搜索
查看: 5254|回复: 1

刘祖洞《遗传学》学习笔记(持续更新中)

[复制链接]

7

主题

8

帖子

70

积分

注册会员

Rank: 2

积分
70
发表于 2017-4-18 09:56:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
http://note.youdao.com/noteshare ... 9904293b32e8388cf5f



第一章 绪论
2017/03/15 08:30
  • 遗传学发展史回顾:
    • 1809年,法国,拉马克,获得性遗传;(19世纪刚一开始就提出来了啊)
    • 1822年,德国,奈特,豌豆杂交;(孟德尔之前也有人做过)
    • 1859年,英国,达尔文,物种起源;
    • 1865年,奥地利,孟德尔,发表论文,遗传学定律;
    • 1869年,瑞士,米歇尔,从白细胞核分离核酸;
    • 1879年,德国,弗莱明,发现染色体;
    • 1903年,美国,萨顿,德国,博韦里,孟德尔关于遗传因子的描述与减数分裂中染色体行为一致;
    • 1905年,英国,加洛德,尿黑酸症;
    • 1909年,丹麦,约翰逊,将遗传因子命名为基因;
    • 1911年,美国,摩尔根,基因学说,在染色体上直线排列;
    • 1928年,英国,格里菲斯,肺炎双球菌实验,遗传物质在细菌间转移;
    • 1944年,美国,艾弗里,肺炎双球菌实验,遗传物质是DNA;
    • 1950年,奥地利,查加夫,A=T, C=G;
    • 1953年,美国,沃森克里克,双螺旋结构;
    • 1956年,美国,蒋有兴,人类有23对染色体;(这么晚,比双螺旋还晚)
    • 1966年,美国,尼伦伯格,破解遗传密码;
    • 1977年,英国,桑格,美国,吉尔伯特,DNA测序;
    • 1985年,美国,穆利斯,PCR;
    • 1989年,美国,毕晓普,瓦尔默斯,癌基因;
    • 1990年,HGP启动;
    • 1997年,苏格兰罗斯林研究所,多莉;
    • 1998年,美国,法尔,梅洛,RNAi;
    • 2001年,人类基因组草图图谱;
    • 2002年,国际单倍型协作组,单倍型图谱计划,寻找标记SNP;
    • 2003年,人类表观基因组协作组,人类表观基因组计划,DNA甲基化;
    • 2004年,人类基因组精图;
    • 2006年,日本,iPS;
    • 2008年,英国,Sanger,中国,华大,美国,人类基因组研究所,千人基因组计划,27族群;
    • 2010年,美国,文特尔,人造生命Synthia,只含人工合成的基因组序列,能自我复制。
  • 里程碑:
    • 达尔文
      • 拉马克,达尔文,木村资生;
      • 进化不仅仅是新物种形成,不一定意味着简单到复杂,低等到高等。生物某些性状或器官的退化也是生物的进化。
      • 进化就是生物性状可遗传的改变;
      • 进化是随机的,没有方向的。(进化不是向着适应环境的方向进行的吗???)
      • 生物发生,物种形成是偶然的,生物灭绝是必然的。
    • 孟德尔
      • 知识传承是创新思维的必要基础;
    • 近现代
      • 萨顿,博韦里,摩尔根,Emerson(玉米种发现连锁互换及基因在染色体上)——已遗传的染色体学说为核心的基因论;
      • 1941年,美国,Beadle, Tatum, 粗糙链孢霉,一个基因一个酶;
  • 世代间的相似现象就是遗传(heredity);生物个体间的差异叫做变异(variation)。
  • 遗传学是研究遗传变异的科学,从基因水平上理解,遗传学就是研究基因结构,信息传递,基因频率,基因表达和调控的科学。
  • 传统遗传学研究以基因为主线,研究基因结构改变与否;表观遗传指的是在未发生基因组DNA序列改变的情况下,基因功能也可发生的可遗传改变,包括DNA甲基化,RNA干扰,组蛋白修饰等。
  • 从表型变异到及隐形变异的研究是正向遗传学策略,例如对镰刀型细胞贫血的研究:病变蛋白-肽链氨基酸序列-DNA序列-从cDNA文库中筛选编码基因-完成染色体定位-得到疾病基因序列;反向遗传学是从及隐形变异到表型变异的研究方法,例如对亨廷顿舞蹈症的研究:遗传标记进行连锁分析-定位候选目的基因-研究突变基因与表型之间的功能联系。
  • 目前已发现遗传基因吧近3000种。

