第三章 基因组的结构与功能教案.ppt

第三章 基因组的结构与功能 * * 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。 如人： 22常+ X， Y，+ 线粒体基因组 基因组的结构： 指不同的基因功能区域在核酸分子中的分布和排列情况。 基因组的功能：贮存和表达遗传信息。 第一节： 病毒基因组 一、病毒基因组核酸的主要类型 双链RNA 单链负股RNA 单链正股RNA 分类 DNA RNA 双链DNA：HBV 单链DNA：M13噬菌体 正股(+)：序列与mRNA相同的链 负股(-)：序列与mRNA互补的链 二、病毒基因组的特点 1．基因组大小相差很大： HBV：3.2kb 痘病毒：300 kb 2．核酸结构多样性： DNA 或RNA 单链或双链 合环状分子或线性分子 3．基因组有连续的，有不连续的 大多数连续 流感病毒：8条单链RNA 4．编码序列90%(基因组) 5. 多为单拷贝,即每个基因只出现一次 6..基因有连续的和间断的 (有内含子) 7.相关基因丛集: 功能上相关的基因排列在一起 8.有重叠基因 9.含有不规则结构基因 基因之间无间隔区. mRNA５＇端无帽子结构. 结构基因本身无翻译起始序列 三、典型病毒基因组介绍 1. SV40病毒基因组 双链环状DNA：5243bp 早期转录区：一个基因（2个蛋白质 t，T） 调控区（?400bp）：复制起始点，启动子，增强子 晚期转录区：先转录出一个多顺反子mRNA VP1 mRNA VP2 mRNA VP3 mRNA VP3比VP2N端少1/3 AUG 位于VP2和 VP3内 UAA 内含子1 内含子2 前体mRNA 剪接方式1：去除内含子1 剪接方式2：去除内含子2 T-mRNA t -mRNA T- 抗原 t-抗原 分布于核内：100 KD 分布于胞浆内：18 KD T - 抗原和t-抗原mRNA前体的不同剪接方式 UAA 2、逆转录病毒(retroviruses) （1）一般特征 病毒(+)股RNA为2个拷贝,基本结构为: ５＇帽－R－U5－PB－－DLS－?－gag－pol－env－(onc－)－ C－PB＋－U3－R－poly(A)n 病毒颗粒中有两条相同的正股RNA+两条来自宿主细胞的tRNA A：编码区:所有逆转录病毒均含有3个基本结构基因 gag: 病毒衣壳蛋白 pol: 肽链内切酶,一个逆转录酶,一个与前病毒整 合相关的酶 env: 包膜蛋白 B：非编码区: 与基因组复制和基因表达有关 A: R区: 两端的重复序列,与cDNA合成有关 B: 引物结合区(primer binding site, PB) C: U区: U3 含强启动子,起始转录RNA. U5 与转录终止和加polyA有关 D: DLS-?-C区: DLS:两条病毒(+)RNA链结合位点 ?: 包装信号:RNA装入病毒颗粒 C: 调控区. （2）前病毒基因组的转录和翻译 A：逆转录病毒基因组的复制和转录都需要经过DNA中间体才能完成. RNA病毒 DNA前病毒 RNA病毒 (cDNA) 末端形成新的重复序列(U3-R-U5) 称长末端重复序列(LTR) long terminal repeat B：翻译 多顺反子mRNA gag-------------------pol(无起始密码子) 90% 形成gag蛋白 10%形成gag- pol 蛋白 剪接后形成env mRNA 第二节 原核生物基因组 一、原核生物基因组结构的特点： 1、基因组为环状双链DNA分子 2、只有一个复制起始点. 3、具有操纵子结构 指数个功能上相关的基因串联在一起,连同上游的调控区和 下游的转录终止信号构成基因的表达单位. 4、一般无重叠基因. 5、基因是连续的,无内含子 6、编码区在基因组中的比例 真核基因组 病毒基因组 7、基因组中重复序列很少 8、具有编码同工酶的基因(isogene) 9、存在可移动DNA序列 10、分子中有多功能识别区域 复制、转录起始区 复制、转录终止区 二、质粒（plasmid） 是细菌内携带的染色体以外的DNA分子 是共价闭合环状DNA（covalent closed circular DNA， c