新基因起源与进化学习教案

1、会计学1第一页，共50页。第1页/共49页第二页，共50页。的应用科学意义。第2页/共49页第三页，共50页。第3页/共49页第四页，共50页。第4页/共49页第五页，共50页。第5页/共49页第六页，共50页。然而由于基因组中的大多数基因产生太早，在漫长的进化时间中积累的大量突变早已湮没了大部分重要的进化信息，无论是基因最初产生的分子机制或是随后在群体中扩散并最终固定下来的群体动力学过程，都已无法直接观察和检测。20世纪90年代以前，有关这一问题的探讨基本上是设想性或理论性的。人们迫切需要能够获得一些年轻的新基因起源的实例，使人们能够以实验(shyn)的手段近距离观察并阐明新基因起源的分子机

2、制和进化的动力学过程。第6页/共49页第七页，共50页。第7页/共49页第八页，共50页。第8页/共49页第九页，共50页。第9页/共49页第十页，共50页。第10页/共49页第十一页，共50页。第11页/共49页第十二页，共50页。hamster A-crystallin gene第12页/共49页第十三页，共50页。第13页/共49页第十四页，共50页。第14页/共49页第十五页，共50页。第15页/共49页第十六页，共50页。精精卫卫填填第16页/共49页第十七页，共50页。第17页/共49页第十八页，共50页。经确认，基因重复是新基因产经确认，基因重复是新基因产生的重要生的重要(zhn

3、gyo)来源之来源之一。一。许多新的基因功能都是通过基因许多新的基因功能都是通过基因复制进化来的，而且对不同种复制进化来的，而且对不同种生物的发育程序的进化起了巨生物的发育程序的进化起了巨大的作用。同样，在染色体片大的作用。同样，在染色体片断和基因组水平的复制对人类断和基因组水平的复制对人类的新功能的产生和进化也起了的新功能的产生和进化也起了重要重要(zhngyo)的作用。的作用。第18页/共49页第十九页，共50页。第19页/共49页第二十页，共50页。第20页/共49页第二十一页，共50页。第21页/共49页第二十二页，共50页。动子，或者插入到基因组后获得动子，或者插入到基因组后获得外源

4、调控序列而具有表达活性，外源调控序列而具有表达活性，进而可形成新的表达特异性或新进而可形成新的表达特异性或新的功能。的功能。所以一个有功能的逆转录转座基因所以一个有功能的逆转录转座基因呈现出一种呈现出一种(y zhn)嵌合结构嵌合结构逆转录转座的编码区域和一个逆转录转座的编码区域和一个新的新的5端调控序列。或是逆转录端调控序列。或是逆转录转座的编码区域和一个从整合靶转座的编码区域和一个从整合靶位点附近招募的新的基因片断位点附近招募的新的基因片断这会导致新的嵌合机制具有和亲这会导致新的嵌合机制具有和亲代基因不同的生物学功能。代基因不同的生物学功能。第22页/共49页第二十三页，共50页。第23页

5、/共49页第二十四页，共50页。第24页/共49页第二十五页，共50页。第25页/共49页第二十六页，共50页。DNA片段的移动，它们甚至能片段的移动，它们甚至能采取遗传物质全盘打乱重组或复采取遗传物质全盘打乱重组或复制的方式。所有这些变化，能影制的方式。所有这些变化，能影响基因的表达，或者，使复制出响基因的表达，或者，使复制出的基因自由地发展新功能。的基因自由地发展新功能。对人类基因序列和脊椎动物基因对人类基因序列和脊椎动物基因的进一步分析表明，可移动元件的进一步分析表明，可移动元件整合进核基因从而产生新的功能整合进核基因从而产生新的功能可能是一个普遍的机制。可能是一个普遍的机制。第26页/

6、共49页第二十七页，共50页。,使其由胞内酶变成了胞外酶。使其由胞内酶变成了胞外酶。Ochman等人发现一些细菌基因组等人发现一些细菌基因组的的16%是通过基因水平转移获得的。是通过基因水平转移获得的。尽管这种侧向的、或水平的基因转移尽管这种侧向的、或水平的基因转移可以导致同源基因的交换，但是有可以导致同源基因的交换，但是有证据证据(zhngj)表明它可以招募新的表明它可以招募新的基因并提供新的表型；比如使良性基因并提供新的表型；比如使良性细菌转变为病原体。细菌转变为病原体。the gene encoding N-acytylneuraminate lyase in the protozoan

7、 Trichomonas vaginalis shares 80% identity with the neuraminate lyase bacteria Haemophilus influenzae in protein sequence第27页/共49页第二十八页，共50页。第28页/共49页第二十九页，共50页。一直没有找到直接的证据。近期，一直没有找到直接的证据。近期，中科院昆明动物所王文博士及其中科院昆明动物所王文博士及其合作者的一项研究成果，证明了合作者的一项研究成果，证明了通过基因分裂能产生新的基因。通过基因分裂能产生新的基因。许多基因融合和分裂事件在原核生许多基因融合和分裂事

8、件在原核生物的基因组中被鉴定出，并且已物的基因组中被鉴定出，并且已有报道在更高等生物中也存在基有报道在更高等生物中也存在基因融合事件。因融合事件。第29页/共49页第三十页，共50页。第30页/共49页第三十一页，共50页。第31页/共49页第三十二页，共50页。第32页/共49页第三十三页，共50页。第33页/共49页第三十四页，共50页。第34页/共49页第三十五页，共50页。第35页/共49页第三十六页，共50页。第36页/共49页第三十七页，共50页。第37页/共49页第三十八页，共50页。第38页/共49页第三十九页，共50页。第39页/共49页第四十页，共50页。第40页/共49页第四十一页，共50页。第41页/共49页第四十二页，共50页。第42页/共49页第四十三页，共50页。第43页/共49页第四十四页，共50页。第44页/共49页第四十五页，共50页。第45页/共49页第四十六页，共50页。第46页/共49页第四十七页，共50页。第47页/共49页第四十八页，共50页。第48页/