第二章 孟德尔定律
2017/03/15 09:26 、
  • 一个惊天动地的大问题:如果豌豆一直是闭花授粉,那不同个体之间怎么进行基因交流?不能进行基因交流的话,有性生殖意义何在?我第一次看这本书时想到的问题,当时真是太聪明了!
  • 正反交(reciprocal crosses)
  • 有单独一对等位基因控制的形状,属于孟德尔性状。
  • 基因型位置的显性个体与隐性纯合体交配,已鉴定显性个体基因型的方法,叫做测交(test cross)
  • 配子形成时发生分离定律的证明:
    • 要想直接证明配子形成时发生分离,需要有在配子时即可观察到的表型。
    • 水稻有糯性品系和非糯性品系。糯性品系的米粒含有支链淀粉,用稀碘液处理后,米粒呈红褐色,即碘液原有的颜色;非糯性品系的米粒含有直链淀粉,用稀碘液处理后米粒呈蓝黑色,这事直链淀粉和碘液起化学反应的结果。
    • 非糯性对糯性是显性。
    • 非糯性基因(Wx)和糯性基因(wx)的作用在花粉中已经表现出来了,花粉中即含有直链淀粉和支链淀粉酶,可以用稀碘液鉴别:非糯性品系的花粉为蓝黑色,糯性品系花粉为红褐色;
    • 非糯性品系与糯性品系杂交后,得到子一代种子,基因型为Wxwx;子一代种子种下后,产生的花粉与碘液反应,一半是蓝褐色,一半是红褐色。
    • 在玉米,高粱,黍等禾本科作物中有同样表现。、
  • 二项式定理计算后裔中出现不同数量表型个体的概率:C(n,s)*p^s*q^(n-s)
  • 由上述算式计算适合度(适合度测验):面对已有的表型个体数,用上式计算某种组合出现的概率(其实就是二项分布的应用)。但是当个体数较多时失效,因为每种组合的概率都很低。此时要用卡方检验。
2017/03/16 08:21
  • 卡方检验算出来的P值,貌似就是二项分布算出来的某种情况发生的可能性的近似...
  • 香豌豆,紫色红色花冠,长形圆形花粉,分别由两对基因决定。但是两种性状的分离比不符合9:3:3:1,这事自由组合定律方面第一次发现的明显例外,是由非等位基因间的连锁造成的。
孟德尔遗传病(Mendelian diseases)-单基因病(single-gene diseases, monogenic diseases):一个基因的差异引起的遗传病。
  • 两大基本特征:
    • 具有明确的显隐性关系;
    • 后代有可预测的基因型和表型比例。
  • 系谱分析法(pedigree analysis):观察出现该疾病的加息中疾病的传递规律。
  • 先证者(propositus):家族中最先被发现具有某一特定性状或疾病的个体。
  • 四大类:
    • 常显(autosomal dominant inheritance)
    • 常隐(antosomal recessive inheritance)
    • X显(X-linked dominant inheritance)
    • X隐(X-linked recessive inheritance)
    • Y染色体较短,Y连锁的遗传性状和疾病较罕见。
  • 常显:
    • 亨廷顿舞蹈症(HD):HTT基因位于4号染色体短臂,基因内部有一个三核苷酸(CAG)的串联重复,正常人11-36个,患者40个以上,重复数越高患者发病越早,症状越严重。
    • 常显病特征:患者必然有一个亲代患病;患者的同胞、子女中均有患病个体,且没有男女差别;
    • 多囊肾病,多发性家族性结肠息肉癌,马方综合征,多指/趾症。
  • 常隐:
    • 囊性纤维化(CF):致病基因位于7号染色体的长臂,编码囊性纤维化穿膜传导调节蛋白(CFTR),是一个氯离子通道蛋白,参与了氯离子的跨膜运输。CFTR基因中三核苷酸缺失,但是508位的苯丙氨酸缺失,影响其正常转运功能。
    • 特点:不是每个世代都出现患者,男女患病概率没有差异。
    • 半乳糖血症,苯丙酮尿症,白化病。
  • X显:
    • 抗维生素D佝偻病是一类肾小管遗传缺陷性疾病,其中的低血磷性抗维生素D佝偻病为X显。患者肾小管磷重吸收率低,尿磷大量丢失,血磷降低。致病基因PHEX定位于X染色体短臂,编码产物参与磷酸盐、骨矿物质和维生素D的代谢。
    • 女性发病率高于男性
    • 遗传性肾炎,色素失调症。
  • X隐:
    • 血友病,一种先天性出血性疾病。凝血因子基因突变导致人体内凝血因子水平降低或缺乏。甲型血友病(凝血因子VIII缺陷),乙型血友病(凝血因子IX缺陷),致病基因定位于X染色体长臂。
    • 血友病的例子:英国“皇家病”。
    • 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症,无汗性外胚层发育不良症,红绿色盲。
在线人类孟德尔遗传性状和疾病数据库(OMIM):13009种常染色体连锁性状/疾病;638种X染色体连锁性状/疾病;48种Y染色体连锁性状/疾病和35中线粒体疾病,设计14000个基因

第三章 遗传的染色体学说
2017/03/16 09:08
染色体:
  • 着丝粒的位置在染色体中间或中间附近时,染色体两臂的长度差不多,这种着丝粒叫中间着丝粒或亚中间着丝粒;着丝粒的位置靠近染色体的一端时,根据着丝粒离开端部的远近,分为近端部着丝粒和端部着丝粒。着丝粒所在的地方往往表现为一个缢痕,所以着丝粒又称为初级缢痕(primary constriction)。
  • 有些染色体上除了初级缢痕以外,还有一个次级缢痕,连上一个叫做随体的远端染色体小段。细胞分裂将结束时,河内出现一个到几个核仁,核仁总是出现在次级缢痕的地方,所以次级缢痕也叫核仁形成区(nucleolar organizer,就是核仁组织者)。
染色体,示缢痕

2017/03/16 09:29
细胞分裂:
  • 细菌染色体附着在一个称为间体(mesomere)的圆形结构上,该结构是由细胞质膜内陷而成的。
  • 分裂间期,中心体也完成复制。从中心体辐射出来附着着丝粒的是微管。高等植物中看不到中心体,但是有纺锤体;中期观察染色体最佳
  • 减数分裂前期:(细线,偶线,粗线,双线,浓缩)
    • 偶线期,同源染色体开始配对,配对过程称为联会(synapsis),产生联会复合体,包括两个侧体和一个中体(见图示)。联会完成后,两条同源染色体并排排列在一起,被称为双价体(bivalent)
偶线期联会复合体,示侧体和间体



