基因組的結構與功能課件

《基因組的結構與功能課件》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。

1、第二章基因組的結構與功能第一節(jié)原核生物基因組的結構與功能一、原核生物染色體基因組的結構與功能二、原核生物中的質粒DNA第二節(jié)真核生物基因組的結構與功能一、真核生物染色質DNA的高級結構二、真核生物核基因組結構與功能特點三、真核生物線粒體基因組的結構第三節(jié)病毒基因組的結構與功能（選讀）基因組的概念及功能基因組（genome）的定義細胞或生物體中，一套完整單倍體的遺傳物質的總和基因組的功能貯存和表達遺傳信息基因組大小種類Mb大腸桿菌4.64啤酒酵母12.1線蟲100果蠅140蝗蟲5000小鼠3300豌豆4800玉米5000小麥17000人3000第一節(jié)、原核生物

2、基因組的結構與功能一、原核生物染色體基因組的結構與功能（一）原核生物染色體DNA的基本結構與功能原核生物染色體基因組通常僅由一條環(huán)狀雙鏈DNA分子組成，在細胞中與蛋白質以復合物的形式存在。例細菌只有類核（二）原核生物染色體基因組中結構基因的結構與功能特征1連續(xù)編碼2編碼序列不重疊3很少重復序列4多為單拷貝基因，rRNA為多拷貝5結構基因約占50％（三）原核生物染色體基因組中結構基因與調控序列的組織方式結構基因與調控序列以操縱子（operon)的形式存在轉錄終止信號——終止子不依賴?因子的強終止子依賴?因子的弱終止子原核生物染色體基因組只存在一個復制起點二、原核生

3、物中的質粒DNA（一）質粒的基本特性質粒（plasmid）是細菌細胞內的、染色體外的DNA分子，是共價閉環(huán)的環(huán)狀DNA分子（covalentclosedcircularDNA,cccDNA)，能夠獨立于細胞的染色質DNA而進行復制。分子量106—108長度1.5—15kb(二）質粒的遺傳控制1質粒自身帶有復制調控系統(tǒng)，在增殖細胞中以一定的拷貝數(shù)穩(wěn)定遺傳。2質粒有分配區(qū)，負責質粒分配。3質粒的細胞分裂控制系統(tǒng)能夠抑制細胞分裂，對低拷貝質粒的遺傳穩(wěn)定很重要。4質粒在宿主菌中具有不相容性。（三）質粒的類型1接合型質粒、可移動型質粒和自傳遞型質粒2嚴謹型和松弛型質粒3窄

4、宿主譜質粒和廣宿主譜質粒ColE主要大腸桿菌中pC194大腸桿菌、枯草桿菌、肺炎鏈球菌等第二節(jié)真核生物基因組的結構與功能一、真核生物染色質DNA的高級結構（一）DNA高級結構中的蛋白質1組蛋白高度保守的核心組蛋白H2A、H2B、H3、H4非保守的連接組蛋白H1,種屬特異性，組織特異性2非組蛋白序列特異性DNA結合蛋白特性：含有較多天冬氨酸、谷氨酸等負電酸性氨基酸整個細胞周期都可以進行合成識別特異的DNA序列功能：幫助DNA折疊，形成結構域，有利于復制和轉錄協(xié)助啟動DNA復制控制基因轉錄，調節(jié)基因表達（二）DNA與蛋白質的結合與染色體的組裝核小體（nucleoso

5、me）線性雙螺旋折疊的第一層次。猶如念珠，核小體由直徑為11x5.5nm的組蛋白核心和盤繞在核心上的DNA構成。核心由組蛋白H2A、H2B、H3和H4各2分子組成八聚體，146bp長的DNA盤繞核心1.75圈，形成核心顆粒，各核心顆粒間有60bpDNA和一分子H1構成連接區(qū)，每個核小體單位包含約200bp的DNA。二、真核生物基因組結構和功能特點（一）真核生物基因組中結構基因的結構與功能特點1大都為斷裂基因2單順反子3結構基因所占區(qū)域遠小于非編碼區(qū)域（二）真核細胞基因組中的重復序列的結構與功能1高度重復序列（106）（1）反向重復序列5%（2）衛(wèi)星DNA（隨體D

6、NA)5%功能：參與復制水平的調節(jié)參與基因表達的調控參與染色體配對2中度重復序列（<105）（1）短分散重復片段（105）300－500bp(shortinterspersedrepeatedsegments,SINES)如Alu家族，Hinf家族（2）長分散重復片段,3500－5000bp如KpnI家族(longinterspersedrepeatedsegments,LINES)3單拷貝序列（低度重復序列）50-80%人基因組中占60－65％（三）多基因家族與假基因多基因家族由某一祖先基因經(jīng)過重復和變異所產(chǎn)生的一組基因。A基因家族成簇地分布在某一染色體上，同

7、時發(fā)揮作用，合成某些蛋白質，如組蛋白基因家族。B基因家族的不同成員成簇地分布在不同染色體上，編碼一組功能上密切相關的蛋白質，如珠蛋白基因家族。假基因（pseudogene)在多基因家族中，并不產(chǎn)生有功能的基因產(chǎn)物。往往缺少正?；虻膬群?，兩側有順向重復序列。三、真核生物線粒體基因組的結構線粒體DNA(mitochondrialDNA,mtDNA)是核外遺傳物質，獨立編碼線粒體中的一些蛋白質。例人mtDNA全長16569bp，編碼37基因13呼吸鏈多酶體系的多肽22mt-tRNA2mt-rRNA(16S+12S)第三節(jié)病毒基因組的結構與功能（選讀）