3第三章-基因组和基因-1.ppt

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 Splitting gene Interrupted gene 典型的原核和真核生物基因结构 一、概念 核苷酸序列中插入与氨基酸编码无关的DNA间隔区，使一个基因分隔成不连续的若干区段，这种不编码的间断基因称为不连续基因。 编码的序列称为外显子（exon），不编码的序列称为内含子（intron）。 RNA剪接 不同的外显子连接方式 二、不连续基因的发现和检测方法 1977年，Sharp和Roberts等人研究腺病毒mRNA时首次发现不连续基因。很快在SV40中也发现了不连续基因。 1993年Sharp和Roberts获诺贝尔生物医学奖。 所有的哺乳动物、脊椎动物、高等植物及简单的真核生物、甚至少数原核生物都含有不连续基因。 检测方法 1、蛋白质序列或mRNA序列与DNA序列相比较。 2、电镜法——mRNA与DNA杂交法 将成熟mRNA分子与相应DNA进行杂交，形成DNA-RNA异源杂交双链分子，在电镜下观察到形成的R-环结构。 Ovalbumin DNA X cDNA Electro-microscope 7 introns 8 exons 断裂基因的发现与证实 3、S1核酸酶制图法（Berk-sharp制图法） 步骤： 变性的基因组DNA同mRNA杂交，形成异源双链DNA-RNA杂种分子。 用S1核酸酶处理，除去没有杂交的单链的间隔子序列。 用琼脂糖凝胶电泳检测。 Berk-sharp制图法 exon 1 intron exon 2 mRNA 变性杂交 S1核酸酶 2 1 A B C 三、不连续基因的数目和大小 1、数目 有些只有一个或少数几个内含子，有的含有较多的内含子。 珠蛋白：2个； 酵母线粒体cytb：6个 卵类粘蛋白：6个； 卵清蛋白：7个 卵类运铁蛋白：16个；伴清蛋白：17个 α-胶原蛋白：52个； 组蛋白：0个 珠蛋白基因家族中内含子的位置和保守性 内含子1 内含子2 α-珠蛋白基因 β-珠蛋白基因 不连续基因的数目和大小 2、不同来源的内含子的分子大小相差悬殊 SV40基因内含子长31bp 人的营养不良蛋白基因内含子长210kbp。 不连续基因的数目和大小 3、内含子的长度一般比外显子长 卵清蛋白基因总长7700bp，而mRNA只有1859bp，内含子总长为5841bp。 二氢叶酸还原酶（DHFR）基因总长31kb，而mRNA只有2kb，而内含子长为29kb。 不连续基因的数目和大小 4、编码序列在进化过程中较保守，而内含子变化迅速，差异很大。 哺乳动物二氢叶酸还原酶（DHFR）基因 人类 小鼠 中国仓鼠 四、外显子和内含子之间的关系 1、外显子和内含子联结处的共同序列 各种内含子的两端没有任何广泛的同源性和互补性； 联结处的确具有保守的共同序列。 内含子5端起始的两个碱基是GT，3‘端最后两个碱基总是AG。 GT-AG法则 外显子和内含子之间的关系 2、一个基因的内含子可以是另一基因的外显子 产生多种mRNA的情况 利用多个5端转录起始位点 多个3端加polyA位点 利用不同的内含子剪接方式 以上3种情况的不同综合 小鼠淀粉酶基因 小鼠淀粉酶基因有两个启动区，一个在肝脏中使用，另一个在腮腺中使用。 肝脏和腮腺的mRNA从不同的外显子开始合成，具有不同的5端。 小鼠淀粉酶基因在两种组织内利用两种启动子进行转录 S L 2 3 转录 剪接 唾液腺转录产物 S 2 3 肝脏转录产物 L 2 3 大鼠肌肉的肌钙蛋白T α型：W、X、Z、 α β型：W、X、Z、 β 两个或多个polyA位点 大鼠降钙素基因 IgM、D、E、G的H链基因 果蝇肌球蛋白碱性L链基因 牛前激肽原基因 五、内含子的可能功能 不存在内含子的基因 少数真核生物并不存在内含子，如编码干扰素、组蛋白的基因和大多数酿酒酵母的基因。 内含子的可能功能 转录调控功能：内含子通过启动子、起始位点的精确碱基配对，来阻止或增强RNA聚合酶的作用，对转录具有调控作用。 形成不同成熟的mRNA：内含子具各种剪接信号，不同细胞选择不同的拼接点，使初始转录产物形成不同的成熟mRNA。 内含子具有自己特定的蛋白质编码，可能携带某种信号，作为基因调控的因素。 第三章 基因和基因组 内容 第七节 基因组与C值矛盾 第八节 原核生物基因组 第九节 真核生物基因组