    • 粗线期:四联体(tetrad,四分体),此时非姐妹染色单体之间可以以联会复合体为中介发生交换,彼此互换相等的染色体区段
    • 双线期:同源染色体不完全分开,由于染色单体发生交换,两同源染色体之间的若干处发生交叉并相互连接。双线期中,交叉数目逐渐减少,在着丝粒两侧的交叉向两端移动,该现象称为交叉端化(terminalization of chiasmata),或简称端化。
    • 浓缩期:又叫终变期,螺旋化程度最高,交叉端化继续进行。
  • 中期I(第一次减数分裂中期):双价体开始分离,但仍有交叉联系着;
  • 后期I,减数发生;
  • 有些物种有减I末期和间期,但大多数动物没有,而是从减I后直接进入减II前。
植物的染色体周史(玉米)
  • 雌雄同株,孢子体
  • 雄花花药表皮下有孢原细胞-小孢子母细胞(2n)-减数分裂产生四个小孢子即花粉粒(n)-每个小孢子经有丝分裂产生两个单倍体核-一个成为管核或营养核(n),另一个再次有丝分裂成为两个精核。所以成熟花粉粒中含有三个单倍体核;
  • 雌花雌蕊基部子房中有孢原细胞-大孢子母细胞(2n)-减数分裂,产生四个单倍体核,三个退化(n)-三次有丝分裂,形成含8个单倍体核的胚囊(雌配子体)-顶端三个继续分裂形成反足细胞;两个移至中部形成极核;三个移至胚囊底部,构成两个助核和一个卵核;
  • 授粉后,花粉发芽,花粉管沿着花柱长到胚囊。在胚囊,一个精核跟卵核结合(2n),另一精核跟两个极核结合(3n)。该过程称为双受精。
  • 二倍体核形成胚,三倍体核形成胚乳!
  • 把这一切搞清楚的科学家们,你们简直太棒了!
真菌生活史(粗糙链孢霉)
  • 粗糙链孢霉的成体是单倍体。孢子或菌丝片段落在面包等营养物上,萌发或生长。
  • 菌丝的细胞壁间隔不完全,胞质连续,核单倍;
  • 两个不同交配型的菌丝体参与有性生殖。
    • 一个交配型的单倍体核进入另一交配型的子实体中,有丝分裂产生若干单倍体核。
    • 这些单倍体核跟子实体中的单倍体核相互结合,形成二倍体核。
    • 二倍体核经减数分裂形成4个单倍体核,再经一次有丝分裂,得到8个核,成为子囊孢子,顺序排列在一个子囊中。
    • 子囊孢子萌发,通过有丝分裂产生新的菌丝体。
    • 胞质来自子实体,所以子实体被视为雌性,分生孢子被视为雄性。
    • 研究粗糙链孢霉的科学家,你们也很棒!
遗传的染色体学说
  • Sutton和Boveri提出假说:基因在染色体上;分离定律是染色体的分离;自由组合定律是染色体的自由分配;
  • 摩尔根首次把特定基因与特定染色体联系起来,证明了这个假说。

第四章 孟德尔遗传的拓展
2017/03/17 11:09
好多好多例子的一章...

环境因素和遗传背景影响性状的表现。
对于一对等位基因来说,其他基因就是这对基因的遗传背景。

环境的影响和基因的表型效应
  • 环境因素
    • 玉米白化基因为隐性(aa)。
    • AA,Aa有光照正常,没有光照白化——同一基因型,不同环境下表型不同;
    • AA和aa,无光照时白化——不同基因型,相同表型;、
    • 基因型决定个体的反应规范(reaction norm),决定一系列可能性。哪一种可能性会实现,看环境。
  • 遗传背景
    • 香豌豆,CC, Cc决定红花;
    • 如有dd基因,则花色比DD,Dd更蓝些;
    • dd细胞液ph值比DD,Dd高0.6,更碱,花青素遇碱变蓝。D/d被称为修饰基因。
    • 斑秃,常显。但在女性中纯合才表现,且程度较轻。雄性激素能促进该基因的表达
    • 不能说哪些性状是遗传的,哪些是不遗传的。只能说在某一特定条件下,个体间性状发育的差异主要是由基因型的差异决定的还是主要由环境条件的差异决定的。
  • 性状的多基因决定:
    • 性状跟个体的许多基因都有关系,只不过在某对特定基因有差异时,显现出了有关的性状差异。举个栗子:
    • 玉米A1/a1决定花青素的有无;A1/a1也决定花青素的有无;C/c决定糊粉层颜色的有无;R/r决定糊粉层和植株颜色的有无。
    • 当四个显性基因都存在时,胚乳是红色的;
    • 但如果Pr显性基因存在时,胚乳是紫色的。
    • 红色还是紫色,由Pr/pr决定,但前提是A1,A2,C,R四个显性基因存在,否则即使有Pr也是无色
    • 全面的说法:在其他基因都相同的情况下,两个个体间某一形状的差异可以由一对基因的差异决定。
  • 基因的多效性:
    • 单一基因的多方面的表型效应,叫做基因的多效现象。又一个例子:
    • 翻毛鸡FF,不完全显性;Ff轻度翻毛;正常鸡ff。
    • 翻毛保温能力差,热量散失多,体温低。促代谢,心跳增加,心脏变大,心脏形状改变,血液增加,脾脏扩大;吃得多,消化器官、消化腺、排泄器官都发生变化;代谢作用影响肾上腺、甲状腺等内分泌腺体,生殖能力降低。
    • 仅仅翻毛一个性状,就有这么大的影响!
  • 表现度和外显率
    • 具有相同基因型的个体间基因表达的变化程度称为表现度(expressivity)。
      • 黑腹果蝇的细眼基因影响复眼的大小和形状,表型变化很大,从针尖大小到野生型大小。
      • 人类的成骨不全,单基因显性遗传,杂合体可以同时又多发性骨折、蓝色巩膜、耳聋症状,也可以只有一两种表现,表现度很不一致;
    • 外显率:某一基因型个体显示预期表型的比例。
      • 黑腹果蝇,隐形的间断翅脉基因外显率约为90%;
      • 人克鲁宗综合征,单基因显性遗传病,杂合体可能表型正常。
  • 拟表型:
    • 环境改变所引起的表型改变,有时与由某基因引起的表型变化很相似,称为拟表型(phenocopy)。
    • 黑腹果蝇,长翅;突变型(vgvg),残翅。高温处理残翅果蝇的幼虫,成虫翅膀接近于野生型。
    • 海豹肢畸形,隐性遗传病。反应停,延缓胎儿四肢发育,导致海豹肢畸形。
    • 不同表现度和外显率发生时,是不是就是产生了拟表型现象?

