[基础医学]第二章 基因组的结构与功能.ppt

第二节 原核生物基因组的结构与功能 第一节 真核生物基因组的结构与功能 第三节 病毒基因组的结构特点 基因组（genome） 细胞或生物体中，一套完整单倍体的遗传 物质的总和 结 构 指不同的基因功能区域在核酸分子中 的分布和排列情况 功 能 贮存和表达遗传信息 特点 ●不同的生物体，其基因组的大小和复杂程度 各不相同 ●进化程度越高的生物其基因组越复杂 第二节 原核生物基因组的结构与功能 一、原核生物染色体基因组的结构与功能 二、原核生物中的质粒DNA （二）原核生物染色体基因组结构基因特征 ● 结构基因的编码是连续的 ●结构基因之间的编码序列不重叠 ●基因组中很少有重复序列 ●结构基因多为单拷贝基因（编码rRNA的基因除外) ●结构基因在基因组中所占的比例（约占50%）远 大于真核基因组 ，小于病毒基因组 （三）原核生物染色体基因组中结构基因与调控序列的组织形式 ● 操纵子（operon） 二、原核生物中的质粒DNA 1.质粒的基本特性 ● 质粒的定义 质粒（plasmid）是细菌细胞内的、染色体外的共价闭合的环状DNA分子（covalent closed circularDNA，cccDNA） 质粒的结构与功能特点 ● 能够独立于细胞的染色质DNA而进行复制 ● 对宿主细胞的生存不是必需的 ● 能赋予细菌特定的遗传性状 2.质粒的遗传调控 第一节 真核生物基因组的结构与功能 一、真核细胞染色质DNA的高级结构 二、真核细胞核基因组结构和功能特点 二、真核细胞核基因组结构和功能特点 ●大都为断裂基因 2.基因组中的重复序列的结构及其功能 （1）高度重复序列功能 ●参与复制水平的调节 存在于DNA复制起点区的附近，是一些蛋白质 （包括酶)的结合位点 ●参与基因表达的调控 可以形成发夹结构，有助于稳定RNA分子 （2）中度重复序列 ●短分散重复片段 平均长度约为300 bp-500 bp拷贝数可 达10万左右，如Alu家族 ●长分散重复片段 平均长度为3500 bp-5000 bp （3）单拷贝序列（低度重复序列） 3.多基因家族与假基因 ●多基因家族（multigene family） 指由某一祖先基因经过重复和变异所产生的一组基因 分布特点 基因家族成簇地分布在某一条染色体上 基因家族成簇地分布于不同染色体上 ● 假基因（pseudogene） 线粒体DNA（mitochondrial ，mtDNA） 第三节 病毒基因组的结构特点 1.病毒基因组的特点 ●基因组较小 不到大肠杆菌基因组大小的十分之一 ●可以是DNA，也可以是RNA ●可以是单链结构，也可以是双链结构 ●可以是闭环分子，也可以是线性分子 2. RNA病毒基因组 3. 基因重叠 4. 多顺反子mRNA 原核与真核细胞基因组结构知识点 * * 基因组的结构与功能 第二章 ● 质粒自身带有一个复制调控系统 ● 能使细胞分裂与质粒复制协调 ● 质粒在宿主菌中具有不相容性 1.结构基因的结构与功能特点 非编码区 内含子 编码区 外显子 ●转录产物为单顺反子 ●结构基因所占区域远小于非编码区域 （1）高度重复序列 重复频率可达106次(卫星DNA、反向重复序列等） ● 反向重复序列 由两个相同顺序的互补拷贝在同一DNA链上反向排列而成 ●卫星DNA 这类序列的碱基组成不同于基因组的其他部份,可用等密度梯度离心法将其与主体DNA分开 ●卫星DNA：在高度重复序列中，常有一些A·T含量很高的简单高度重复序列，由于A·T浮力密度小，因而在将DNA切断成数百个碱基对的片段进行超离心时，常会在主要的DNA带的上面有一个次要的DNA带相伴随，这就是所谓的卫星DNA（satellite DNA）。 ●参与染色体配对 同源染色体之间的联会可能依赖于具有染 色体专一性的特定卫星DNA序列 重复数十至数万（105）次 ● Alu家族 人基因组平均每5 kb DNA就有一个Alu序列，长度约300 bp ，每个单位长度中有一个限制性内切酶Alu的切点（AG↓CT），故称为Alu序列（或Alu家族）。有种属的特异性 在单倍体基因组中只出现一次或数次，单拷贝序列在基因组中占50-80％，储存了编码各种不