染色体与DNA子生物学.ppt

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染色体与DNA子生物学

The importance of packing of DNA into chromosomes ?Chromosome is a compact form of the DNA that readily fits inside the cell ?To protect DNA from damage ?DNA in a chromosome can be transmitted efficiently to both daughter cells during cell division ?Chromosome confers an overall organization to each molecule of DNA, which facilitates gene expression as well as recombination 真核生物基因组的结构特点 ? 真核基因组庞大,一般都远大于原核生物的基因组。 ? 真核基因组存在大量的重复序列。 ? 真核基因组的大部分为非编码序列(90%),是真核生物与 细菌和病毒之间最主要的区别。 ? 真核基因组的转录产物为单顺反子。 ? 真核基因是断裂基因,有内含子结构。 ? 真核基因组存在大量的顺式作用元件(启动子、增强子、沉 默子)。 ? 真核基因组中存在大量的DNA多态性:单核苷酸多态性和 串连重复序列多态性。 ? 真核基因组具有端粒(telomere)结构。保护线性DNA的完 整复制、保护染色体末端和决定细胞的寿命等功能。 原核生物的基因组很小,大多只有一 条染色体,且DNA含量少. 如大肠杆菌DNA的相对分子质量仅为 4.6×106bp,其完全伸展总长约为1.3mm ,含4000多个基因。 原核生物基因组 ?原核生物基因主要是单拷贝基因,只 有很少数基因〔如rRNA基因〕以多拷 贝形式存在; ?整个染色体DNA几乎全部由功能基因 与调控序列所组成; ?几乎每个基因序列都与它所编码的蛋 白质序列呈线性对应状态。 大肠杆菌细胞中基因组DNA的电镜显微照片 箭头为环状质粒 DNA 细菌DNA是一条相对分子量在109左右的 共价、闭合双链分子,通常也称为染色体。 原核细胞DNA特点: 1、结构简炼 原核DNA分子的绝大部分是用来编 码蛋白质的,只有很小一部分控制基 因表达的序列不转录。 这些不转录DNA序列通常是控制基因 表达的序列。 2、存在转录单元 原核生物DNA序列中功能相关的 RNA和蛋白质基因,往往丛集在基 因组的一个或几个特定部位,形成转 录单元, 并转录产生含多个mRNA的 分子,称为多顺反子mRNA。 3、有重叠基因 一些细菌和动物病毒存在重叠基因: 同一段DNA能携带两种不同蛋白质的 信息。 1977年,Sanger正式发现了重叠基因: ? ΦX174感染寄主后共合成9个蛋白质--分子量约 2.5×105--6 ,078个核苷酸, ? 而病毒DNA本身只有5 375个核苷酸。 ? Sanger发现9个基因中有些是重叠的: 1、一个基因完全在另一个基因里面; 2、部分重叠; 3、两个基因只有一个碱基对的重叠。 DNA的结构 ? 一级结构 ? 二级结构 ? 三级结构 DNA的一级结构 ? 指4种核苷酸的连接 及其排列顺序,表示 了该DNA分子的化学 构成。 ?许多个脱氧核苷酸 经3’-5’磷酸二酯键聚 合而成为DNA链。 5′端 3′端 C G A 3 ′ -5 ′磷酸二酯键 DNA一级结构的表示法 5 ′ 3′ 5′ p p p p OH 3′ A C T G 1′ 3′ 线条式 5′ ACTGCATAGCTCGA 3′ 字母式 结构式 碱基、核苷和核苷酸 碱基 腺嘌呤 (adenine) 鸟嘌呤 (guanine) 胞嘧啶 (cytosine) 胸腺嘧啶 (thymine) 核苷 腺苷 (adenosine) 鸟苷 (guanosine) 胞苷 (cytidine) 胸苷 (thymidine) 核苷酸 腺苷酸 (adenylic acid) 鸟苷酸 (guanylic acid) 胞苷酸 (cytidylic acid) 胸苷酸 (thymidylic acid) RNA DNA AMP dAMP GMP dGMP CMP dC

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