显隐性关系的相对性
  • 不完全显性
    • 豌豆开花时间,杂合子在纯合子之间;
    • 家蚕,黑缟蚕各个环节都有黑色带,白蚕没有,杂合子淡黑缟。
    • 杂合子中显性性状不能完全掩盖隐性性状的现象称为不完全显性。
  • 镶嵌显性:
    • 亚洲瓢虫(异色瓢虫),鞘翅色彩丰富的斑点,分为黄底型(隐性纯合体,ss)和黑底型(显性,复等位基因)。谈家桢发现了至少19中色斑决定基因
      • 包括式:貌似是说,两个基因型都是显性的,但是其中一种显性覆盖了另一种显性。比如说A显性是黑底,B显性是黑底白花,那么表型就是黑底白花,因为两者都表现出来了,两者都表现出来的结果和一种显性的结果是一样的。分离比也是3:1
      • 重叠式:貌似是说,两种显性基因控制的表型不一样,在杂交后代中出现介于二者之间且为二者重叠。比如A基因决定前面是黑色,B基因决定后面是黑色,杂交后代中出现前后都有黑色的新表型。分离比是1:2:1;
  • 并显性:血型
    • 狭义的血型概念指的是红细胞血型,即红细胞表面抗原;广义的血型概念指血液、体液、分泌液、排泄物及组织细胞表面由遗传所控制的个体性状。
    • 红细胞表明已发现25大类270种抗原;
    • MN血型系统:M型个体的红细胞上有M抗原,N有N抗原,MN有M和N抗原,由一对等位基因LM,LN决定。
    • MM x NN = MN,杂合体中,一对等位基因均显示相对应的表型,此为并显性现象。
  • 显隐性可随所依据的标准而改变
    • 豌豆实验中,饱满豆粒对皱缩豆粒是完全显性。杂合子均为饱满豆粒,但是子一代豆粒中淀粉粒的数目和性状却是两亲的中间型;
    • 纯合子饱满豆粒中糖分大部分转变为淀粉;皱缩豆粒内的糖分大部分保持原状;杂合子豆粒内糖分转变为淀粉的分量在两种纯合子之间。
    • 所以从淀粉粒形状和数目来看,饱满对皱缩是不完全显性。
    • 镰刀型红细胞贫血:隐性基因ss控制。红细胞不接触氧气时,变为镰刀型。
    • 杂合子(Ss)表型正常,不接触氧气时,也有一部分红细胞成为镰刀型;
    • 从临床角度看,S是显性;从红细胞是否出现镰刀形角度看,s是显性,因为只要有它存在就有镰刀形红细胞;从红细胞出现镰刀形的数目看,s是不完全显性
  • 显性与环境
    • 显隐性与环境因素有关
    • 曼陀罗,茎的颜色:紫色和绿色。夏季温度高时,杂种的茎是紫色的;温度低光照弱时,杂种的紫色比较浅,呈不完全显性;基因表达与外界环境有关
    • 石竹,花的白色和暗红色是一对相对性状。纯白纯暗红杂交,子一代的花最初是纯白,以后慢慢变成暗红;(基因表达与发育阶段有关);
    • 亚尔群奶牛中,毛的红褐色与红色是一对相对性状,杂合子的毛色与性别有关:雄牛红褐色,雌牛红色。基因表达与内环境有关
致死基因
  • 鼠的黄毛黑毛是一对相对性状。杂合黄鼠杂交,得到黄黑比例为2:1而不是3:1。这是因为纯合黄鼠基因是致死的。也就是说,一个基因,既决定了毛色,又决定了生存能力;在决定毛色这一表型方面,黄色是显性的;在决定致死方面,该基因是隐性的(纯合时才致死)。
  • 镰刀形贫血症,植物中的白化基因,也是纯合致死;
  • 人的结节性硬化症(TS)是显性致死的。、
  • 在配子期致死的,称配子致死;在胚胎期或成体阶段致死的,称合子致死。
  • 基因的致死效应与个体所处环境有关,如家养花卉。
  • 杂交实验中,如果观察到的分离比与预期有偏差,可能的原因包括某基因型是低生活力的或亚致死的。亚致死现象(partial lethality)的致死率在1-100%之间波动,取决于环境和遗传背景。
复等位基因
  • 一个基因可以有很多等位(allele form)形式,或称相(phase),称为复等位现象;
  • 又是瓢虫:例子略。一组等位基因的数目在两个以上,作用互相类似,都影响同一器官的形状性质,在遗传学上叫做复等位基因。
  • ABO血型:
