第02章基因组的结构与功能.ppt

第一节 原核生物基因组的结构与功能 第二节 真核生物基因组的结构与功能 第三节 病毒基因组的结构特点 基因组（genome） 细胞或生物体中，一套完整单倍体的遗传 物质的总和 结 构 指不同的基因功能区域在核酸分子中 的分布和排列情况 功 能 贮存和表达遗传信息 特点 ●不同的生物体，其基因组的大小和复杂程度 各不相同 ●进化程度越高的生物其基因组越复杂 第一节 原核生物基因组的结构与功能 一、原核生物染色体基因组的结构与功能 二、原核生物中的质粒DNA （一）原核生物染色体DNA的基本结构与功能 ● 环状双链DNA分子 ● 与蛋白质形成复合物 ● 类核（nucleoid） 中央：RNA和支架蛋白组成。 外围：双链闭环的超螺旋DNA。 （2）染色体DNA的功能与细胞膜密切相关 ★ 信号区域往往优先与细胞膜结合 ★ 在细胞分裂时将染色体DNA均匀地分配到两 个子代细菌中 （二）原核生物染色体基因组结构基因特征 ● 结构基因的编码是连续的 ●结构基因之间的编码序列不重叠 ●基因组中很少有重复序列 ●结构基因多为单拷贝基因（编码rRNA的基因除外) ●结构基因在基因组中所占的比例（约占50%）远 大于真核基因组 ，小于病毒基因组 （三）原核生物染色体基因组中结构基因与调控序列的组织形式 ● 操纵子（operon） 二、原核生物中的质粒DNA 1.质粒的基本特性 ● 质粒的定义 质粒（plasmid）是细菌细胞内的、染色体外的共价闭合的环状DNA分子（covalent closed circularDNA，cccDNA） 质粒的结构与功能特点 ● 能够独立于细胞的染色质DNA而进行复制 ● 对宿主细胞的生存不是必需的 ● 能赋予细菌特定的遗传性状 2.质粒的遗传调控 3.质粒的类型 ● 接合型质粒 只能使细菌接合，本身不能被传递 ●可移动型质粒 可以被传递，但不能使质粒接合，只能被动传递 (接合型与可移动型并存时，能传递可移动型质粒) ●自传递型质粒 兼具上述两种质粒的功能，因而可以自传递， 如F质粒 4.质粒拷贝方式 ● 严谨型质粒（strigent plasmid） 低拷贝数质粒，一个细菌内仅含数个质粒。 ● 松弛型质粒（relaxed plasmid） 即高拷贝质粒，每个细菌内的质粒数目可 达10-60个或更多。 5.质粒对宿主的适应性 ● 窄宿主谱质粒 仅能存在于一种或数种密切相关的宿主 第二节 真核生物基因组的结构与功能 一、真核细胞染色质DNA的高级结构 二、真核细胞核基因组结构和功能特点 一、真核细胞染色质DNA的高级结构 ● 球形部 四种核心组蛋白的组成 借精氨酸残基与磷酸二酯骨架间的静电 作 用使DNA 分子缠绕在组蛋白核心周围，形 成核小体 ● 尾部 含有大量赖氨酸和精氨酸残基，为组蛋白翻 译后进行修饰的部位 . 连接蛋白H1特点  ● 酸性蛋白质 ● 合成与DNA复制同步进行 ● 能识别特异的DNA序列 功能 ● 帮助DNA分子折叠 ● 协助启动DNA复制 ● 控制基因转录，调节基因表达 2.DNA与蛋白质的结合与染色体的组装 ●基本结构 八聚体核心组蛋白 ↓ 核心颗粒 ↓ 核心颗粒之间+连接区形成串珠样的结构 二、真核细胞核基因组结构和功能特点 ●大都为断裂基因 2.基因组中的重复序列的结构及其功能 （1）高度重复序列功能 ●参与复制水平的调节 存在于DNA复制起点区的附近，是一些蛋白质 （包括酶)的结合位点 ●参与基因表达的调控 可以形成发夹结构，有助于稳定RNA分子 （2）中度重复序列 ●短分散重复片段 平均长度约为300 bp-500 bp拷贝数可 达10万左右，如Alu家族 ●长分散重复片段 平均长度为3500 bp-5000 bp （3）单拷贝序列（低度重复序列） 3.