3基因组和基因课案.ppt

第一节 基因的概念、演变与发展 分离规律 自由组合规律 基因在染色体上 等位基因 连锁与互换 一个基因一个酶 顺反子假说 第二节 基因概念的多样性 ——重叠基因 原核生物的重叠基因(Overlapping genes) 概念： 指一个基因的序列中，含有另一基因的部分或全部序列。基因重叠现象是英国分子生物学家Sanger 1977年在测定噬菌体ΦX174的DNA序列是发现的。 重叠基因有以下几种情况： 一个基因完全在另一个基因里面。 如基因B在基因A里面，基因E在基因D里面。 部分重叠，如K和C、A和C。 两个基因只有一个碱基对的重叠，如D和J。 三重重叠，如G4噬菌体的基因A、B和K。 部分重叠 第三节 基因概念的多样性 ——重复基因 真核生物DNA序列的类型 非重复序列（单一序列、单拷贝序列） 轻度重复序列 中度重复序列 高度重复序列 一、非重复序列(unique sequence) 1、概念 一个基因组中只存在一个拷贝 2、含量 单拷贝序列占整个基因组的40%-60% 人：60-65%； 牛：55%； 小鼠：70%； 果蝇：79% 非重复序列 3、长度和类型 750-2000bp，相当于一个结构基因的长度。 大多数蛋白质结构基因属于单拷贝序列，如蛋清蛋白、蚕的丝心蛋白、血红蛋白和珠蛋白都是单拷贝序列。 非重复序列 4、作用 放大作用，单一拷贝序列通过基因扩增可合成大量蛋白质。 一个蚕丝心蛋白基因作为模板合成104个丝心蛋白mRNA，每个mRNA可合成105个丝心蛋白，因此，一个单拷贝蚕丝心蛋白基因就可合成109个丝心蛋白分子。 二、轻度重复序列 1、概念 一个基因组中含有2-10个拷贝。 2、类型 主要是组蛋白和tRNA等基因。 包括两种情况： i、几个基因都具有功能，编码同一蛋白质或RNA。 ii、有的基因有功能，有的基因没有功能，如假基因。 三、中度重复序列(moderately repetitive sequence) 1、概念 一个基因组含有10-105个拷贝 2、长度 300bp，5000bp，不是编码序列。 3、含量 占总DNA的10%-40% 小鼠：20%；果蝇：15% 中度重复序列 4、类型 i、短周期分散的重复序列:长100-300bp， 如人、爪蟾、海胆的Alu序列。 ii、长周期分散的重复序列:长5000bp， 如Kpn I家族。 Alu家族重复序列 1、含量 Alu家族序列占人基因组DNA总量的5%-6% 2、长度：300bp 3、拷贝数：5×105个拷贝 4、Alu序列 在170位碱基附近的AGCT是限制性内切酶Alu I的酶切位点，Alu序列被Alu I切割成（AG↓CT）130bp和170bp两段，故名Alu序列。 Kpn I家族 Kpn I家族占人类基因组的3%-6%，平均长度为3500-5000bp，拷贝数为3000-4000个。 用限制性内切酶Kpn I消化后，可得1.2Kb、1.5Kb、1.8Kb、1.9Kb。 四、高度重复序列(highly repetitive sequence) 1、概念 一个基因组含有大于105个拷贝，分布于着丝点, 端粒区, 结构基因两侧。 2、含量 占总DNA的10%-60%，高等真核生物中占20%，由6-10bp组成。 3、种类 卫星DNA、小卫星DNA、微卫星DNA 卫星DNA(satellite DNA) DNA的浮力密度决定于它的G﹢C含量，G﹢C含量越高，浮力密度越大。 ρ = 1.660 + 0.00098(G + C)% g/cm3 在高度重复序列中，常有一些AT含量很高的简单重复序列，AT含量有时高达97%（如螃蟹DNA中的卫星DNA）。 在CsCl密度梯度离心时，易与其它DNA分开，形成两个以上的峰，即含量较多的主峰和高度重复序列的小峰。 小峰在主峰旁似卫星，称为卫星DNA。 卫星DNA 人DNA有1条主带，4条卫星区带。 果蝇DNA有1条主带，3条卫星区带。 卫星DNA的位置 卫星DNA举例 牛的卫星DNA：ATATAT 果蝇有三个卫星DNA区带，它们是： 5ACAAATT3，重复3.6×106次，占8%； 5ACAAACT3，重复1.1×107次，占25%； 5ATAAACT3，重复3.6×106次，占8%； 第四节 基因概念的多样性 ——间隔基因