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《分子進化與分子改造》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、分子進化與分子改造第九章本章主要內容古DNA生物進化的分子基礎分子鐘基因與基因組的進化生命的改造《老山發(fā)現(xiàn)大型西漢王陵墓》《北京晚報》(2000年3月18日)《老山漢墓考古發(fā)掘進入核心部分》《人民日報》(2000年08月20日)墓主(西漢諸侯王后)尸骨鑒定為女性,年齡約30歲,身高約1.60米此次頭像復原品的作者——紀元,是我國首屈一指的單個人體復原領域專家。他所在的單位——公安部物證鑒定中心也是目前我國人體復原最具權威的機構?!奔o元介紹說:此次所采用的顱骨面貌復原技術已經有100多年歷史,其科學依據(jù)是人體頭面部的解剖學規(guī)律,且在單體復原方面具有較高的精確度。世界上
2、第一次運用它是為著名藝術家巴赫進行頭像復原并取得了成功。目前在我國這項技術主要運用于破案之中?!独仙綕h墓走出西域美女漢墓女主人頭像復原記》(北京青年報?2001年4月20日)《DNA證實老山漢墓女主人是中原人》2003-05-15新華網2002年10月吉林大學邊疆考古研究中心的研究結果表明,北京老山漢墓女主人的DNA序列屬于亞洲M譜系,代表了東亞地區(qū)現(xiàn)代人群的某種祖先類型的遺傳學性狀。由于老山漢墓女主人的肢骨、牙齒等骨骼保存狀況欠佳,骨樣本中DNA降解嚴重、含量很少,因此未能提取出線粒體DNA進行分子生物學擴增和測序分析。最后經過課題組成員堅韌不拔的努力和反復實驗
3、,終于從顱腔中偶然保存下來的一塊干燥腦組織的三個不同部位成功得到了古DNA模板,并擴增測序。結果表明:同一抽提產物的平等測序結果相同,三個不同部位所得序列一致,該序列真實地反映了老山漢墓女墓主的遺傳信息。古代DNA是指從田野考古發(fā)掘中出土的古代人類和動物遺骸以及古生物化石中提取的古代生物分子。隨著現(xiàn)代生物技術、有機地球化學理論和實驗技術不斷發(fā)展,人們對古代DNA的研究也不斷深入。把古代DNA數(shù)據(jù)與現(xiàn)代基因庫中的數(shù)據(jù)資料相結合,便可以構建出某一生物門類的系統(tǒng)發(fā)育樹,從而進一步探討人類的演化與遷移等重大問題。一、古DNA分子系統(tǒng)學與古分子系統(tǒng)學古生物遺體、化石保存的三種
4、信息?1、形態(tài)學信息2、化學信息(生物的代謝產物和一般的生物化學分子)3、遺傳信息(保存的一級結構生物大分子,即基因產物和基因片段)分子系統(tǒng)學(MolecularSystematics):從生物大分子(氨基酸、核苷酸)的遺傳信息推斷生物進化的歷史,并以系統(tǒng)樹譜系的形式表達出來。古分子系統(tǒng)學:利用古代DNA保留的遺傳信息進行分子系統(tǒng)學研究。二、生物進化的分子基礎1、經典的進化研究方法系統(tǒng)學(Systematics)分類學(Taxonomy)化石證據(jù)(Fossil)比較形態(tài)學證據(jù)(Comparativemorphology)比較生理學證據(jù)(Comparativephys
5、iology)Darwin,Charles(1809-1882)《TheOriginofSpecies》1859??2、進化的分子途徑普適性由4種核酸組成衍生出分子水平的進化,表現(xiàn)為DNA序列的演化、氨基酸序列演化和蛋白質結構的演化??杀容^性通過比較不同物種的有關DNA序列,建立DNA序列、氨基酸序列、蛋白質結構以及形態(tài)、性狀的演化模型或數(shù)學模型。??基因組編碼信息的豐富與形態(tài)、性狀包含的信息相比,基因組序列包含更多、更復雜的信息結構進化學的分子途徑。Whatcanwedoformolecularevolution?序列比較?源于同一祖先DNA/氨基酸序列的兩條DN
6、A/氨基酸序列,考察二者的差異。序列差異?進化過程中分子突變的痕跡。分子進化?以累計在DNA/氨基酸分子上的歷史信息為基礎研究分子水平的生物進化過程和機制。分子系統(tǒng)發(fā)育學(MolecularPhylogenetics)分子系統(tǒng)學(MolecularSystematics)3、生物進化的分子機制基因突變固定在生物個體以及物種內傳遞給后代遺傳漂變自然選擇產生新的形態(tài)、性狀1、核苷酸替代、插入/缺失、重組2、基因轉換分子系統(tǒng)學是研究進化機制的一個重要工具4、分子進化的兩個特點生物大分子進化速率相對恒定隨時間的改變主要表現(xiàn)為核苷酸、蛋白質一級結構的改變不同物種同源大分子的分
7、子進化速率大體相同,例如人與馬的血紅蛋白氨基酸序列差異0.8×10-9/AA.a,人與鯉魚0.6×10-9/AA.a分子進化速率遠遠比表型進化速率穩(wěn)定生物大分子進化保守功能重要的大分子在進化速率上明顯低于那些功能不重要的引起表型發(fā)生顯著改變的突變頻率要低于無明顯表型改變的頻率?5、分子進化樹《真假公主》——1917年俄國末代王朝被推翻,貴族與侍衛(wèi)全部逃走,而沙皇可憐的兒子老少一個都沒走脫,并于1918年被全部處決。但民間卻流傳著沙皇的小女兒死里逃生,遠走他鄉(xiāng)的故事。為了得到俄國沙皇的一千萬遺產,許多人絞盡腦汁尋找安娜公主,終無所獲。俄國貴族后裔布丁將軍終于找到一