医学遗传学基因和染色体剖析.ppt

第二章 基 因 本书的学习内容（22学时） 第1章：绪论（1学时） 第2章：基因（2.5学时） 第4章：染色体（第1、4节：1学时） 第5章：单基因病（4学时） 第6章：线粒体遗传病（1学时） 第7章：多基因遗传病（2学时） 第8章：染色体病（3.5学时） 第9章：群体遗传学（3学时） 第10章：生化遗传学（2学时） 第13章：肿瘤遗传学（2学时） 第一节 基因的结构与功能 二、DNA存在的形式 基因组(genome) 单倍体细胞所含的全部DNA构成一个基因组，DNA全长约3.2×109bp。包括1～22号常染色体和X、Y性染色体上的全部DNA，约含有2-2.5万个基因。 （一） 高度重复顺序 长度：2bp～300bp 比例：约10%，由一些短的DNA序列呈串 联重复排列。 拷贝数：106～108 包括:卫星DNA和反向重复序列。 1.卫星DNA （satellite DNA） 2.反向重复顺序 是两个顺序相同的互补拷贝在同一条DNA链上反向排列而成的，可进行链内碱基配对。 一种为互补拷贝间有间隔顺序，链内配对可形成发夹结构。 另一种为回文顺序：即互补拷贝间无间隔。 高度重复顺序不能转录和翻译，其功能为： 维持染色体结构 间隔结构基因 同源染色体联会 （二） 中度重复顺序： 比例：30％ 长度：300 ～ 7000bp 拷贝数：102 ～ 105 功能：大多数无编码功能，主要是一些分 散重复DNA序列。 分两类： 1.短分散元件（SINE） 长度300-500bp，散在分布在基因组中，拷贝数目可达到105以上。 如Alu 家族,人基因组中大量分散存在,约有50万-70万份拷贝，相当于平均5kb就有一个Alu 序列。 作用位点：AG↓CT Alu家族功能： 转录调节 DNA复制的启动 hnRNA的加工 2. 长分散元件（LINE） 长度5000-7000bp，重复次数为 102 -104 。 如KpnI 家族，功能不清。 （三）单一顺序(unique sequence): 在基因组中只出现一次或很少几次 比例: 约占60%-65% 长度: 约800-1000bp 功能: 大多数结构基因(编码蛋白质和酶的基因)为单一顺序。 三、基因及其结构 （一） 基因（Gene）的定义： 从分子遗传学水平，基因是合成一种有功能的多肽链或者RNA分子所必需的一段完整的DNA序列。 （二）断裂基因(split gene) 绝大多数真核生物的结构基因是不连续的，中间被不编码的插入顺序隔开。形成镶嵌排列的形式，称为断裂基因。 真核生物基因的分子结构主要有四部分： 外显子(exon)： 结构基因中可以编码氨基酸的核酸顺序，可以转录和翻译。 内含子(intron)：结构基因中起间隔作用的顺序，可以转录、不能翻译。 外显子和内含子接头：GT—AG法则。 侧翼顺序(flanking sequence)：第一个和最后一个外显子的两侧不被转录的非编码区，起调控基因表达的作用。 (三) 侧翼顺序 1.启动子（promotor）： 位于转录起始点上游，与RNA聚合酶结合，启动和促进基因转录过程的一段核酸序列。 2.增强子（enhancer）: 位于转录起始点上游或下游的一段DNA序列，提高转录效率。作用无方向性，可远距离发挥作用，具有组织特异性。 3.终止子（terminator）:位于结构基因末端起终止转录作用的一段DNA序列。 终止子： 多聚腺苷酸化（poly A）附加信号:位于真核基因3’端的一段保守序列，由AATAAA组成。 功能：在信号下游10-15bp处裂解mRNA；在mRNA3’端加上200-250个A，即poly A尾。 反向重复序列：位于poly A信号下游。 真核生物基因结构 总结： 真核生物基因结构 外显子： 内含子： 外显子和内含子接头：GT-AG法则 侧翼顺序：启动子：TATA框 CAAT框 GC框 增强子： 终止子： poly A附加信号(AATAAA) 反向重复顺序 四、多基因家族和假基因 1.多基因家族（multigene family） 由某一共同祖先基因经过重复和变异形成