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微生物知识点（顾青老师部分） 微生物的遗传特性 遗传因子：承载遗传物质的结构，必须具备2点：能自我复制，能编码。 基因：是遗传物质DNA上具有特定功能的一段核苷酸序列（编码一种蛋白，一种tRNA或一种rRNA，或不具有编码蛋白功能，但具有重要的遗传功能）。 基因组：是存在于生物体内的遗传物质（包括病毒的核酸、细胞生物的染色体及其核外遗传物质）中的全部基因的总称。 原核微生物的遗传因子有3类：染色体、质粒、噬菌体。 细菌的染色体一般是1条环状dsDNA，（1）一般没有间隔基因；（2）一般没有重复序列。 细菌的质粒存在于绝大多数原核生物，但只在少数真核生物中发现。是能独立于宿主细胞染色体进行自我复制的遗传因子，以核酸的形式存在于细胞内，无细胞外存在形式。 细菌的一些基因群来自染色体外的遗传因子，如质粒和噬菌体。 真核微生物的遗传因子有染色体、线粒体、DNA、叶绿体DNA、质粒、病毒。 遗传物质的特点 稳定性、多样性、自我复制能力 遗传物质的基础 目前普遍认为：基因是染色体DNA分子上的一个特定大小的片段。除DNA外，某些病毒（只含RNA的病毒）也可以RNA作为遗传物质。 DNA：主要的遗传物质； RNA：部分生物的遗传物质； 蛋白质：生命活动的体现者。 4.为什么微生物是遗传学研究的最好材料和对象 （1）生长速度快（2）容易获得（3）微生物有多种代谢类型（4）基因裸露,利于基因操作（5）大多数微生物含有质粒,方便导入导出 1）双链环状的DNA分子（单倍体） 2）基因组上遗传信息具有连续性，大肠杆菌和其它原核生物中基因数基本接近由它的基因组大小所估计的基因数；一般不含内含子，遗传信息是连续的而不是中断的。 3）功能相关的结构基因组成操纵子结构 操纵子（operon）：功能相关的几个基因前后相连，再加上一个共同的调节基因和一组共同的控制位点（启动子、操作子等）在基因转录时协同动作。 4）结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝 5）基因组的重复序列少而短 古生菌的基因组在结构上类似于细菌。但是信息传递系统(复制、转录和翻译)则与细菌不同而类似于真核生物。 真核微生物（啤酒酵母）的基因组： 1）典型的染色体结构 该基因大小为13.5×106bp，分布在16条染色体中。 象所有其它的真核细胞一样，酵母菌的DNA也是与四种主要的组蛋白(H2A、H2B、H3和H4)结合构成染色质(chromatin)的14bp核小体核心DNA； 染色体DNA上有着丝粒(centromere)和端粒(telomere)， 2）没有明显的操纵子结构 3）有间隔区（即非编码区）和内含子序列 原核生物中非编码区或内含子均非常少，而人类基因组测序后发现了大量的非编码区，被称为基因组上的荒漠，估计只有5-10%用于编码基因。 4）重复序列多 6.基因的结构 1.真核生物的基因结构： 开放阅读框（ORF）： 是结构基因的正常核苷酸序列，从起始密码子到终止密码子的阅读框可编码完整的多肽链，其间不存在使翻译中断的终止密码子 启动子： 增强子： 沉默子：是真核基因中的一种特殊的序列，与增强子有许多类似之处。沉默子能够同反式因子结合从而阻断增强子及反式激活因子的作用，并最终抑制该基因的转录活性。 反式作用因子： 外显子、内含子：（5’ →3’） 终止子：（通常是回文序列，呈发夹结构） 2.原核生物基因结构 7.基因的调控 一、基因表达调控的生物学意义 1．适应环境，维持生长和增殖。如：葡萄糖存在时，细菌与葡萄糖代谢有关的酶编码基因表达，而与其他糖类代谢有关的酶基因关闭，当葡萄糖耗尽而有乳糖存在时，则与乳糖代谢有关的酶编码基因表达。 2．维持个体发育与分化。 细胞个体生长、发育的不同阶段，细胞中蛋白质分子和含量差异很大，即使同一生长发 育阶段不同组织器官内蛋白质分子分布也存在很大差异。这些差异即是基因表达调控的结 果。 二、基因表达调控的基本原理 1．基因表达的多级调控： 对一个基因编码产物———蛋白质来说：至少有以下几个调控环节：基因激活、转录起始、转录后加工、mRNA降解、蛋白质翻译、翻译后加工及蛋白质降解等。 2．基因转录激活调节的基本要素 (1)特异DNA序列：指具有调节功能的DNA序列 原核生物：操纵子调控机制。 原核生物能转录出一条mRNA的几个功能相关的结构基因及其上游的调控区域，称为 一个操纵子Operon。 包括：结构基因——2个以上的编码序列 启动序列——(启动子Promoter) 操纵序列——(Operator) 其他调节序列 启动序列是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列，通常在转录起始点上游一 10～一35区域存在的一些相似序列称为共有序列(Consensussequence)。-10区