    • 外一条:MN血型在红细胞上有抗原,但人体内没有天然抗体。
    • 外二条:输入的血液的血浆中的抗体一部分被不亲和的受血者的组织吸收,同时输入的血液被受血者的血浆所稀释,是给血者的抗体浓度很大程度被降低,不足以引起明显的凝血反应。
    • ABO血型抗原是一类特异性跨膜脂多糖。A/B/O抗原的糖链末端的糖基组成有所不同。
    • ABO抗原的共同前体称H物质,H物质在糖基转移酶的作用下再连接一个单糖分子就形成A或B抗原。
    • A型基因编码α-N-乙酰-D-半乳糖胺转移酶(A型转移酶),可将底物上的乙酰半乳糖胺转移到H物质上形成A抗原;
    • B型基因编码α-D-半乳糖转移酶(B型转移酶),可将半乳糖转移到H物质上形成B抗原。
    • O型血中直接就是H物质,或称H抗原。
  • 孟买型与H抗原
    • 所以O型血的人也有抗原,即H抗原。每个人都携带H物质,所以正常情况下找不到抗H物质的抗体;
    • 植物凝集素(lectin)-一类植物蛋白,可以检出H物质的存在。(到底是H物质还是抗H物质的抗体...)
    • H物质的前体相比H物质,缺少岩藻糖。
    • H物质的合成受到显性基因H的控制。hh个体不能产生H物质,其红细胞不能被植物凝集素或其他抗H的抗体所凝集,这种血型被称为孟买型。这种人体内即使有A,B基因,也不能形成A,B,AB血型。
  • Rh血型与母子间不相容
    • Rh血型,另一套血型系统。中国人大多数是Rh阳性。
    • Rh阴性个体正常情况下并不含有抗Rh阳性细胞的抗体。但在两种情况下,可以产生抗体:
      • Rh阴性个体反复接收Rh阳性血液,会形成抗体,以后再输入Rh阳性血液时,就回发生输血反应。
      • Rh阴性母亲怀了Rh阳性的胎儿,分娩时,阳性胎儿的红细胞可能会通过胎盘进入母亲血循环中,是母亲产生对Rh阳性细胞的抗体。母亲红细胞为Rh阴性,所以这些抗体对母亲没有影响。在怀第二个Rh阳性胎儿时,母亲血液中的抗体通过胎盘进入胎儿血液循环,破坏胎儿红细胞,致死。有些情况下,胎儿可以活下来,但有新生儿溶血症。此即为母婴间Rh血型的不相容现象。
      • 但母婴间Rh血型不相容现象比例不高。原因:
        • Rh抗原不是水溶性的,存在于红细胞表面。只有当足够多带有Rh抗原的红细胞进入产妇血液中,才能形成抗体。这种情况不多见;
        • 技术Rh阳性红细胞数量足够,有些产妇并不因此形成抗体;
        • 父亲为Rr的话,只有一半胎儿时Rh阳性的;‘
        • 母婴在其他血型上的不相容可以保护胎儿。比如O型Rh阴性女人怀有A型Rh阳性胎儿,分娩时,胎儿红细胞进入母体后,迅速被α抗体破坏,防止了针对Rh阳性细胞抗体的产生。
      • 新生儿溶血症的治疗:换rr且不含Rh抗体的个体的血液。
      • 新生儿溶血症的预防:第一胎分娩后48小时内,把抗Rh的γ球蛋白注射到母亲的肌肉中,使产妇在自己开始产生抗体之前,就把Rh阳性细胞破坏掉。
      • Rh血型决定抗原是由多种跨膜蛋白及糖蛋白组成的复合物。涉及的抗原类型主要有5个,抗原性从强到弱依次为:DEcCe,有无D抗原决定了红细胞属于Rh阳性还是阴性。
      • Rh抗原由两个紧密连锁的基因RHD和RHCE控制,不发生重组。RHD决定D抗原,RHCE决定CE/Ce/cE/ce四种复合抗原。Rh阴性个体中RHD基因突变,不能产生D抗原。
      • 汉族人97.36%是CDe/cDE。
  • 家畜的母子间的血型不相容
    • 母马和公驴的杂交中,新生骡的溶血病发病率高达30%;
    • 母体的抗体通过初奶进入胎儿循环
    • 预防:初奶与骡驹的红细胞进行凝集反应,测定效价。不要用效价高的奶。
    • 治疗:输马血。
  • 自交不亲和:
    • 海鞘同一个体精卵不能结合;烟草自交不育。
