棘尾虫接合生殖的研究——Ⅰ.接合生殖中的核行动

纤毛虫属于单细胞动物,它们通常以二分裂法进行无性繁殖,但到一定时期和在一定条件下也要进行有性生殖。它们有性生殖的一种主要方式叫做接合生殖,这种有性生殖法不能形成真正的配子与合子,只能通过两个接合的亲体间进行生殖核的交换而形成合子核,因此不存在脱离亲体的独立的配子细胞,和由之而产生的与亲体可以并存的子代。     

草履虫的核和生殖

草履虫有两种核,即大核和小核,小核是二倍体,含 DNA 而不含 RNA,它参与有性生殖过程,具有传递遗传信息的功能,但不为蛋白质合成提供模板,因此它不产生RNA。大该为多倍体,既含 DNA 又含 RNA,因为大核是由小核形成的(有性生殖时,大核消失,并被合子的小核形成的一个新大核所代替),所以它不能携带比小核更多的基因信息,然而它含有更多的 DNA,至少是小核的8倍,大核中的 RNA 能为蛋白质的合成提供模板。草履虫借无性生殖(二裂法)和有性生殖(接合法)进行生殖,无性生殖时,小核     

行为生态学(十八):性的生态学问题(1)

性的功能虽然性现象到处可见,但对于有性生殖的功能意义仍然存在着争议。在真核生物中,有性生殖的基本特点是通过减数分裂(染色体减半)产生配子,并通过配子结合产生新的个体。在较高等的动植物中,雌雄配子(即卵和精子)已发生分化。在很多原生动物和绿藻中,配子之间并无形态差异,但却分化为不同的接合型,即一个配子只能同另一个不同类型的配子相接合。纤毛虫不产生自由活动的配子,而是在接合生殖中互换单倍体的核,其遗传效果与两个雌雄同体个体交互受精差不多。有性生殖的结果是使来自不同细胞的基因在同一细胞中相遇。在减数分裂期间所发生的     

减数分裂型黏连蛋白RAD21L的作用机制

减数分裂是在有性生殖过程中高度专业化的真核细胞分裂。在减数分裂过程中,DNA复制一次,细胞连续分裂两次,子细胞染色体数目减半。在减数第一次分裂过程中为确保同源染色体正确分离,必须通过同源染色体配对、联会及重组等减数分裂特异性染色体运动。如果其中任一运动发生异常会导致先天性疾病或不孕不育症。因此,了解这些减数分裂型染色体的运动机制极为重要。该综述重点探讨了减数分裂型黏连蛋白RAD21L的特殊作用及其在哺乳动物减数分裂过程中对染色体运动的调控机制。     

RNA干涉在纤毛虫中的研究进展

RNA干涉是dsRNA介导的基因沉默现象,本文简要介绍了其作用的机制和生物学意义,重点阐述了RNA干涉在原生动物纤毛虫中的发现与应用,比较了RNA干涉与纤毛虫大核基因组重排机理的异同,并对RNA干涉在纤毛虫中传输的技术途径-RNAi喂饲法的原理也做了详细的介绍。     

错配修复蛋白Mlh3对四膜虫有性生殖是必需的

DNA错配修复(mismatch repair, MMR)是一种进化中保守的机制,它校正DNA复制过程中产生的错误,维持基因组的稳定性。MMR家族蛋白同时也参与多种DNA相关的生物学功能。本研究从嗜热四膜虫鉴定了一种新的错配修复蛋白MLH3基因,该基因预测编码 319 个氨基酸,在有性生殖期特异表达。免疫荧光定位表明,HA-Mlh3定位在有性生殖期减数分裂的小核和新发育的大核中。MLH3 敲除的突变体细胞株,在有性生殖发育期停滞在两大核和两小核阶段,新大核DNA复制受阻。γ-H2A.X 检测表明,新大核和小核有性生殖后期断裂的基因组不能正常修复,发育中的细胞裂解,不能形成有性生殖后代。结果表明,Mlh3参与四膜虫新大核发育过程基因组的断裂修复和复制,对四膜虫的有性生殖是必需的。     

