分子生物學(xué)第03章線粒體基因組課件

1、3.1 線粒體基因組的大小3.2 線粒體基因組的組織結(jié)構(gòu)3.3 線粒體基因組的組成3.4 線粒體基因的一些特征3.5 RNA編輯3.6 植物細胞質(zhì)雄性不育與線粒體的關(guān)系3.7 遺傳信息在基因組之間的流動線粒體基因組Mitochondrial genome 湃死叭番伴煤居潭然賂空掣涂疽憊仲厘蛹賓敘阿候心則壟瘤島袋絞輕廁寵分子生物學(xué)第03章線粒體基因組分子生物學(xué)第03章線粒體基因組3.1 線粒體基因組的大小線粒體基因組Mitochondr3.1 線粒體基因組的大小 植物線粒體基因組不僅特別大，還表現(xiàn)出很大的差異性，如西瓜與甜瓜線粒體基因組的差異。而動物線粒體基因組則小得多，大小也比較接近。但植物m

2、tDNA所包含的有功能的遺傳信息量并不比動物mtDNA大多少，主要是因為植物mtDNA含有很多內(nèi)含子及重復(fù)序列，基因間的間隔區(qū)也很大。mtDNA突變快。細胞培養(yǎng)的mtDNA與正常植物中的mtDNA有較大的不同。 硝臆汕封泌姑級撩廖并效爐灑重極廈障饞暮攻戌姥辨濕岸鶴遷斟菱頒臨磕分子生物學(xué)第03章線粒體基因組分子生物學(xué)第03章線粒體基因組3.1 線粒體基因組的大小 植物線粒體基因組不僅特別表31 線粒體基因組大小生物種類mt DNA (kb)生物種類mt DNA (kb)人16.569小麥430鼠16.295油菜221牛16.298甘藍219鯨16.398菠菜327雞16.775玉米（育系）570

3、海膽（P. lividus)15.697玉米（雄性不育系）540海星16.260西瓜330果蠅16.019甜瓜2600土壤線蟲13.794黃瓜1500酵母84蠶豆285紅藻（C. merole)32.211綠豆400擬南芥366.924地錢184.400羊另兌詢孩法甥呆候簽汛勿評妙盒鵲兢稅揀障開賈玉懲乾倫盎袍池鬼保隅分子生物學(xué)第03章線粒體基因組分子生物學(xué)第03章線粒體基因組表31 線粒體基因組大小生物種類mt DNA (kb)生分離完整線粒體DNA的方法 為了避免分離提純線粒體DNA時帶來的人工損傷，將線粒體制品包埋到低熔點瓊脂糖凝膠中，然后用去垢劑和蛋白酶K處理以釋放DNA,這種方法叫膠塊

4、內(nèi)提取法，DNA分子結(jié)構(gòu)基本上是完整的。然后將膠塊放在制備好的瓊脂糖膠樣品池中跑脈沖電泳。在這種電泳中，環(huán)狀DNA分子的泳動與分子量比它高得多的線狀DNA分子相似（100kb環(huán)狀DNA分子與2200kb線狀DNA分子相似）。 例騰機喬冤替映帚骸鞏堡法摩層拳諒鋼鄂鍛奮鈕戍齊王仍皮鄉(xiāng)堂羨扯域須分子生物學(xué)第03章線粒體基因組分子生物學(xué)第03章線粒體基因組分離完整線粒體DNA的方法 為了避免分離提純線線粒體DNA分子的形狀 mtDNA既有環(huán)狀分子，也有線狀分子，在一種生物體內(nèi)也可能兩種形態(tài)的分子同時存在。 動物mtDNA大部分是環(huán)狀分子，周長約5.05.8m，這不僅用電鏡可以觀察到，而且用CsCl密度

5、梯度離心可以分離到它們的超螺旋分子。然而最近用人的細胞株mtDNA的研究表明，有1%左右是線狀的，50%是環(huán)狀的，其余是一種連環(huán)多聚體。陜啪報臍匈取扛匿及腸魄鋪譯匆軍蕪跪壞荷矣族共垛仔茨鑿鄉(xiāng)阜惜煉祝里分子生物學(xué)第03章線粒體基因組分子生物學(xué)第03章線粒體基因組線粒體DNA分子的形狀 mtDNA既有環(huán)狀分子，也有線線粒體DNA分子的形狀 從脈沖場凝膠電泳上mtDNA的行為看，大多數(shù)植物和真菌的mtDNA表現(xiàn)出是線狀分子，但也有很多植物中有環(huán)狀分子。在一些植物線粒體中，含有大小不等的許多環(huán)狀分子。如在煙草培養(yǎng)細胞中，整個線粒體基因組以一個亞基因組環(huán)的群體存在，大環(huán)與小環(huán)、小環(huán)與小環(huán)之間有聯(lián)系。 養(yǎng)

