍化是指同一基因组中的基因复制(重复)后发生基因组级别的复制。
它可以增加基因的副本和整个基因组的大小。
许多重要的功能基因都经历了基因重复，如人类和其他脊椎动物的联合基因家族。
(4) 基因定向选择基因定向选择是指在进化过程中不同基因之间的选择速率不同，即具有更高生存效益的基因容易得到保留下来。
基因定向选择还受到环境和适应性的影响，以及内源和外源因素的相互作用。
3. 植物基因组的应用和未来发展在生物信息学、遗传学和植物育种等领域中都扮演着重要角色。
以生物信息学为例，植物基因组的序列需要应用到多种信息学和计算生物学方法中，如基因注释、NGS分析和基因调控网络分析等。
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1. 突变 1.1 突变的机制
♦
自发性损伤(复制中的损伤、碱基的自发性化学改变、
自发脱碱基、 细胞的代谢产物对DNA的损伤)
♦
♦
物理因素引起的损伤(电离辐射、紫外线、热诱变等)
化学因素引起的损伤（烷化剂、碱基类似物、嵌入试剂等）
1.1.1 自发性损伤 复制错误是突变的基本来源 错配突变 纯化学的碱基配对差错率为：5％～10％
C(a)
HO
HO
C(i) A(a)
• 嵌合剂的致突变作用
吖啶橙 (Acridine Orange AO) 溴化乙锭 (Ethidium Bromide EB ) 分子插入 TAO T -A TTTCG -T AAAGC-ATTTTTCG - AO -TAAAAAGCEB -AT EB TTTTCG-TA X AAAAGC 结果产生－－－移框突变
碱基切除修复
核苷酸切除修复 • 复制前进行 • 不易出错 •UvrA, B, C gene
碱基切除修复
核苷酸切除修复核
苷 酸 切 除 修 复
内切核酸酶
（Endonucleases） 外切核酸酶
（Exonuclease）
• DNA pol • Ligase
错配修复
♪ 校正校正活性所漏校的碱基, 使复制的保真性提高102～103倍
错误碱基
SOS 修复只是SOS反应的一部分
RecA在SOS反应
中起核心作用
RecA受LexA的 部分抑制
RecA与LexA组 成调控环路 DNA 损伤
RecA-P; 三种功能 a、 DNA 重组活性 b、 与S.S. DNA结合活性 c、 少数蛋白的proteinase活性
当DNA正常复制时
（无复制受阻，无DNA损伤， 无TT dimer）
a. How do DNA and protein molecules evolve? b. How are genes and organisms evolutionarily related?
2. Population genetics focuses on changes between generations. Molecular evolution considers the hundreds or thousands of generations needed for speciation, where small departures from Hardy-Weinberg equilibrium, random effects and slight differences in fitness can become very significant.
扁平染料分子
-ATTTCG -TAAAGC-ATX’TTTTCG-TAX AAAAGC-
物理因素引起的损伤
♪ 紫外线的致突变作用 ∧ ---嘧啶二聚体 (TT dimer )
…C T T A…
U.V.
U.V.
脱氨氧化 C U.V. H 2O H+ + OHU A(a)
C(a)
C(i)
A(a)
U.V.
引发激烈争论：”环境影响生物的表型”, ”生物对环境作出响应发生程序性突变”
1.4 DNA修复
DNA的修复系统：
♫ 碱基切除修复 将受损的核苷酸碱基周围一段核苷酸切除，然后通 过DNA多聚酶重新合成 ♫ 核苷酸切除修复 与碱基修复系统类似，只是切除的受损DNA范围更 大，涉及更多极端损伤的类型 ♫ 错配修复 ♫ 重组修复
♫ 多细胞生物的突变效应分为2类：
功能丧失：使蛋白质的活性降低或丧失(显性、隐性)； 显性导致遗传病，如Marfan综合症，产生异常 的结缔组织蛋白原纤维蛋白； 功能增益：突变提供一种异常蛋白质活性； 一般为显性； 多发生在调控区,如使1个或多个基因在错误的 组织中表达,导致细胞功能紊乱，或控制细胞周期的一 个或几个基因的过量表达,使细胞分裂失控引发癌症;
1.3 超突变和程序性突变 SOS修复系统倾向增加突变
SOS repair 是一种错误倾向性极强的修复机制 是进化中形成的“ 丧失某些信息而存活总比死亡好一 些” 的措施 （正常状态下，SOS是关闭的）
SOS 修复机制 SOS 修复－－无模板指导的DNA复制
大剂量的紫外线照射，大量的二聚体产生
SOS系统诱导，错误潜伏的复 制超越二聚体而进行
