核外

MtDNA 与人类进化
mtDNA has a high rate of mutation10 times more rapidly than the nuclear DNA
核外遗传效应
• • • • • • 雄性不育及应用 核外遗传与核遗传 内共生理论 核质杂种 核外遗传的特点 核外遗传与人类研究
线粒体DNA
线粒体基因组编码：
3个rRNA基因(26s,18s,5s) 14个tRNA基因 核糖体蛋白基因rps4，rps13，rps14
细胞色素C氧化酶复合体基因coxI，coxII，coxIII
ATP酶复合体基因atpA1，atpA2，atpA6，atpA9，atpA10 NADH脱氢酶复合体I基因：ND-1，DN-5
F1 正常雄性可育 F2: 3/4雄性可育 1/4 雄性不育
亚麻的雄性不育的遗传解释
1927年 Chittenden 和 Pellew 对亚麻的雄性不育 遗传进行了完整的解释。
S(RfRf) x 匍匐茎可育 F1
F2 S(RfRf)
N(rfrf) 高杆可育 S(Rfrf)
S(Rfrf)
S(rfrf)
3/4 雄性可育
1/4 雄性不育
植物雄性不育
一型说、二型说和三型说
40年代Sears 提出雄性不育的三型说 1956年Edwardson 提出二型说 60年代Kihara 与S. S. Maan 提出一型说
核不育类型
核基因决定
质－核不育类型
不育的胞质基因和相对应的核基因共同决定。
可遗传雄性不育发生的机制
类囊体：
PSI:P700的A1,A2原蛋白 PSII:32KD P680原蛋白 细胞色素b559蛋白 光合作用电子传递蛋白 叶绿体ATP酶复合体B,A,E,III等亚单位
叶绿体和线粒体基因组 与细胞核的关系
可遗传的植物雄性不育性
1921年Bateson 和 Gairdner 报道了亚 麻雄性不育现象。 匍匐茎 正常可育 x 高杆 正常可育
质粒
质粒上可以提供很多的酶切位点，为基因工程提供的有 力的工具。 比如：基因的克隆保存，细菌的抗药性改变等。
线粒体（Mitochondria）
线粒体遗传
线粒体DNA（mtDNA)
1962年Ris，1963年Nass分别观察到线粒体内有线状 DNA。
线粒体DNA的特点：不同，密度有差 别。 3. 一般动物线粒体DNA是闭合环状的，（四 膜虫、草履虫mtDNA线状）周长为5－6u， 但是原生生物和植物线粒体DNA要长得多 （15－30u)。 4. 线粒体DNA携带有遗传信息，半保留。
遗传密码不是唯一的！
研究mtDNA的翻译发现密码表不是唯一的。
遗传密码不是唯一的！
在线粒体中密码子的改变
基质：
叶绿体DNA
RubP羧化酶 大亚单位 19个叶绿体核糖体蛋白 转译起始因子IF-1 转译延长因子EF-Tu DNA聚合酶的、 、 单位 4个rRNA23s,16s,5s,4.5 40个tRNA
1. 雄性不育花粉败育的两种类型 孢子体不育 如 小麦的T型不育系、高粱的A型不育系等 RfRf Rfrf 配子体不育 如水稻的B型不育系、玉米的M型不育系 Rf rf 2. 雄性不育的发生机制 核质互补假说
内共生理论
（endosymbiont theory）
Lynn Margulis ，1970s 1. 线粒体、叶绿体有独立的遗传物质。 2.mtDNA、cpDNA未经组蛋白包裹成核小体。 3. 线粒体基因组在翻译中使用和tRNAfmet。 4. 细菌的翻译阻断剂氯霉素（chloramphenicol）、 红霉素（erythromycin）可以阻断线粒体基因组 翻译。 5.DNA序列分析表明：线粒体与革兰氏阴性细菌 相似，而叶绿体与蓝细菌相似
核外遗传
非孟德尔遗传
什么是核外遗传？ 核外遗传是怎么产生的？ 核外遗传有什么特点？ 线粒体、叶绿体的遗传特点？ 核外遗传的应用？
核外遗传的概念
染色体以外的遗传因子 细胞质遗传
核外遗传的物质基础
细胞器基因组
细胞质基因组 或核外基因组
细菌质粒
共生生物
质粒
在细菌中的除了染色体外的小的环状 的DNA, 常带有抗性基因，能够整 合在细菌的染色体中。 也可以在细菌结合时候从一个细菌转 移导另一个细菌中。 根据拷贝数量的不同，分为松弛型和 严谨型，有多种构象。