进化生物学第9章生物遗传系统的进化电子教案课件.ppt

1、GenomePre-mRNAMature mRNAProteinExon 1Exon 2Exon 3Intron 1Intron 2Domain3Domain2Domain1转 录剪 接翻 译 Regulatory region2R whole genome duplications24 23定义：指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分。多发现于病毒和原核生物中。ATGGATGCAATGGGCACCACC.基因1基因2定义：从一个基因转录出来的RNA前体，通过不同的剪接方式形成不同的成熟mRNA，产生不同的蛋白质。人的近25000个蛋白编

2、码基因中约有75%的存在选择性剪接。ACEABCEABCDE物种1 基因A物种2 基因A物种3 基因A1）基因倍增(gene duplication)2）基因延长(gene elongation)3）外显子改组(exon-shuffling)新基因产生的3种主要途径a)基因倍基因倍增的方增的方式式A）串联倍增（tandem-duplication）A BA1 B1 A2 B2B）非串联倍增（non-tandem duplication）A BA1 B1A2 B2C）反转座插入（retro transposition）Exon1 Exon2Loss of functionSub-function

3、New functionb)新倍增基因的3种命运 定义：定义：通过基因内部重复等而造成的基因长度通过基因内部重复等而造成的基因长度增加，它是简单基因进化为复杂基因的增加，它是简单基因进化为复杂基因的一种重要途径。基因内部重复有可能使一种重要途径。基因内部重复有可能使其产物增加活性位点和稳定性，从而使其产物增加活性位点和稳定性，从而使功能得以增加或获得新的功能。功能得以增加或获得新的功能。12121212原始基因延长后基因该基因编码的卵类粘蛋白可分为该基因编码的卵类粘蛋白可分为3个功能域，它们各自都可个功能域，它们各自都可以与一个胰蛋白酶分子或另一种丝氨酸蛋白酶分子结合。编以与一个胰蛋白酶分子或

4、另一种丝氨酸蛋白酶分子结合。编码这码这3个功能域的个功能域的DNA序列的相似度较高，每个区域中有一序列的相似度较高，每个区域中有一个内含子，区域之间被内含子隔开。因此，推测卵类粘蛋白个内含子，区域之间被内含子隔开。因此，推测卵类粘蛋白基因极有可能是由一个仅编码单功能域蛋白质的原始基因经基因极有可能是由一个仅编码单功能域蛋白质的原始基因经过二次内部重复（基因延长）进化产生的。过二次内部重复（基因延长）进化产生的。定义定义：两个或多个基因的片断重新组织起来，就有可能：两个或多个基因的片断重新组织起来，就有可能形成一个具有新功能的杂合基因。对于有内含子形成一个具有新功能的杂合基因。对于有内含子的断裂

5、基因来说，内含子的重组可使外显子在不的断裂基因来说，内含子的重组可使外显子在不同基因之间进行交换组合，这种交换组合就是外同基因之间进行交换组合，这种交换组合就是外显子改组。外显子改组是真核生物新基因起源的显子改组。外显子改组是真核生物新基因起源的一种重要方式和机制。一种重要方式和机制。血纤维蛋白溶酶原激活物（TPA）基因的结构发现，其很有可能是血纤维蛋白溶酶原（P）基因、纤维结合素（FN）基因以及表皮生长因子（EGF）基因经过外显子改组的产物 15Mb 100Mb 170Mb 560Mb 1.5Gb 3.0GbFig：Three types of horizontal gene transfer获得性状遗传？获得性状遗传？表观遗传：生物在其表观遗传：生物在其核酸序列没有发生改核酸序列没有发生改变的情况下，某些基变的情况下，某些基因表达方式发生了改因表达方式发生了改变且引起了表型的改变且引起了表型的改变，而这种改变能以变，而这种改变能以较稳定的性状传递给较稳定的性状传递给后代。后代。