基因组、基因组学与转录组学.pptx

第三部分

基因组、基因组学与

转录组学

;基因(Gene)

是编码RNA和蛋白质序列信息及表达这些

信息所必需的的全部核苷酸序列。

基因组（Genome）

是一个细胞或一个生物体所载的全部遗传

信息，这些遗传信息决定了生物体的发生，

发展和各种生命现象的产生。

;基因组学（genomics)

是阐明整个基因组的结构与功能以及基因之间的相互作用。

转录组学（transcriptomics)

全面了解基因组的整体转录情况及调控规律。;4;20世纪人类科技发展史上的三大创举;第一节基因;基因的概念;1.结构基因

编码RNA(rRNA、tRNA、MicroRNA)或通过mRNA编码蛋白质的DNA序列。

2.调控序列

为表达结构基因所需要的启动子、增强子等调控序列。;原核生物的结构基因是连续的

真核生物结构基因由外显子（编码序列)和内含子（非编码序列)两部分组成，编码序列不连续，称为断裂基因（interruptedgene）。

;

;原核生物的mRNA是多顺反子mRNA;;t;启动子(Promoter)：与RNA聚合酶结合并起始转录的一段DNA序列。RNApoI识别位点和mRNA转录起始位点有方向性，位于转录起始上游，有一定保守性。启动子本不出现于RNA产物中，仅提供转录起始信号。;原核生物启动子区域特点;终止子：提供转录终止信号

分两类：一类为在Rho因子作用下终止；另一类在靠近终止区转录后一段mRNA形成茎环二级结构，可终止转录。;操纵元件被阻遏蛋白质别与结合

正调控蛋白阻遏蛋白

结合位点结合位点

正调控蛋白结合位点可加强下游结构基因的转录;

;真核生物结构基因;;;真核生物基因的调控序列;顺式调节(cis-regulation)：一个基因的调控区和结构基因位于同一染色体中相邻部位，该调节方式称为顺式调节。

相应的DNA序列称为顺式调控元件或顺式作用元件（cis-actingelement)。

;真核生物顺式作用元件;;真核生物启动子:

位于转录起始上游，由转录因子识别并决定RNA聚合酶结合和起始转录的核苷酸序列。

三类启动子：分别结合三种RNA聚合酶

Ⅰ启动子：富含GC，主要编码rRNA的基因

Ⅱ启动子：具有TATA盒或CAAT盒GC盒结构，主要编码mRNA和小RNA基因。

Ⅲ启动子：包括A盒、B盒和C盒，编码5SrRNA、tRNA基因等。;TATA盒（TATABox）

位于-25～-30bp，TATAAAA/TATATAT

与TFII结合，启动基因转录。;

;GC盒（GCBox）

位于-35bp，GGCGG，与转录因子SP1结

合，促进转录的过程。;增强子（enhancer）;增强子增强临近基因转录;沉默子是负性调节元件;5′--------AATAAA----------GT-------3′;第二节基因组

;?

;原核生物基因组;拟核：细菌染色体在细胞内形成的一个致密区域;原核生物基因组结构特点;原核生物基因组以操纵子模型为其特征;由一条环状双链DNA分子组成

通常只有一个DNA复制起点;乳糖操纵子lacoperon;原核生物的mRNA是多顺反子mRNA;质粒也是原核生物的遗传物质;质粒的特性;病毒基因组特点;病毒基因组的特点

可以是单链，也可以是双链结构

可以是闭环分子，也可以是线性分子

基因组大部分序列编码蛋白质，基因之

间间隔序列短

;病毒基因组基因重叠

同一DNA片段可以是两种或三种蛋白质

分子的部分编码区。

重叠编码机制提高了病毒基因组的编码

能力。;真核生物基因组的特点

基因组庞大

结构基因是断裂基因

结构基因的转录产物为单顺反子mRNA

大量重复序列

染色体末端具有端粒结构;人类基因组90%的序列可以转录-编码序列

编码序列概念：凡是可以转录出RNA（mRNA及所

有其他RNA）的序列。

只有2%编码mRNA并翻译成蛋白质，其他大部

分编码序列转录出的RNA不编码蛋白质的信息，称

为非编码RNA（non-codingRNA,ncRNA)。

ncRNA直接或间接参与蛋白质表达调控。;染色体DNA的组成;人类基因组中存在许多重复序列;高度重复序