中科院课程-细菌基因组学-14-04-11要领.pdf

细菌基因组学 Jingfa Xiao (xiaojf@big.ac.cn) Beijing Institute of Genomics April-2014 细菌基因组学 基因：可遗传的生物学功能单位；DNA功能片段→蛋白 质或RNA 基因组(genome)：生物遗传信息的总和 基因组学(genomics)：系统研究生物基因组的序列结构， 并从序列结构水平来注释(annotation)生命现象的科学 细菌基因组学(bacterial genomics)：以细菌作为研究对 象进行基因组学研究 微生物基因组的结构特征 基因组结构特征 基因组一般拓扑概貌：  绝大部分原核生物基因组由一个单一的环状DNA分子组成  有些细菌有两条以上染色体，有些细菌含有质粒 基因组的大小：原核生物基因组一般比真核生物基因组小得多，大多在 2-6 Mb 之间 遗传信息在基因组中排列的连续性：原核生物的基因绝大多数是连续基因，不 含间隔的内含子；基因组结构紧密，重复序列远少于真核生物的基因组 功能相关的基因组成操纵子结构  原核生物的基因通常比真核生物的少  E. coli：4000多个基因，人：~30000个 结构基因单拷贝，rRNA基因多拷贝, 有特殊的终止序列 连续的基因结构 与真核基因结构相比较，原核基因的结构相对简单。原核基 因为连续基因，其编码区是一个完整的DNA 片段。但原核基 因的转录起始、翻译起始的调控机制比较复杂。 完整的基因结构从基因的5’-端启动子区域开始，到3’-端终止区结束。 基因的转录开始位置由转录起始位点确定，转录过程直至遇到转录终止位点结束， 转录的内容包括5’UTR、开放阅读框以及3’UTR。 基因翻译的准确起止位置由起始密码子和终止密码子决定，翻译的对象即为介于这 两者之间的开放阅读框。 原核生物基因组的研究意义 1、揭示生命活动 的基本规律—— 导致现代分子遗 传学的许多重大 发现 染色体、DNA双螺 旋、遗传密码、 DNA复制、中心法 则… Operational Genotype Informational Track-M Track-A -C Genome DNA Meth mRNA Splicing DNA Hydroxymeth Histone Chromatin Transcriptome miRNAs ncRNAs Marks Dyn Epigenome Chromosome Ribogenome Struct Other Small Gene RNAs Clustering Proteome RNA CpG