酵母菌遗传课件.ppt

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1、酵母菌遗传酵母菌概述酵母菌：一种单细胞真菌，属于兼性厌氧菌；个体形态有球状、卵圆、椭圆、柱状和香肠状等。酵母菌具有典型的真核细胞结构，有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等，酵母菌虽属于真核微生物，同时又具有原核生物的某些特征，例如形成菌落特征与细菌相似，生长速度快等。1996年完成酿酒酵母全基因组的测序，是当时完成测序的最大基因组，也是真核生物中第一个被测序的生物。一、酵母菌的基因组和染色体二、酵母线粒体基因组及其遗传三、酵母菌中的质粒四、酵母基因表达的调控五、接合型基因及其基因型转换六、酵母菌的载体系统七、酵母双杂交系统

2、第一节酵母菌的基因组和染色体一、酵母菌的基因组1.酿酒酵母的单倍体细胞含有16条染色体，总长度为12068kb，其中第Ⅰ条染色体最短(230kb)，第Ⅳ条染色体最长(1532kb)。2.基因组中没有明显的操纵子结构，有间隔区和内含子。3.酿酒酵母染色体基因组中，有5885个可能是编码蛋白质的ORF，每个ORF约为1.4kb，而基因间的平均间隔为600bp。（这说明酵母基因比其它高等真核生物基因排列紧密。）4.基因组含有52个完整的Ty因子（反转座子）。第一节酵母菌的基因组和染色体1.核小体：DNA和组蛋白（H2A、H2B、H3和H4）

3、酿酒酵母中无H1（有丝分裂中维持染色质的高度超螺旋）2.着丝粒（centromere）:点着丝粒和区域着丝粒3.端粒(telomere)：末端重复序列和蛋白质4.复制起点：控制DNA复制起始的一段DNA序列—ARSARS若克隆到质粒中，可使质粒DNA在酵母中自主复制。1）ARS的结构A：ACS在所有的ARS都完全相同或相似ARSB：ACS的3’末端C：A1.着丝粒概念着丝粒是真核细胞染色体DNA上的一段特殊序列。在有丝分裂和减数分裂时，纺锤丝与着丝粒结合，将染色体拉向细胞的两极。主要类型：点着丝粒（着丝粒序列很短酿酒酵母）区域着丝粒（

4、着丝粒序列较长脉胞菌、果蝇、人）1.着丝粒在酿酒酵母中，所有染色体的CEN序列的长度均大于130bp，由5′→3′依次分为CDEⅠ、CDEⅡ和CDEⅢ三个区。CDEⅠ和CDEⅢ是两个共有序列，位于两侧，中间是CDEⅡ，CDEⅡ的核苷酸序列中（A+T）含量超过90％，所以容易弯曲。2.端粒端粒是真核生物线性染色体两端的特殊DNA-蛋白质复合体结构，这种复合体结构是由DNA重复序列和与之相结合的蛋白质分子构成的。在大多数生物中，端粒DNA只是由几个碱基组成的DNA重复单位通过串联重复而形成，长度从20bp到几个kb不等。酿酒酵母端粒DNA

5、的长度约为300bp，其DNA重复单位为：5′C1-3A3′G1-3T在大多数生物中，端粒DNA的旁边还常含有由中等重复序列组成的DNA。在酵母中，与端粒相连的DNA有两类：X保守性较差，长度为0.3~3.7kb，存在于大多数染色体上。Y'高度保守，长度为6.7kb酿酒酵母中2/3的端粒含有1~4个拷贝的Y'。X和Y'作用：非必需，对端粒的稳定、染色体断裂后的修复以及在减数分裂中染色体联会方面都起辅助作用。3.复制起点酵母的复制起点是指染色体上控制DNA复制起始的一小段DNA序列，通常称为自主复制序列(autonomouslyrepl

6、icatorysequence，ARS)。自1979年首次发现酿酒酵母的ARS以来，已在酿酒酵母中约有400个ARS，ARS/40kb。但这些ARS的使用频率不同，变动在0-100%之间。（1）自主复制序列ARS的结构酿酒酵母中，ARS是长度为100~200bp、富含AT的DNA片段。根据其在质粒中的稳定性，可分为三个结构域：其中A和B最为重要A结构域：保守序列，称为ARS共有序列（ACS）。所有ARS都含有一个完全相同或非常相似的ACS。ACS内单一碱基的突变能降低或消除其起始功能。B结构域：位于ACS的3’末端，长度约80bp。C

7、结构域：ACS的5‘末端，富含AT，C结构域间不具有同源性，也不含共有序列。（2）ARS-结合蛋白酿酒酵母复制的起始可能是通过蛋白质与ARS相互作用而引起的。与ARS结合的蛋白有六种，分子质量分别：120kD、72kD、62kD、57kD、53kD和50KD,这些蛋白以复合物的形式存在并与ACS结合，这种蛋白质复合体称为起始识别复合物（ORC）。ORC与A区结合，也与B区结合。另外，Abflp也是一种主要的ARS结合的蛋白，能提高复制效率。（3）ARS启动染色体复制的活性酿酒酵母基因组中约有400个ARS，但并不是所有的ARS在原染色

8、体上都具有自主复制活性。可是，将这些染色体上的ARS克隆到质粒上后，却都有自主复制活性。从使用的时序来看，可分为两类：位于不同位点表现的活性不同，靠近端粒的ARS，一般不表现活性。S前期S后期第二节酵母线粒体基因组及其遗