最新鱼类线粒体DNA的遗传分析研究.ppt

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1、鱼类线粒体基因组研究进展姓名：研究背景线粒体是存在于绝大多数真核细胞内的一种基本的重要的细胞器，它含有自己的DNA，具有相对独立的遗传系统。它是细胞进行氧化磷酸化的场所。线粒体基因组不仅是研究DNA结构与复制转录的良好模型，也是研究真核细胞核酸与蛋白质合成非常合适的模型系统。鱼类线粒体基因组线粒体DNA是Nass等在1962年发现的。之后，1992年台湾学者Tzeng等发表了台湾缨口鳅线粒体DNA全序列，这在鱼类是首次。截止到2004年已测定161种鱼类线粒体DNA全序列，它们的分子量在15.2~19.

2、8Kb之间。（除海七鳃鳗、淡水七鳃鳗和溪鳉外,其余158种鱼mtDNA的结构和基因成分都与其他脊椎动物的类似鱼类线粒体DNA基因组结构示意图（西田，1998）37个编码基因22个tRNAs2个rRNA基因：(12SrRNA和16SrRNA)控制区(D—环区)轻链复制起始区13个疏水蛋白基因细胞色素b(Cytb)2个ATP酶的亚单(ATPase8和ATPase6)3个细胞色素c(Cytc)氧化酶的亚单位(COⅠ、Ⅱ和Ⅲ)7个NADH还原酶复合体的亚单位(ND-1、-2、-3、-4、-4L、-5和-6)鱼类

3、线粒体DNA结构特点提取方法研究进展应用前景研究内容遗传特点检测分析一、鱼类mtDNA的遗传特点mtDNA通常为母性遗传,这种传递方式是由于成熟的卵母细胞所含的mtDNA较精子中的mtDNA高几千倍。该遗传方式便于进行群体分析,只需少量个体便能反应群体遗传结构。mtDNA进化主要以碱基替换为主,插入和缺失较少;碱基替换主要发生在基因间隔区和控制区,且不同部位替换速率不同。mtDNA进化速率较核DNA快5～10倍,其原因主要有:(1)选择压力小;(2)受诱变的影响大;(3)代谢增补时间短;(4)复制无校对

4、修复1、分子较小且存在长度多态性:鱼类mtDNA分子大小范围一般在15-19kp之间，约占总DNA的1％。鱼类mtDNA的分子大小在种间存在差异，但这种长度差异并非源于基因数目，主要由于串联重复序列的存在。2、编码效率高:同核DNA相比，mtDNA上的基因排列极其紧凑，基因间隔常少于10bp,且无内含子，编码效率较高。此外,部分mtDNA的密码子不同于基因组DNA，且缺少终止密码子，仅以U或UA结尾。3、拷贝数多:鱼类每个细胞中有1000—10000个线粒体DNA拷贝，容易从组织中分离纯化。4、进化速度

5、快:鱼类mtDNA的突变率高于核中DNA，为基因组DNA的5一10倍，并且缺乏有效的DNA损伤修复机制，修复效率低。二、鱼类mtDNA的结构特点5、解码体系简单:鱼类mtDNA的解码由一个很小的tRNA体系完成，而不像在核基因组摆动假说中所要求的需要在32个tRNA反密码子上的摆动。6、遗传的相对独立性:mtDNA能以自身为模板进行复制，能转录生成信使RNA(mRNA)、转运RNA(tDNA)和核糖体RNA(rRNA),也能编码合成一些维持自身结构和功能所必需的蛋白质，具有很大的独立性。同时，线粒体的遗

6、传行为受到核基因的调控，这种调控主要是通过向线粒体输入核DNA编码蛋白质和一些小的RNA，特别是tRNA来实现的。7、同质性与异质性:一般情况下，在一种生物机体内仅存在一种类型的mtDNA分子，但现在大量发现一些个体存在多种类型mtDNA分子，这种特性被称mtDNA分子的异质性。8、多态性:mtDNA中存在多态现象多态性集中在D环，其他区域则高度保守一。9、母系遗传:mtDNA一般不发生重组，随细胞质进行。但鳗鱼线粒体为双亲遗传三、鱼类mtDNA的提取方法（1）直接从鱼类组织提取线粒体DNA从肌肉、肝脏

7、等组织中提取线粒体DNA。其中碱变性法是常见的实验方法，主要溶液是STE液：10mmolNaC1，15mmolTris-HC1(pH8.0)，45mmolEDTA(pH8.0)，0.25mol蔗糖。把提取的线粒体DNA放入一20℃保存备用。该方法获得的是鱼类的整个mtDNA分子。一般肝细胞、胃壁细胞、肾脏细胞中的线粒体数目较多，直接提取mtDNA获得纯度很高的mtDNA用于研究要选取这些组织，必须杀死鱼才能得到，研究存在数量多的鱼类可以采用该法。（2）先提取基因组DNA再用相应引物PCR扩增所需mtDN

8、A某一区域序列片段。四、鱼类mtDNA的检测分析目前用于鱼类mtDNA多态性的检测方法主要有以下几种：（1）、内切酶图谱法：一般用双酶消化构建鱼类mtDNA限制酶图谱。内切酶图谱法是一种较早的研究方法,此法虽在检测点突变上较为直观,但费时且须做双酶切,其谱带亦较复杂,若个体出现多态就更难解释。（2）、标准RFLP：其研究步骤为：mtDNA样品一RE消化一电泳一结果检测。该法适合于分析样品中靶序列含量相对较高的样品，如mtDNA和PCR扩增产