南京农业大学：《遗传学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第八章 基因表达与调控

第八章基因表达与调控

第八章 基因表达与调控

第一节基因的概念 ·经典遗传学:遗传物质的传递规律 ·分子遗传学(1953, Watson& Crick): 基因的本质一化学、结构 基因的功能一基因表达、调控与性状表现 基因的变化一基因突变等

第一节 基因的概念 • 经典遗传学：遗传物质的传递规律 • 分子遗传学（1953，Watson & Crick）： 基因的本质－化学、结构 基因的功能－基因表达、调控与性状表现 基因的变化－基因突变等

经典遗传学中基因的概念 功能单位:控制一个或者几个性状。 结构单位:染色体片段一基因位点( locus)与 染色体一起有丝分裂和减数分裂。 是突变最小单位:A>a 是交换最小单位:A-B 经典遗传学认为:基因是遗传上最小的结构与功 能单位,不能分割。是结构与 功能的统一体

一、经典遗传学中基因的概念 功能单位：控制一个或者几个性状。 结构单位：染色体片段－基因位点（locus）与 染色体一起有丝分裂和减数分裂。 是突变最小单位：Aa 是交换最小单位：A－B  经典遗传学认为：基因是遗传上最小的结构与功 能单位，不能分割。是结构与 功能的统一体

分子遗传学中基因的概念 1.基因的本质: (1)基因是特定长度和碱基序列的DNA片段 (2)核苷酸序列中蕴藏着遗传信息: 翻译 mRNA 多肽 转录 结构 DNA tRNA 基因 TrNA 无翻译产物 调节基因

二、分子遗传学中基因的概念 1. 基因的本质： （1）基因是特定长度和碱基序列的DNA片段 （2）核苷酸序列中蕴藏着遗传信息： mRNA 多肽 DNA tRNA rRNA 调节基因 无翻译产物 翻 译 转 录 结构 基因

2.基因遗传结构的可分性 (1)拟等位基因的发现: Oliver(1940),果蝇 都位于X染色体上27.2 野生型 突变型 1211212早 (卵圆眼)(菱形眼)

2. 基因遗传结构的可分性 （1）拟等位基因的发现： Oliver（1940），果蝇 野生型 突变型 （卵圆眼） （菱形眼） s z l y z l 都位于 X 染色体上27.2 s z l s z l s z l y z l y z l y z l y z l s z l Y Y ♀ ♂

× × F1: (0.2%) F1:应该全是菱形眼,但是却意外发现了02%的野生卵圆形眼。 为什么?推断: i回复突变 i等位基因“不等位 虽然都位于 X272 这个基因位点( locus),但是,它们却处在不 同的座位(site),基因内部不同座位之间发生 重组 + 27.2

F1： 应该全是菱形眼，但是却意外发现了0.2%的野生卵圆形眼。 为什么？推断： i 回复突变： ii 等位基因“不等位” ： 和 虽然都位于 X27.2 这个基因位点（locus），但是，它们却处在不 同的座位（site），基因内部不同座位之间发生 重组： s z l y z l s z l Y s z l y z l y z × × l Y （0.2%） s z l y z l s z l ＋ y z l ＋ 27.2 F1：

Oliver的两个学生设计了一个更巧妙的实验,证明了同 个基因内部的不同座位之间可以发生交换,而且排除了突 变的可能性: yy aprapr splspl×+W+Y (黄身、杏黄眼、分叉刚毛)(灰身、白眼、直刚毛) F1 X染色体 y apr spI ♀ 1.5 3.0 pr+ sp

Oliver的两个学生设计了一个更巧妙的实验，证明了同 一个基因内部的不同座位之间可以发生交换，而且排除了突 变的可能性： yy aprapr splspl × ＋ w ＋ Y （黄身、杏黄眼、分叉刚毛） （ 灰身、白眼、直刚毛） F1 X染色体 y + apr + + w spl + 0 1.5 3.0 y apr + spl ♀ ♂

由于apr和w都位于X的1.5位点,是等位基因。让该 F1自交,F2不应该有红眼个体出现。但结果却是出现了 01%的红眼: 如果是回复突变:红眼果蝇应该是黄身 分叉刚毛,或者灰身、直刚毛。 一如果是在图示位置发生交换:红眼都是灰 身、分叉刚毛。 实验证明:红眼都是灰身、分叉刚毛,所以是基因位点内 部两个座位之间交换的结果

由于apr 和 w都位于X的1.5位点，是等位基因。让该 F1自交，F2不应该有红眼个体出现。但结果却是出现了 0.1%的红眼： — 如果是回复突变：红眼果蝇应该是黄身、 分叉刚毛，或者灰身、直刚毛。 — 如果是在图示位置发生交换：红眼都是灰 身、分叉刚毛。 实验证明：红眼都是灰身、分叉刚毛，所以是基因位点内 部两个座位之间交换的结果

(2)顺反测验 基因既然可以划分为不同的遗传单位,那么基因的界限 在哪儿?—顺反测验 a B 概念: 顺式(cis)一同侧,像“相引相” B 反式( trans)一不同侧,像“相斥相” 步骤: ①创建双突变杂合二倍体: +a2 a1 a2 顺式 反式 注意:a1、a2是基因产物相同或者相似的突变基因 ②有无互补作用?

（2）顺反测验 基因既然可以划分为不同的遗传单位，那么基因的界限 在哪儿？——顺反测验 ➢概念 ： 顺式（cis）－同侧，像“相引相” 反式（trans）－不同侧，像“相斥相” ➢ 步骤：  创建双突变杂合二倍体： 注意：a1、a2 是基因产物相同或者相似的突变基因  有无互补作用？ A B a b A b a B + + a1 a2 + a2 a1 + 顺式 反式

a1、a2 1、a2 等位基因 非等位基因 genel gene 顺式 a1 a2 野生型 野生型 t a2 反式: genel gene a1+ 突变型 野生型突变型 DNA转录mRNA mRNA 顺式:无论a1、a2是否等位,都表现为野生型,因此在顺 反测验中只能起对照作用。 反式:顺反测验如果没有互补作用→a1、a2等位基因 顺反测验如果有互补作用→a1、a2非等位基因

a1、a2 a1、a2 等位基因 非等位基因 + + a1 a2 + a2 a1 + 野生型 gene1 gene2 野生型 突变型 gene1 gene2 野生型 突变型 顺式： 反式： DNA 转录 mRNA mRNA 顺式：无论a1、a2是否等位，都表现为野生型，因此在顺 反测验中只能起对照作用。 反式：顺反测验如果没有互补作用→ a1、a2 等位基因 顺反测验如果有互补作用→a1、a2 非等位基因