《遗传学》课程教学教学课件（讲稿）第七章 真核生物基因组

第七章真核生物的遗传分析

第七章 真核生物的遗传分析

遗传学本章学习要点1、了解真核生物的基因的特点2、了解真核生物基因组DNA序列的复杂度3、掌握DNA序列的类别4、了解真核生物重组的分子机制5、了解基因转变及其分子机制6、了解体细胞交换与基因定位7、了解体细胞融合与基因定位8、了解真核生物基因的册删除、扩增及重排

本章学习要点 1、了解真核生物的基因的特点 2、了解真核生物基因组DNA序列的复杂度 3、掌握DNA序列的类别 4、了解真核生物重组的分子机制 5、了解基因转变及其分子机制 6、了解体细胞交换与基因定位 7、了解体细胞融合与基因定位 8、了解真核生物基因的删除、扩增及重排 遗传学

遗传学第一节真核生物基因组基因组：：一个物种单倍体的染色体的数目及其所携带的全部基因称为该物种的基因组genome)

第一节 真核生物基因组 基因组：一个物种单倍体的染色体的数目及其所 携带的全部基因称为该物种的基因组 （genome）。 遗传学

(C-value)生物体的单倍体基因组所含DNA总量称为C值每种生物各有其相对恒定的C值不同物种的C值之间有很大差别能营独立生活的最小的生物枝原体（Mycoplasma）的C值不到106bp一些显花植物和两栖类动物的C值则可多达1011bp，相差10万倍。C值同生物的进化有什么关系？生物的C值，即基因组的DNA总量是不是随着生物的进化而相应地增加？

Minimumgenome sizeincreases withthephylumGenomesize一方面：在一些低等1010生物中，随着生物进化，10增加了生物体的结构和功104能的复杂性，基因组也相10应地增大即C值1。如虫的C值大于霉菌、藻类、10真菌、细菌和支原体。seoueSJONsosCwirtuaitextwww.ergito.comFigure 3.6 Theminimumgenome size found ineachphylumincreasesfromprokarvotestomammals

IsDNAcontentrelatedtomorphologicalcomplexity?另一方面：随着进一步的FloweringplantsBirds进化，在其他生物中则看不Mammals到这种规律。ReptilesAmphibians显花植物和两栖类动物BonyfishCartilaginous fish的基因组最大Echinoderms两栖类动物C值CrustaceansInsects小的109bpMollusksWorms大的1011bpMoldsAlgae软骨鱼、硬骨鱼甚至昆FungiGram(+)bacteria虫和软体动物的基因组都大Gram(-)bacteria于包括人类在内的哺乳动物Mycoplasma1011108109101010的基因组。爬行类和棘皮动O@virtualtextwww.ergito.c物的基因组大小同哺乳动物Figure3.5DNAcontent ofthe haploid genome isrelated to几乎相等。themorphologicalcomplexityoflowereukaryotes,butvariesextensively among the higher eukaryotes. The range ofDNAvalues within a phylum is indicated bythe shaded area

因此，从总体上说生物基因组的大小同生物在进化上所处的地位及复杂性之问无严格的对应关系，这种现象称为C值悸理（C一valueparadox)。C-value paradox:the lack of direct relationshipbetween the Cvalueand phylogeneticcomplex.人们对C值悸理已经提出许多解释：包括基因组的部分或完全加倍、转座、反转录已加工假基因、DNA复制滑动、不等交换和DNA扩增等，Petrov等又提出一个解释是：各种生物基因组的大小是由于基因组中长期积累起来的过量的非编码DNA被清除的速率不同所造成的结果，即DNA丢失的速率愈慢，那么基因组DNA含量愈高

6.1.2N值悸理值悸理（Nvalueparadox）N(numberofgenes)物种的基因数目与生物进化程度或生物复杂性的不对应性，这被称之为N（numberofgenes）值悖理(Nvalueparadox)或G（numberofgenes）值理

面对由基因组测序和注释所揭示出来的线虫、果蝇、植物以及人等的有关蛋白质编码基因的数目如何进行解释？比如：人的基因组（3300Mb）一一25，000个左右的基因；线虫（c.elegans）基因组（97Mb）—19，000个基因；果蝇（D.melanogaster）基因组（常染色质部分的120Mb）13，600个基因；啤酒酵母（S.cerevisiae）基因组（12Mb）约6000个基因：水稻（O.sativa）基因组（389Mb）—37,544蛋白质编码基因等等

非常明显，果蝇基因组比线虫基因组大，进化地位比线虫高，而编码基因反而比线虫少：人的基因组应该是最复杂的，人的进化地位最高，但编码的基因还没有水稻基因组的多。显然，要理解每一个物种发育、代谢、生长、繁殖、行为等等的本质，仅用基因组的序列测定的结果是不能直接地回答这些问题的。在对基因组进行注释后，人们门试图用基因组的结构和基因数目的多少来说明基因的功能以及各物种间的关系也不是一个简单的问题