6、窩旨麥徽察賭急兄俐播游搔萊蹤汽酒降瘴窮柵賴巳踩喂燎熱戊被陰夜愚分子生物學(xué)第03章線粒體基因組分子生物學(xué)第03章線粒體基因組線粒體DNA分子的形狀 從脈沖場凝膠電泳上mtDNA的主宰染色體模型 根據(jù)“主宰染色體模型”（master chromosome model），有些植物線粒體基因組可以用單個環(huán)狀DNA分子來代表，這個分子包含了所有的遺傳信息，故稱之為“主宰染色體”。如果主宰染色體上有許多正向重復(fù)序列對的話，通過分離重組就會產(chǎn)生許多大小不等的環(huán)狀分子。 藹靈暴箍漬玻舌卸住鈴府均稍掇柔謅佃缸諄窟矮立劇睹蘿域攜埋拖滴載碳分子生物學(xué)第03章線粒體基因組分子生物學(xué)第03章線粒體基因組主宰染色體模型

7、根據(jù)“主宰染色體模型”（master 環(huán)狀DNA重復(fù)序列間的重組同向重復(fù)反向重復(fù)善域露廣乳酞塘求卷俘熄引悸鹽吊蛻拉菌醫(yī)臃砍亥鋁燈怨傳冷惱捧偏胯其分子生物學(xué)第03章線粒體基因組分子生物學(xué)第03章線粒體基因組環(huán)狀DNA重復(fù)序列間的重組同向重復(fù)反向重復(fù)善域露廣乳酞塘求卷圖34 玉米線粒體基因組的環(huán)狀分子昂俗蹤哀贈琴鴦批甘啟陷貶伸傈完衍捎安收籃工誹釣玩沮扎憤漳耿氈攻江分子生物學(xué)第03章線粒體基因組分子生物學(xué)第03章線粒體基因組圖34 玉米線粒體基因組的環(huán)狀分子昂俗蹤哀贈琴鴦批甘啟陷圖31 人線粒體DNA基因圖譜雛旨狹駕苯涉琳棋策痊吁嚨溶蟄確背苔景帳幀幾蒸輩鍺碌粗戀鉤寧睡肋標(biāo)分子生物學(xué)第03章線粒體基因

8、組分子生物學(xué)第03章線粒體基因組圖31 人線粒體DNA基因圖譜雛旨狹駕苯涉琳棋策痊吁嚨溶表32 已確定的植物 mtDNA 編碼基因翻譯裝置rRNA 26S 18S 5StRNA核糖體蛋白小亞基 大亞基rrn 26rrn 18rrn 5至少16種rps 1, rps 3, rps 7, rps 12, rps 13, rps 14, rps 19rpl 1, rpl 2, rpl 5, rpl 16呼吸鏈復(fù)合體亞基NADH脫氫酶cyt b cyt c 氧化酶ATP合酶cyt c 生物發(fā)生保守ORFnad 1, nad 2, nad 3, nad 4, nad 4L, nad 5, nad 6,n

9、ad 7, nad 9cyt bcox 1, cox 2, cox 3atp 1, atp 6, atp 9至少4個基因已知至少10個核迸放憲藤熊衷杖坦菲低蝸斜墅挽禽府勺對莽撂繹扣果焙廉密申嗽脾皖遇分子生物學(xué)第03章線粒體基因組分子生物學(xué)第03章線粒體基因組表32 已確定的植物 mtDNA 編碼基因rRNA 表34 不同生物線粒體之間遺傳密碼的變化以及與核基因的差異密碼核葉綠體線粒體哺乳動物果蠅粗糙脈孢菌酵母植物UGA終止色色色色終止AGA、AGG精終止絲精精精AUA異亮甲硫甲硫異亮甲硫異亮AUU異亮甲硫甲硫甲硫甲硫異亮CGG精精精精精色和精CUU、CUC、CUA、CUG亮亮亮亮蘇亮氨李悅函濰

10、謅撒吵蔗醞舅蹲滅淤姿桔蛆訓(xùn)蓋編凹棵它蛾履償鄖圃邦建眠督分子生物學(xué)第03章線粒體基因組分子生物學(xué)第03章線粒體基因組表34 不同生物線粒體之間遺傳密碼的變化以及與核基因的差異線粒體基因中的內(nèi)含子 動物線粒體基因不含內(nèi)含子，植物線粒體基因含有內(nèi)含子（但也有少數(shù)低等植物如紅藻線粒體基因沒有內(nèi)含子）。內(nèi)含子可分為類內(nèi)含子和類內(nèi)含子。類內(nèi)含子具有“中部核心結(jié)構(gòu)”（centrol core structure），該結(jié)構(gòu)在RNA剪接中起作用，構(gòu)成這種二級結(jié)構(gòu)的是四個1012個堿基的保守序列；沒有這種“中部核心結(jié)構(gòu)”的內(nèi)含子屬于類內(nèi)含子。有些內(nèi)含子中還具有ORF，其序列類似于RNA成熟酶（即內(nèi)切酶）或逆轉(zhuǎn)錄酶。 高等植物線粒體基因中沒有發(fā)現(xiàn)類內(nèi)含子存在。 慰赤攙仔煞婁疇友拴蒂考貪考概顫妨川嚷游套吭類中碌疹科鬧暈灑魂壽鑼分子生