[农学]hzau微生物遗传第二章微生物的遗传物质.ppt

微生物学的三大奠基人 滚环复制 滚环复制的特点 ： 以亲本链（＋链）为模板合成互补的环状负链，形成闭合环状的复制形RF1 以成环滚环复制产生多个子代RF 以RF的负链为模板进行滚环复制产生多拷贝正链单环 D环复制 重链复制，置换亲代重链，形成D-环 D-环延伸至轻链复制起点，轻链开始复制 六、RNA的转录 内含子：不能编码蛋白质的核苷酸片段 外显子：编码蛋白质的核苷酸片段 转录后新合成的mRNA是未成熟的mRNA，需要在特定部位剪接，最后形成较短的有功能的RNA。 原核生物中，DNA链上不存在内含子 翻译过程中，由于每一个氨基酸是严格按照mRNA模板的密码序列被逐个合成到肽链上，因此， mRNA上的遗传信息被准确地翻译成特定的氨基酸序列。 细胞质中，翻译是一个快速过程，一段mRNA可以相继与多个核糖体相结合，同时连续进行多条同一种新肽链的合成。 遗传信息流由DNA?RNA?蛋白质流动。 RNA的自我复制，反转录 七、蛋白的翻译 第二节 原核生物染色体及其复制 原核微生物主要有细菌、放线菌和蓝细菌，DNA是原核微生物染色体的主要组成成分，含量在80%以上，其余为RNA和蛋白质。 其染色体一般为环状双链DNA，存在于细胞内相对集中的区域，称为拟核（nucleoid），无核膜包裹，呈裸露的DNA分子。虽有少量蛋白结合，但不能形成染色体结构。 拟核中的蛋白质与DNA的折叠、复制、重组、转录等过程有关。然而，习惯上也称其为染色体（chromosome）。 一、原核生物染色体数目和大小 E. coli染色体DNA大小为4.7Χ106 bp，长度为1333um，是菌体长度的1000倍。 二、原核生物染色体的结构 遗传因子存在形式 三、原核生物染色体的复制 参与大肠杆菌染色体复制的蛋白及其功能 大肠杆菌染色体复制起点oriC 的结构 长度245bp, 右侧含有4个9bp的重复序列（5-TTATCCACA-3）称Dna box 左侧含有13bp富含AT的重复序列（5-GATCTNTTNTTTT-3） 大肠杆菌染色体复制起始 大肠杆菌染色体复制的延伸过程 第三节 真核微生物染色体及其复制 真核细胞和原核细胞的最大差别之一是遗传物质的分布和存在状态。原核细胞的染色体是以裸露DNA存在于细胞中，而真核细胞的DNA则与组蛋白和非组蛋白相结合并缠绕成多条染色体存在于细胞核中。 在真核生物染色体中，DNA约占30-40%，组蛋白和非组蛋白占60%以上，RNA约占10%以下。 一、核小体的成份 组蛋白是染色体的结构蛋白，它与DNA组成核小体，是一种含有大量赖氨酸和精氨酸的碱性蛋白。通常由H1、H2A、H2B、H3、H4五种蛋白组成 二、染色体的结构 真核生物染色体组成的基本单位是核小体，核小体由上述组蛋白八聚体和DNA组成。 由H1组蛋白和DNA相连一串核小体称为染色质（chromatin）。 在细胞分裂中期，染色质浓缩、反复折叠成为一定形状的染色体。 三、真核染色体的复制 真核细胞的生活周期分为4个时期： G1：复制预备期 S：复制期 G2：有丝分裂准备期 M：有丝分裂期 DNA复制只发生在S期，复制是通过许多独立的复制子来完成，部分复制子在S期任何时间都参与复制，而另一些复制子则只在S期某一特定时间起作用。 四、真核生物染色体复制特点 真核生物复制子多而相对较小 复制速度慢 复制起点的连续性：染色体在全部复制完成之前，复制起点不会开始新的复制，而原核生物，由于生长快的要求，起点可以发动连续复制。真核生物在快速生长时，往往起动更多的复制起点。 第四节 微生物基因和基因组 一、基因的结构 从分子遗传学角度，基因是一段具有特定功能和结构的连续的DNA片段，是编码蛋白质或RNA分子遗传信息的基本单位。因此，采用开放读码框（ORF：open reading frame）及其转录调控元件（启动子和终止序列）来描述基因。 因为一个基因不仅有它的编码序列，而且还包括表达编码序列所需要的信息。 绝大多数编码蛋白质的ORF都有完全相同的结构式，即始于DNA特殊的三联体密码子（ATG(甲硫氨酸), GTG(缬氨酸) ）和终止于几个特殊的终止密码子（TGA、TAA 或 TAG）。 ORF：由起始密码子到终止密码子是一个连续的编码序列 启动子（promoter）：是位于5’-端上游紧靠转录起点的一段长度在20-200bp的非编码序列，其功能是RNA聚合酶结合，其中包含两个区：-35区和-10区。-10区是RNA聚合酶核心酶结合部位，其序列一般为TATAAT。-35区是RNA聚合酶σ因子识别部位，其序列为TTGACA。 终止子（terminator）：是位于一个基因或一个操纵子末端，提供终止转录信号区段。 1. 原核生物基因的结构 位于基因的5′端 位置和距离都比较恒