第六章 生物遗传系统的进化.ppt

（一）染色体数目的进化 1、总趋势：染色体数目的增加或减少 1、染色体结构改变的类型 缺失、重复、倒位、易位 主要体现在性染色体与常染色体的分化 （1）内含子的起源 （1）基因突变 （3）选择性剪接 （1）基因重复 1、基因组进化的总趋势 基因组的种类： 原核生物类核基因组与真核生物核基因组比较 ①什么是基因家族？ ①什么是假基因 ①转座概念 ①概念 （一）蛋白质的进化 （1）什么是结构域 1、什么是蛋白质组 （1）基因组结构的特点 2、基因组结构的进化 原核的类核基因组 真核生物的核基因组 真核生物的细胞器基因组 线粒体基因组 叶绿体基因组 基因组扩增 基因家族的进化 假基因的进化 转座与基因组的进化 基因的水平转移 原核生物类核基因组 真核生物核基因组 大小 小 大 重复序列 少 多(占1/3，有些生物占90%) 内含子 少(基因排列紧密) 均有内含子 形状 环状 线状 与组蛋白结合 不结合 结合 包括基因组的整体扩增和区域扩增，基因组的整体扩增主要指整个染色体组或整条染色体的倍增，区域扩增是指基因组中某些区域的重复。 基因组扩增的机制 A 基因组整体倍增（DNA复制后染色体不分离） B 基因组区域扩增（不等交换,转座,复制滑移） （2）基因组扩增 来源相同、结构相似、功能相关的基因组成为单一的基因簇或称基因家族。 在基因组进化中，一个基因通过基因重复产生了两个或更多的拷贝，这些基因即构成一个基因家族。 同一家族中的成员有时紧密地排列在一起，成为一个基因簇；更多的时候，它们却分散在同一染色体的不同部位，甚至位于不同的染色体上，具有各自不同的表达调控模式。 （3）基因家族的进化 ②基因家族进化的方式——致同进化 一个基因家族的成员通过遗传上的相互作用，使得所有成员可以作为一个整体一起进化。 机制：不等交换、基因转换 不等交换 基因转换 在基因家族的致同进化中,基因转换比不等交换更具有优越性 基因转换不改变基因家族中的基因数目. 基因转换适于串联重复基因,也适用于散布式的重复基因. 基因转换在方向性上更有利于致同进化 ②假基因产生的途径 指基因组中与某一功能基因的序列高度同源，但没有功能的DNA片段。 A、基因重复 B、已存在的假基因重复，产生更多的假基因 C、反转录转座 功能基因 转录 RNA 反转录 DNA片段 产生原功能基因的拷贝 插入到基因组中 由于结构突变或丢失调控元件而失去功能 假基因 （4）假基因的进化 染色体片段由一个位置转至另一位置的现象称为转座。 ②机制 转座: 细菌、真菌、动物和植物基因组中 （5）转座与基因组的进化 反转录转座: 真核生物中普遍存在，哺乳动物中数量最多 ③转座的遗传学效应 导致基因组扩增 促进基因重排, 造成基因的倒位,易位,重复,缺失,同源转座元件的重组可导致基因的缺失或易位. 使基因组的突变率增高 指遗传物质在不同物种基因组之间的转移，为水平转移。 ②机制 物种间具有可以相互转运遗传物质的载体,另外还要具有把外源基因插入整合到基因组中的分子机制。如反转录病毒和细菌质粒等. ③基因水平转移的遗传效应 为基因组的进化提供了一条有效的途径, 使新基因有可能迅速地在各类不同物种中实现扩散. （6）基因的水平转移 三、蛋白质和蛋白质组的进化 蛋白质在生物进化过程中,其氨基酸序列会出现一定的变异,对同一种蛋白质在不同物种中的比较,就可以反映出物种间的亲缘关系. 1、不同物种同种蛋白质氨基酸序列的比较 不同生物中同种蛋白质的差异越小, 二者间的亲缘关系就越近. 蛋白质功能区域的氨基酸一般保守性要高于非功能区域, 因而造成蛋白质不同部位的氨基酸在各种生物中差异的程度不同. 细胞色素C 2、不同蛋白质进化速率的比较 不同蛋白质进化速率不同, 凡是对生物体生存制约性大的蛋白质必然进化速率就慢. * * 第六章 生物遗传系统的进化 （二）染色体结构的进化 （三）染色体功能的进化 一、染色体的进化 2、途径 ①基本染色体组的增加 染色体组：二倍体生物中来自一个配子的一套染色体。 1）增加 （一）染色体数目的进化 AABBDD 普通小麦 异源六倍体 （2n=6x=42） 同种染色体复制而细胞