13第十三章 遗传重组方式和转座子的遗传分...

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1、第十三章遗传重组方式和转座子的遗传分析教师：张光祥Email:zhgx-163@163.com生物的遗传重组概述同源性重组位点特异性重组转座因子及其遗传效应拷贝选择的重组方式简介第一节、生物的遗传重组概述一、遗传重组的定义、类型1、定义：遗传重组就是已有基因的重新组合或洗牌,其本质就是DNA分子的重新组合、DNA序列的替换和拼接。2、自发的遗传重组包括五种类型：自由组合：不同染色体上的基因之间的重新组合;同源重组：连锁遗传中讲到的染色体交换;位点特异性重组：依靠一小段特定序列和特定的酶系统进行整合(插入)和切出

2、(环出)过程。转座：不依赖于同源序列，而是借助于特定重复序列形成的DNA拓扑结构，在转座酶的参与下通过DNA链的切割与重新连接，以此实现DNA片断的位置转移；拷贝选择:病毒在以RNA为模板合成DNA时,如果模板链与其它RNA单链分子有局部靠近,DNA聚合酶（逆转录酶）具有从一条模板链转换到另一条链上并在新的模板链上继续转录合成DNA的能力。由此可从病毒的两种变体RNA序列产生一个新的病毒变体。自由组合和同源重组主要通过有性生殖实现。有性生殖和无性繁殖两种方式，哪一种对生物更有利？3、遗传重组与有性生殖的关系英国

3、罗斯林研究所1997年2月22日宣布用体细胞克隆绵羊获得成功，克隆绵羊“多利”成为动物界最耀眼的“明星”，在世界上引起巨大震动；美国Clonaid公司02年12月26日宣布，人类首个克隆婴儿于当晚降生，引起世界范围的极大关注和对克隆人的激烈争论。有两个理由让物种应该青睐无性生殖。首先，在为资源进行的斗争中，无性生殖物种能轻易地战胜有性生殖物种。其次,精子和卵子仅包含了双亲各方一半的基因,有性生殖的生物个体只能将自身50%的基因传递给下一代。无性生殖却可达到100%的传递率。一个自称“无性族”(asexual)追

4、风族群悄然出现,讨论无性生活的网站也急剧增加,在欧美日一度成为时常。然而，有性生殖的最大优越性就是基因重组。二、基因重组的生物学意义如果没有遗传重组,每个染色体中的基因都会永远固定在一起同生死、共命运。然而,基因突变总是不可避免的,且一般是有害的,迟早会有一些突变基因是害群之马,使整个染色体都不能传递下去。即使突变基因的有害程度有限,久而久之也会量变到质变,危及到个体的生存与繁殖能力。基因重组意义可归结到一个“变”字,具体有三条:1、打破连锁：能够使有害突变与紧密连锁的有利突变或重要基因分开，从而提供了淘汰有害

5、突变和不良基因、积累有利基因的机会。2、保持和发挥种群内遗传多样性遗传多样性使得种群内具有各种各样的个体特征特性，但总体来说都是与其生态环境相适应的。通过遗传重组可以产生个体特征特性更加丰富多彩的子代群体，为适应环境变化提供了更多机遇；3、有可能产生新的表型变异类型通过基因重组还可能因为连锁关系的改变等原因，产生出基因位置效应，进而出现新的表型变异类型。如果没有遗传重组，个体类型就固定下来，在自然选择的作用下就会逐渐单一化，以不变应万变是不能长期坚持的。很多在当前环境条下的不利隐性基因也失去了在环境条件发生变化

6、后显露生手的机会。2008年8月四川师大生科院张光祥还有大量的遗传现象仍是未解之谜，其中有不少与基因重组有关。比如：Y染色体上有无足够的基因重组行为？基因重组的前提是要有两份拷贝同时出现在一个细胞内，Y染色体上的基因有这种机会吗？请关注有关Y染色体的严肃研究。病毒新变种的出现究竟有哪些具体模式？是否还有不为人知的机制？基因组重排、染色体结构的演化又有哪些具体模式？是否还有不为人知的机制？其中，病毒起到了哪些具体作用？体细胞重组的分子机制与特点也知之甚少。转座子、病毒、附加体、胞质基因组等的重组行为？三、研究基因

7、重组的意义1、人类对基因重组机制的认识还十分肤浅2008年8月四川师大生科院张光祥2、研究基因重组有利于更加深入地了解复杂的生物学现象对基因重组问题缺乏了解→困惑难除→荒唐迷思比如X和Y染色体之间不能像一对同源染色体一样进行频繁而有效的交换重组。况且，为了产生大量的雄配子，雄性生殖细胞的分裂和DNA的复制更为频繁。而大多数突变的发生就与DNA链的复制等暴露机会有关。所以有人估计，在大概5000代也就是12.5万年后，男人的生殖能力将大约只有现在的1％，最终，男性将不再具有自然生育能力。2005年4月还出版了一本

8、书《亚当的诅咒：没有男人的未来》，书中对男人和他们脆弱的Y染色体作了悲观的评述。为此，还有人提出了一个将男性从人类生殖的程序中排除出去的所谓解决方案，就是通过两个卵子的结合来生殖，使人类成为只有一种性别的女儿国世界。严肃的科学研究有助于化解伪科学问题的困扰。第二节、同源性重组一、同源性重组(homologousrecombination)概述概念、特点、对等互换式和单向置换式；发生同源