准性生殖

准性生殖是发生在真菌中的一种特殊的生殖方式，具有类似于有性生殖的细胞核融合，染色体及基因的交换，分离，重组，并形成重组体；但无生殖细胞的减数分裂，其基因重组是通过体细胞的有丝分裂实现的。准性生殖过程包括：不同的单倍性细胞结合成异核体，异核进而融合成杂合双倍体，然后通过有丝分裂实现基因重组和单元化，准性生殖也可以使生物的遗传性状得新组合并产生相应的变异，人们可以利用来进行基因定位。     

基因重组合的新途径

一.有性生殖的共同点从单細胞藻类例如衣藻到多細胞的植物、动物和人类的有性生殖有什么基本相似的地方呢? 第一,細胞的結合。这一般是两个在性貭上有所差异的生殖細胞(精子和卵子)的結合。精子和卵子的染色体都是单元体(1n)。人的精子和卵子照例都各含有23个染色体(1956年以前普遍认为是24个染色体),这是1n=23。第二,細胞核的結合。这就是精子的核和卵子的     

重组酶RAD51和DMC1功能保守和分化研究进展

减数分裂(meiosis)是有性生殖细胞中发生的特殊分裂方式,在这个过程中DNA复制一次,细胞核分裂两次,最终产生单倍体的配子。雌雄配子融合后基因组又恢复到二倍体水平,不仅保证了有性生殖过程中世代间基因组的稳定性,还导致后代的遗传多样性。减数分裂同源重组(homologous recombination,HR)是其前期I的核心事件之一,它不仅保证了后续同源染色体的正确分离,而且允许同源染色体之间遗传信息发生交换,增加了后代的遗传多样性。RAD51 (RADiation sensitive 51)和DMC1 (disruption Meiotic cDNA 1)是HR过程中必需的重组酶,二者有一定的共性和特性。本文从起源、进化、结构和功能等方面总结并比较了它们间的保守和分化,并对未来的研究方向提出了展望,为进一步深入研究减数分裂的重组机制提供了借鉴。     

RNA干扰在原生动物中的应用

RNA干扰(RNAi),即由双链RNA介导的转录后基因沉默的现象,已成为分析原生动物基因功能的有效手段。现对应用RNAi研究原生动物微管蛋白的功能和基体组装、纤毛虫大核基因组重排、纤毛虫刺丝泡的发生和作用、端粒酶及细胞周期蛋白的功能等方面进行综述。     

嗜热四膜虫——具有发展潜力的功能基因组学研究模型

在真核生物的分子生物学和遗传学研究方面,纤毛类原生动物嗜热四膜虫(Tetrahymenathermophila)已经被证明是一种有价值的生物学模型。通过对它的研究,人们发现并且掌握了核酶的分子机制、RNA的自我拼接、端粒的结构和功能、DNA序列重组等机理。这种原生动物的基因组功能分别由两个细胞核执行,即二倍体的小核与生殖过程有关,而多倍体的大核决定细胞的基因转录,并为转化基因的表达提供了强有力的手段。     

子囊菌交配型位点与交配型基因研究进展

有性生殖是真菌的生殖方式之一,是真菌遗传重组的重要驱动力。交配型(mating-type,MAT)位点控制真菌性别,在有性生殖过程中起决定性作用。不同类型真菌MAT位点的基因组成、排列方式和编码蛋白不尽相同。近年来,MAT位点和MAT基因的功能与调控网络研究进展较快。本文对子囊菌交配型位点的基因组成及分布、MAT基因的功能、MAT位点与有性生殖调控通路的关系等进行了综述。     

嗜热四膜虫SPO11基因缺陷型细胞株的基因表达变化分析

有性生殖的关键过程是通过减数分裂产生生殖细胞,而减数分裂的一个重要环节是进行基于DNA双链断裂的同源染色体重组。在同源染色体重组过程中,SPO11蛋白催化产生DNA双链断裂,从而起始同源染色体的重组。因此,研究SPO11基因缺失在减数分裂过程中所引起的基因表达变化有助于在转录组水平上了解该基因的作用。本研究通过对嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)野生型和SPO11敲除细胞株在接合生殖时期2 h、3 h、4 h、5 h四个时间点的转录组进行高通量测序。通过差异表达基因分析和功能富集分析,发现SPO11基因敲除之后嗜热四膜虫在接合生殖时期2 h时,与DNA代谢过程和DNA复制相关基因的表达发生变化,推测SPO11基因敲除导致的减数分裂过程异常可能与DNA代谢过程和DNA复制相关。     

