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噬菌体疗法概论噬菌体的遗传学基础与进化动力讲解.pptx

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职业教育医学生物技术专业教学资源库噬菌体的遗传学基础与进化动力噬菌体疗法概论

噬菌体的遗传学基础与进化动力进化的基本过程就是物种的遗传物质发生变化的过程,这种遗传改变始于变异。变异是进化的基础和必要条件,但不是进化的原因。变异指基因或染色体的变化,也可以指表型特性的变化。变异的形式很多,如染色体数目变异、外显子改组等。一、进化内因(一)遗传与变异的基本概念

噬菌体的遗传学基础与进化动力噬菌体的结构简单,通常仅有一条基因组,且非编码区较少。因此,噬菌体的变异主要包括突变(mutation)和重组(recombination)。一、进化内因(二)噬菌体的变异类型

二、DNA突变的类型与影响DNA的突变有很多种。最简单的突变是点突变(pointmutation),即DNA上的单个碱基对的改变,可以是一个嘌呤替代另一个嘌呤(如A-G突变),也可以是一个嘧啶替代一个嘌呤(如T-A突变)。(一)点突变噬菌体的遗传学基础与进化动力

二、DNA突变的类型与影响由于密码子的冗余性,如果编码区的点突变不导致编码氨基酸序列的改变,这样的突变称为同义突变(synonymousmutation),不会导致蛋白质变异;而当突变导致编码氨基酸的改变时,则称为非同义突变(nonsynonymousmutation)。(一)点突变噬菌体的遗传学基础与进化动力

二、DNA突变的类型与影响另一类常见的突变是DNA的插入(insertion)和缺失(deletion)。插入或缺失可涉及少数几个碱基,也可涉及较长片段。如果编码基因被插入或缺失了1个或2个碱基,则会导致移码框的改变,下游的氨基酸将彻底改变,这样的突变称为移码突变(frameshiftmutation)。(二)插入和缺失噬菌体的遗传学基础与进化动力

三、重组的机制和意义重组是进化的又一重要力量。最早,研究人员在研究λ噬菌体整合时,发现重组包括DNA的断裂和λ噬菌体的整合两个步骤。重组按重组位点的序列特征可分为同源重组(homologousrecombination)和非同源重组两种机制。(一)重组的机制噬菌体的遗传学基础与进化动力

三、重组的机制和意义同源重组是指两个序列相同或高度相似的DNA分子之间的重新组合。当重组发生在基因内部时,破坏原有基因,导致变异;也可以通过重组获得新的基因,或丢失原有基因。当两个基因组有一定相似序列的噬菌体同时感染宿主时,则可能发生同源重组,而形成新的嵌合型噬菌体。(一)重组的机制噬菌体的遗传学基础与进化动力

三、重组的机制和意义同源重组和非同源重组均是噬菌体在自然界变异的基础。而这一特点也为噬菌体的人工改造提供了理论基础,并被用于噬菌体的遗传改造(二)重组在噬菌体进化中的作用噬菌体的遗传学基础与进化动力

四、进化的外因自然选择是进化生物学的核心,解释了生物对环境的适应机制,也解释了生物多样性的缘由。自然选择是指不同表型的生物在适应性上的稳定差异。换而言之,一个可以遗传和变异的种群中存在某些特征上的差异,这些差异会导致物种在适应性上的差异,且这种差异是可以遗传的。(一)自然选择与遗传漂变噬菌体的遗传学基础与进化动力

四、进化的外因遗传漂变是进化的另一个重要原因,是进化中的随机过程。由于自然种群的大小是有限的,因此,“抽样误差”会引起等位基因频率的随机波动。(一)自然选择与遗传漂变噬菌体的遗传学基础与进化动力

四、进化的外因突变虽然是随机的,但是进化的过程却受到随机的和非随机的因素共同影响。自然选择(naturalselection)是一个非随机的过程,而遗传漂变(geneticdrift)则是一个偶然的、随机的过程。自然选择和遗传漂变是影响进化的重要因素。自然选择是进化生物学的核心,解释了生物对环境的适应机制,也解释了生物多样性的缘由。(二)两者在噬菌体进化中的作用噬菌体的遗传学基础与进化动力

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