    • 已知15个自交不亲和相关基因:S1-S15,构成一个复等位基因系列;
    • 携带某种S基因的花粉会被携带同一种S基因花柱抑阻,不能参加受精;
    • 栽培植物中,大约有一半的属都含有自交不亲和的种。果园往往采用无性繁殖方法大量繁殖,致使大量植株含有相同的S基因,自交杂交均不亲和,导致结实率低。所以苹果梨李樱桃等果园里添种授粉植物,果实才能正常发育。
    • 芸薹属园艺植物大多自交不亲和。
    • 虽然自交不育,但是S基因在花柱中发生作用的时间较迟,蕾期自交是可以的。(前面说了,自交不亲和主要源于花柱对花粉的抑阻作用)
非等位基因间的相互作用
  • 基因互作是指非等位基因之间通过相互作用影响同一性状表现的现象。
  • 互补基因
    • 两对非等位基因相互作用,出现了新的性状,这两个互作的基因叫做互补基因(complementary gene)。
    • 鸡冠的形状:单冠,玫瑰冠,豌豆冠,胡桃冠;
    • 豌豆冠+玫瑰冠=胡桃冠->胡桃冠+胡桃冠=胡桃冠+豌豆冠+玫瑰冠+单冠=9:3:3:1
    • 玫瑰冠:R,豌豆冠:P。则玫瑰冠:RRpp,豌豆冠:rrPP。子一代:RrPp。由于R与P的互补作用,出现了胡桃冠。r与p互补,形成了单冠。
    • 白花A+红花=红花,子二代3:1;白花B+红花=红花,子二代3:1。白花A+白花B=红花,子二代红:白=9:7。
    • 白花A:CCrr,白花B:ccRR;杂交后,子一代CcRr。C与R互补,花冠为红色。子二代只有C_R_是红色,其他均为白色,故9:7。(也就是说,要想合成红色素,需要C和R两个基因同时存在)
    • 当子二代分离比为9:7时,考虑互补基因的作用。
  • 修饰基因:
    • 有些基因可影响其他基因的表型效应,这些基因称为修饰基因。加强其他基因表型效应的,叫加强基因;减弱其他基因表型效应的,叫限制基因;完全抑制其他基因表型效应的,叫抑制基因。
    • 黄茧家蚕:iiYY,白茧家蚕:IIyy,其中Y为黄茧基因,I为黄茧基因的抑制基因。杂交后,产生IiYy。尽管有黄茧基因,但是抑制基因I抑制了黄茧基因,所以结白茧。子二代中,iiY_结黄茧,其余全部结白茧。所以白茧:黄茧=13:3。
    • 当子二代分离比为13:3时,考虑抑制基因的作用。
  • 上位效应:
    • 某对等位基因的表现,受到另一对非等位基因的影响,随后者的不同而不同,这种现象叫做上位效应(这和修饰基因怎么区分?)
    • 隐性上位:
      • 灰兔+白兔=灰兔;子一代杂交,灰兔:黑兔:白兔=9:3:4。
      • C基因产生黑色素,Gg基因决定色素的分布。存在C时,G基因决定灰色,gg决定黑色;cc时,没有黑色素,无论G还是g,都是白兔;
      • cc这对隐性基因可以遮盖G和g的表现,称隐性上位。Cc在Gg上位,Gg在Cc下位。
      • 孟买血型中,hh也是IA、IB的隐性上位基因。
      • 子二代分离比出现9:3:4时,考虑隐性上位作用。
    • 显性上位:
      • 黑颖燕麦+黄颖燕麦=黑颖燕麦;子一代杂交,黑:黄:白=12:3:1;
      • 黑颖:非黑颖=3:1;非黑颖中,黄颖:白颖=3:1,故假定这里包含两对基因只差,一对控制黑颖非黑颖,一对控制黄颖白颖。(注意这种分析方法)
      • Bb控制黑颖非黑颖,Yy控制黄颖白颖。有B存在,均为黑颖;无B存在(即bb),看Yy:有Y为黄颖,没有Y(即yy)为白颖。
      • 黑色素颜色深,有了黑色素,就看不出黄色来了。这里Bb对Yy是上位,Yy对Bb是下位。显性基因B可遮盖另一对非等位基因的表现,这叫显性上位作用。
      • 基因互作体现在表型比例的衍变上,而基因型比例不变。表型比例变化的原因是集中基因产物共同调控了某一表型。从生化代谢途径或信号转导途径更容易也能更深入理解非等位基因的相互作用。