羟胺（hydroxylamine HA） 甲磺酸乙酯（ethyl mathanesulfonate EMS） N-甲基-N’-硝基-N-亚硝基胍 （N-mathyl-N’-nitro-N-nitrosoguanidion NNG）
NH2OH (Hydroxylamine HA 羟胺) HNH H HA O H H H H N O HNH H H H H N HN N H O
碱基异构式引起DNA复制的错配
正确配对 A(a) T(k) C(i) C(a) G(k) G(k) G(e) C(a) T(e) T(k) A(i, anti) G(e,i, anti) G(k, syn) A(a, syn)
错误配对 A(a) A(i) A(i, anti)
A(a, syn) G(k, syn)
DNA损伤造成的后果
◙ 突变率与生物的复杂性
生物进化的基本动力：突变 如果突变率太高－－基因组处于不稳定状态，不利于进化； 现存生物，包括低等生物和高等生物基因组的自发突变率 约为10－9－－－－这是各种因素综合作用的结果； 每个基因都有积累突变的风险，而大多数突变都是有害的， 因此生物含有的基因数越多，发生突变的几率越大，由此 判断平均突变率为生物的复杂性设定了一个上限； 群体遗传学家估计，根据DNA复制的忠实性，哺乳动物含 有基因数不超过60 000。
5-溴尿嘧啶(BrU) 5-Bromine Uracil 2-氨基嘌呤(AP或2-AP) 2-Amino purine NH2 O
O
Br
OH
H
O
Br
AGCTTCCTA TCGAAGGAT
:G
酮式5-BrU的渗入
AGCTBCCTA TCGAAGGAT
烯醇式enol
第一轮复制
AGCTTCCTA TCGAAGGAT
SOS off
免疫球蛋白基因V片段中突变的引入
免疫球蛋白多样性产生的过程： ♫ 免疫球蛋白重链和轻链基因的V,D,J,C片段重组连接； ♫ 重组后还可通过V基因片段的超突变增加多样性；
大肠杆菌的适应性突变
大肠杆菌（乳糖操纵 子发生移码突变） 在只有乳糖的 培养基上培养
恢复野 生型
发现正常生长的细胞（乳糖 操纵子发生第二次突变）
DNA诱变剂及相应的损伤类型
◙ 突变对多细胞生物的影响
♫ 多细胞生物的细胞有2种类型：
体细胞 －－不参与世代间的遗传事件 种质细胞－－负责将遗传物质传递给下一代 ♫ 多细胞突变产生的影响： 体细胞－－ 仅限其本身、不会影响后代及进化； 即使死亡，也有同类型的体细胞存在； 引起细胞无限增值的突变，使细胞分裂 失去控制，产生肿瘤； 种质细胞－－当代不会对个体表型产生重要影响， 局限于很小的器官； 可以传递给下一代，使子代个体所有细 胞都含有从亲代继承的突变；
+ ----- A----- ------C--DNA mismatch
错配修复 系统(MRS Mismatch Repair System)
DNApol (ξ = 10-8) 经第二次校正ξ = 10-11
♪ 错配修复系统组成（Mismatch repair system）
DNA腺嘌呤甲基化酶(m6A甲基化酶) DNA polymerase Helicase SSB 外切核酸酶 (Ⅰ和Ⅶ) 连接酶 dam gene
酮式到烯醇 式的转变
AGCTBCCTA TCGAGGGAT
H
O
Br
:A
第二轮复制
AGCTBCCTA TCGAAGGAT AGCTCCCTA TCGAGGGAT
酮式Keto 5-BrU
A· TG· 转变 C
烯醇式渗入为
G· CA· 转变 T
• 碱基的化学修饰导致突变
又称化学突变剂：
亚硝酸（nitrous acid HNO2）
基因组进化的分子基础:
突变
重组
转座
本章主要内容
♫ 基因组进化的分子基础 ♫ 突变的分类及作用效应 ♫ 同源重组的简单过程及Holliday结构形成 的分子机制 ♫ 转座子的分类及作用机理
突变是小范围的核苷酸序列的改变。
突变引起的遗传改变能引起蛋白质中氨基酸 序列的变化，该变化引起表型的改变，通过 自然选择发生作用。
为维持基因组的稳定性，DNA 的复制必须增加几个 数量级，提高DNA复制的精确性有2种方法： ♪ 掺入碱基的筛选 ♪ 错配碱基的校正
误导掺入
碱基异构式引起DNA复制过程的错误 -----自发突变 碱基异构式: A(amino 氨基) G(keto 酮式) T(keto) A(imino 亚氨基) G(enol 烯醇式) T(enol-2’) or T(enol-4’) C(a) G(k) C(i) G(e,i)
RecA-p不表现proteinase活性
当DNA复制受阻/ DNA damaged
细胞内原少量表达的RecA-p
与S.S, DNA结合
激活RecA-p的proteinase活性 修复损伤 LexA-p降解 RecA-p高效表达 当DNA复制度过难关后 SOS open
RecA-p很快消失
LexA gene on
DNA helicase II, SSB, exonuclease I去除包括错 配碱基的片段 DNA polymerase III 和 DNA ligase 填充缺口 昂贵的代价用于保证DNA的准确性