纤毛虫大核分化过程中DNA的重组

纤毛虫大核分化过程中DNA的重组,包括小核染色体的断裂、间隙片段的删除、大核特定序列的扩增以及在大核基因的两端加上端粒。本文重点介绍和讨论了DNA片段删除与重排的类型、间隙DNA片段的序列特点,以及DNA删除与重排的机理。     

草履虫的有性生殖

以尾草履虫的接合生殖为主叙述了草履虫有性生殖期间核及皮层胞器更替的细节,并指出它与多细胞动物有性生殖的相似性不同点。相似性在不同是通过受精作用建造下一代新个体的过程;不同点是履虫没有亲子两代并存的时期。     

纤毛虫大核和小核的形态及其发育过程

纤毛虫细胞内同时含有大核(macronucleus)和小核(micronucleus)两种类型的细胞核。大核和小核在结构和功能等诸方面有明显差异。但一些进化程度较低的纤毛虫大核和小核没有进一步的分化,甚至极少数纤毛虫仅含一种类型的细胞核。本文就纤毛虫大、小核的形态及其发育过程的基本特征,以及某些低等纤毛虫核器的特殊情况概述如下。     

无融合生殖在植物育种中的应用

无融合生殖(apomixis)是一种代替有性生殖的,不发生核融合而产生种子的生殖方式。它是介于有性生殖与无性生殖之间的一种特殊生殖方式。     

无融合生殖甜菜M14的GISH和BAC-FISH研究

无融合生殖是指不经减数分裂和受精作用而产生胚的一种无性繁殖, 因此是胚的克隆, 母系繁殖. 甜菜单体附加系M14是通过二倍体栽培甜菜(Beta vulgaris)和四倍体白花甜菜(B. corolliflora)种间杂交、进而回交, 选育出的具有无融合生殖特性的甜菜品系. 我们利用GISH技术进一步分析了无融合生殖甜菜M14中的染色体情况, 在不封阻的情况下, 附加的外源染色体清晰可见, 这说明栽培甜菜与白花甜菜基因组间种属特异序列的差异明显. 利用无融合生殖甜菜M14和有性生殖栽培甜菜的花期mRNA对白花甜菜第9号染色体的BAC芯片进行了差异杂交分析, 发现2个BAC克隆16-M11, 26-L15含有M14花期特异表达的基因. 选用这2个BAC克隆作为探针, 对具有无融合生殖甜菜M14进行荧光原位杂交, 供试探针均被定位于附加的白花甜菜第9号染色体长臂末端, 呈半合子状态. 本研究BAC芯片的杂交结果结合两种生殖途径中胚和胚乳发育表达方式的保守性可推断, 甜菜中有性生殖和无融合生殖可能共享某些调节因子的相关路径, 正是白花甜菜第9号染色体上的特异基因才使甜菜M14中无融合生殖特性得以表达.     

纤毛虫在进化过程中的特异性

介绍了纤毛虫在进化过程中形成的特异性。其中包括核器二型性、大核发育、大核基因的结构特点、密码子不通用性、细胞周期差异性和组蛋白特异性。追踪报道了纤毛虫小核体功能研究、密码子研究的最新进展。     

病毒重组细菌人工染色体构建、突变及应用

如何快速、方便地保存和修饰基因组较大的DNA和RNA病毒核酸一直是病毒学研究的重点。细菌人工染色体(bacterial artificial chromosome,BAC)为解决这两个问题提供了便利,它可以容纳300 kb的基因序列,能够通过大肠杆菌诱变技术进行有效修饰,目前已经成为编辑大基因组病毒基因的有效工具。DNA病毒,如疱疹病毒和痘病毒的基因组已被克隆到BAC载体上。此外,一些RNA病毒,如冠状病毒和黄病毒科病毒等也建立了基于BAC的反向遗传操作系统。现概述不同病毒重组BAC构建策略,总结了常用的对BACs进行基因修饰的技术,介绍了BAC载体重组病毒的拯救以及将BAC序列从病毒基因组中删除的方法,简述了病毒重组细菌人工染色体的应用。