第五章 遗传的分子基础
2017/04/06 09:31
  • 染色体除了包含DNA和组蛋白外,还包含非组蛋白和RNA。
  • 人的二倍体细胞中DNA总量约为5.6pg;精子中DNA量约为2.5pg;
  • 一个疑问:鲤鱼的肾细胞中没有DNA吗???(p78表)
  • 某些鱼类的成熟精子中,组蛋白完全不见了,全是精蛋白。
  • 烟囱花叶病毒(TMV)是RNA病毒。把TMV在水和苯酚中震荡,可以把病毒的RNA和蛋白分离开。蛋用RNA擦在烟草的叶子上,烟草可以被感染并产生新的TMV。S系TMV和HR系TMV交换外壳和RNA,繁殖产生的病毒类型与RNA一致,此为TMV重建实验。
  • 小儿麻痹病毒的RNA,脑炎病毒的RNA均可单独引起感染。
  • 病毒RNA可以引起感染,而细菌DNA不能引起感染,是RNA更独立,还是高级生物对蛋白的依赖更大了?
  • 到1949年,纯化的DNA中的蛋白质杂质可降低到万分之二;
  • 转化(“肺炎双球菌转化实验”的“转化”)时,供体DNA的一部分会整合到受体细胞的DNA中,造成类似定向诱变的现象;
  • 真核生物的转化实验尚有争论。
  • 几种碱基的结构,要多看几遍(p83);
  • 核内的RNA主要集中在核仁上,少量在染色体上;
  • 多数噬菌体只有DNA;植物病毒多含RNA,少数含DNA;动物病毒有的含DNA,有的含RNA。(为什么会有这种差别?)
  • 一对核苷酸的相对分子质量约为700,两个碱基间距离0.34nm,一周10.4个碱基,长3.4nm。从地球到太阳的长度的DNA,重不足半克;;
  • B-DNA:右手螺旋,碱基屏幕对DNA分子的中轴垂直,转一圈包含10.4个碱基对;沃森-克里克模型,正常生理条件下存在;
  • A-DNA:右旋,一周11个碱基对,高盐、脱水时存在;DNA-RNA异源双链和RNA-RNA双链是A型;
  • Z-DNA:左旋,Z表示糖-磷酸主干呈Z字形,碱基平面对螺旋中轴不再成直角,一圈12个碱基对。可能与真核生物中基因活性有重要关系。
  • DNA构型可能会改变,与基因活性的调节有密切关系。
  • 复性(renaturation)和退火(annealing)是一个意思;
  • 把DNA放在含有0.18M NaCl和0.018M 柠檬酸钠的溶液中,100℃加热10min,可以完全分开成为单链;慢慢冷却,经过10h以上,DNA可复性完全;迅速冷却则维持单链状态。
  • 利用加热使溶液中50%的DNA分子成为单链所需温度称为解链温度(melting temperature),记作Tm
  • 氯化铯密度梯度的产生是离心力和扩散作用相互平衡的结果;
  • 含有氚-胸腺嘧啶核苷酸的培养基也叫热培养基,不含的叫冷培养基;
  • 蚕豆根尖放射自显影证明半保留复制的实验,冷培养基中含有秋水仙素能抑制细胞分裂,但不抑制染色体分裂。放射自显影,能看出姐妹染色单体一条含有放射性元素,另一条不含,精度好高啊!
  • 还可以让染色体在含有5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)的培养液中经过两次复制,然后用Giemsa染色,结果会出现色差染色体,因为在BrdU中所合成的DNA链着色很浅,跟原来的链明显不同。这种方法还能看出姐妹染色单体互换(sister chromatid exchange, SCE。注意不是非姐妹染色单体的同源重组)。SCE的意义尚不清楚,可能是DNA的断裂和随后的愈合。
  • 细菌染色体复制,放射自显影,电镜下观察到一圈点状DNA,是热链与冷链杂合的结果。
  • 独立复制的单位,成为复制子(replicon)。
  • 高等生物DNA复制起始位点之间距离约3*10^4~8*10^5bp,相当于大肠杆菌染色体全长的1%~20%。真核染色体复制速度因细胞种类和生理状态而异,不是因为复制叉移动速率不同,而是因为不同情况下复制起始点不同。
  • 大肠杆菌中有DNA pol I-V,发挥DNA复制作用的是III,有5-3聚合酶活性,3-5外切酶活性,以及仅对单链DNA发挥作用的5-3外切酶活性。其余DNA pol参与DNA损伤修复。引物酶合成RNA引物;DNA聚合酶I具有5-3核酸外切酶活性和5-3DNA聚合酶活性,所以可以除去RNA引物,填补间隙。所以DNA pol I 还可以外切RNA。
  • 真核生物中已经鉴定出15种DNA聚合酶,快把希腊字母表用完了。核DNA的复制需要不知一种DNA聚合酶的参与(α参与引物合成,δ和ε参与链延伸,β、ζ、η参与DNA修复);
  • 拓扑异构酶II(促旋酶)可以促进松环DNA形成超螺旋DNA,产生扭力分开DNA双链。
  • 组蛋白基因不含内含子。好奇怪...
  • 重叠基因:序列重叠,密码子不重叠。一个碱基的改变可能会影响两个重叠基因。
  • 粗糙链孢霉的野生型能合成泛酸,相关基因突变后不能合成泛酸,需在添加泛酸的培养基上生长;
  • 苯丙氨酸-(苯丙氨酸羟化酶)-酪氨酸(可形成黑色素)-(氨基被氧原子代替)-对羟苯丙氨酸-尿黑酸-乙酰乙酸-二氧化碳和水
  • 尿黑酸氧化酶能把尿黑酸变成乙酰乙酸。尿黑酸尿症患者体内不含尿黑酸尿黑酸氧化酶,患者的尿在空气中被氧化成黑色。常隐遗传病
  • 酪氨酸经过酪氨酸酶的作用成为二羟苯丙氨酸,再通过酪氨酸酶系的作用形成黑色素;
  • 白化病患者缺乏酪氨酸酶的作用,常隐;
  • 苯丙酮尿症患者不能形成苯丙氨酸羟化酶,不能把苯丙氨酸转变为酪氨酸,导致血液中苯丙氨酸累积。过量苯丙氨酸损害中枢系统,影响智力;过量苯丙氨酸通过苯丙氨酸转氨酶的作用,变为苯丙酮酸,从小便排出,形成苯丙酮尿症;苯丙氨酸太多,抑制酪氨酸转变为黑色素(不知这个是怎么来的。苯丙氨酸羟化酶缺失本身就使苯丙氨酸不能转化为酪氨酸,已经是酪氨酸不足的原因了。怎么又说苯丙氨酸过多抑制酪氨酸代谢呢?抑制代谢这一点没啥道理呀?),患者肤色发色很浅。常隐。饮食中苯丙氨酸一般过量,婴儿期控制食物中苯丙氨酸含量,可以预防对中枢神经系统的损害。
  • 极少数婴儿不能利用半乳糖,不能喂人奶和牛奶,因为奶中的乳糖可以分解成半乳糖。如果喂奶,血液中半乳糖水平升高,最后从尿中排出。临床症状很严重!呕吐腹泻肝肿大,白内障生长延缓智能低下早夭。如果食物中不含半乳糖,则可正常生长发育。治疗稍迟,肝损伤白内障智能低不能恢复。此谓“半乳糖血症”。
  • 半乳糖参与糖代谢需要先转变为葡萄糖衍生物,半乳糖激酶、葡萄糖-1-磷酸尿苷转移酶、异构酶三者参与该过程。半乳糖血症患者转移酶活性很低,1-磷酸半乳糖很少转变为1-磷酸葡萄糖;1-磷酸半乳糖堆积抑制了葡萄糖代谢途径中的磷酸葡萄糖变位酶的作用,阻碍了1-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸葡萄糖,导致葡萄糖代谢受阻。常隐。
  • 基因的精细结构
    • 位置效应:棒眼性状,复眼数减少呈棒状,伴X显,由X染色体16A区域的微小重复(B基因)引起,重复两次出现棒眼性状,重复三次出现重棒眼性状。不完全显性;B基因位置不同,性状不同:B/B个体复眼数比+/BB多,这叫做基因的位置效应。
    • +/BB,两个B在同一染色体上,借用化学上的术语,处于顺式(cis)位置,影响大;B/B,两个B在不同染色体上,成为反式(trans)位置。
    • 顺反子:一个作用单位。两个突变在同一个基因中时,即使是隐性杂合的,也会导致突变性状。比较长,不好描述,不展开了。
    • 互补试验:两个突变型同时感染大肠杆菌时,可以互相弥补对方的缺陷,共同在菌体内增殖,释放原来的两个突变型(显然,这两种突变必定是位于不同的基因上,才能互补)。互补试验可用于确定有同一表型效应的两个突变型是等位的还是非等位的,主要看反式排列时(两个突变位于不同的染色体上)是否有互补效应,互补则位于不同顺反子,不互补则位于同一顺反子。
    • Benzer把基因内出现重组的最小区间成为重组子(recon),所以重组子是基因内不能由重组分开的遗传单位。(重组子的存在能否说明重组不是随机的?如果是随机的,任意两个位点总是有可能由重组分开的)
    • 基因是一个作用单位——顺反子,一个顺反子内存在很多突变位点——突变子,所谓突变子,就是改变后可以产生突变表型的最小单位(那不就是碱基么?)。不能由重组分开的基本单位叫重组子。所以一个基因就是一个顺反子,可以分成很多突变子和重组子。理论上有多少碱基对就有多少突变子和重组子。
  • DNA重组技术:
    • 限制酶的名称是由细菌学名加上菌株名和号数构成的。HindII(产生平末端)是从Haemophilus influenzae Rd菌株中分离的,EcoRI是从有R质粒的E.coli菌株分离的。
    • HindI 是修饰酶,可以使碱基甲基化。(如果以后使用限制酶时确实受限太大,可以先用修饰酶将一种DNA片段先修饰,然后再一起酶切?)
    • 350多种限制酶,大约85种识别序列;
    • 获取rRNA的一个例子:海胆rRNA G:C含量很高(65%)。合适的温度下,其他区域变性成单链,rRNA不变性,维持双链。此时使用专门降解单链的SI核酸酶处理,再通过氯化铯密度梯度离心分离双链;
    • 反转录过程:polyA长度能达到200;DNA:RNA杂合链中的RNA单链可以通过碱处理除去;单链cDNA末端友谊发夹形环,作为引物合成互补链;单链环由SI核酸酶切除。(现在用的试剂盒是这样的吗?)
    • 基因组文库:把基因组DNA切成适当大小,分别与连接,导入微生物细胞,形成克隆。这些克隆包含基因组中的各种DNA顺序,每种顺序至少有一份代表。这样克隆片段的汇总,成为基因组文库。
    • 从基因组文库中筛选目的片段:将含有重组载体的细菌涂平板,用噬菌体感染;用NC膜覆盖平板,使噬菌斑DNA附着到NC膜上,然后Northern鉴定与特定序列探针结合的噬菌斑;然后挑噬菌斑扩增(感觉在这里好像重组体是在噬菌体里面的...书上说得有点让人费解)。如果是在菌体里,就涂平板,长克隆,把克隆影印到NC膜,原位溶菌,Northern杂交。
    • (然而新一代测序技术出现后,一切都变了...)
    • 2017/04/11 10:34

















上一篇:生信编程直播第12题:json格式数据的格式化
下一篇:《R语言实战》学习笔记(持续更新中)
回复

使用道具 举报

3

主题

34

帖子

314

积分

中级会员

Rank: 3Rank: 3

积分
314
发表于 2017-8-15 11:17:32 | 显示全部楼层
好棒的笔记
markdown写的吗
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

QQ|手机版|小黑屋|生信技能树 ( 粤ICP备15016384号  

GMT+8, 2019-10-21 09:25 , Processed in 0.050152 second(s), 25 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.