基因組的結(jié)構(gòu)與功能1

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1、基因組的結(jié)構(gòu)與功能第二章8/3/20211第一節(jié)原核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能第二節(jié)真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能第三節(jié)病毒基因組的結(jié)構(gòu)特點8/3/20212基因組（genome）細胞或生物體中，一套完整單倍體的遺傳物質(zhì)的總和結(jié)構(gòu)指不同的基因功能區(qū)域在核酸分子中的分布和排列情況功能貯存和表達遺傳信息8/3/20213特點●不同的生物體，其基因組的大小和復(fù)雜程度各不相同●進化程度越高的生物其基因組越復(fù)雜8/3/20214第一節(jié)原核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能一、原核生物染色體基因組的結(jié)構(gòu)與功能二、原核生物中的質(zhì)粒DNA8/3/20215（一）原核生物染色體DNA的基本結(jié)構(gòu)與功能●環(huán)狀雙鏈DN

2、A分子●與蛋白質(zhì)形成復(fù)合物●類核（nucleoid）中央：RNA和支架蛋白組成。外圍：雙鏈閉環(huán)的超螺旋DNA。（1）基本結(jié)構(gòu)特點一、原核生物染色體基因組的結(jié)構(gòu)與功能8/3/20216原核生物染色體DNA通常與細胞膜相連，連接點的數(shù)量隨細胞生長狀況和不同的生活周期而異8/3/20217原核生物DNA的高級結(jié)構(gòu)---超螺旋結(jié)構(gòu)8/3/20218（2）染色體DNA的功能與細胞膜密切相關(guān)★信號區(qū)域往往優(yōu)先與細胞膜結(jié)合★在細胞分裂時將染色體DNA均勻地分配到兩個子代細菌中8/3/20219（二）原核生物染色體基因組結(jié)構(gòu)基因特征●結(jié)構(gòu)基因的編碼是連續(xù)的●結(jié)構(gòu)基因之間的編碼序列不重疊●基因

3、組中很少有重復(fù)序列●結(jié)構(gòu)基因多為單拷貝基因（編碼rRNA的基因除外)●結(jié)構(gòu)基因在基因組中所占的比例（約占50%）遠大于真核基因組，小于病毒基因組8/3/202110（三）原核生物染色體基因組中結(jié)構(gòu)基因與調(diào)控序列的組織形式●操縱子（operon）8/3/202111●轉(zhuǎn)錄終止信號位于信息編碼區(qū)下游，使轉(zhuǎn)錄終止8/3/202112二、原核生物中的質(zhì)粒DNA1.質(zhì)粒的基本特性●質(zhì)粒的定義質(zhì)粒（plasmid）是細菌細胞內(nèi)的、染色體外的共價閉合的環(huán)狀DNA分子（covalentclosedcircularDNA，cccDNA）8/3/202113質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)與功能特點●能夠獨立于細胞的

4、染色質(zhì)DNA而進行復(fù)制●對宿主細胞的生存不是必需的●能賦予細菌特定的遺傳性狀8/3/2021142.質(zhì)粒的遺傳調(diào)控●質(zhì)粒自身帶有一個復(fù)制調(diào)控系統(tǒng)●能使細胞分裂與質(zhì)粒復(fù)制協(xié)調(diào)●質(zhì)粒在宿主菌中具有不相容性8/3/2021153.質(zhì)粒的類型●接合型質(zhì)粒只能使細菌接合，本身不能被傳遞●可移動型質(zhì)?？梢员粋鬟f，但不能使質(zhì)粒接合，只能被動傳遞(接合型與可移動型并存時，能傳遞可移動型質(zhì)粒)●自傳遞型質(zhì)粒兼具上述兩種質(zhì)粒的功能，因而可以自傳遞，如F質(zhì)粒8/3/2021164.質(zhì)?？截惙绞健駠乐斝唾|(zhì)粒（strigentplasmid）低拷貝數(shù)質(zhì)粒，一個細菌內(nèi)僅含數(shù)個質(zhì)粒?！袼沙谛唾|(zhì)粒（rela

5、xedplasmid）即高拷貝質(zhì)粒，每個細菌內(nèi)的質(zhì)粒數(shù)目可達10-60個或更多。8/3/2021175.質(zhì)粒對宿主的適應(yīng)性●窄宿主譜質(zhì)粒僅能存在于一種或數(shù)種密切相關(guān)的宿主●廣宿主譜質(zhì)?？梢栽诓煌?、屬、種的細菌之間傳遞8/3/202118第二節(jié)真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能一、真核細胞染色質(zhì)DNA的高級結(jié)構(gòu)二、真核細胞核基因組結(jié)構(gòu)和功能特點8/3/202119一、真核細胞染色質(zhì)DNA的高級結(jié)構(gòu)1.DNA高級結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)（1）組蛋白堿性蛋白,帶正電荷,有較多的精氨酸和賴氨酸分類核心組蛋白：H2A、H2B、H3、H4等4種連接組蛋白：H18/3/202120核心組蛋白結(jié)構(gòu)特點非常保

6、守原因：●絕大多數(shù)氨基酸都與DNA或其它組蛋白相互作用,不可置換●所有的生物中與組蛋白相互作用的DNA磷酸二酯骨架都是相同的●球形部8/3/202121四種核心組蛋白的組成借精氨酸殘基與磷酸二酯骨架間的靜電作用使DNA分子纏繞在組蛋白核心周圍，形成核小體●尾部含有大量賴氨酸和精氨酸殘基，為組蛋白翻譯后進行修飾的部位.8/3/202122連接蛋白H1特點●具有種屬特異性●具有組織特異性8/3/202123●酸性蛋白質(zhì)●合成與DNA復(fù)制同步進行●能識別特異的DNA序列（2）非組蛋白是染色體上結(jié)合特異DNA序列蛋白質(zhì)特性8/3/202124功能●幫助DNA分子折疊●協(xié)助啟動DNA復(fù)

7、制●控制基因轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)基因表達8/3/2021252.DNA與蛋白質(zhì)的結(jié)合與染色體的組裝●基本結(jié)構(gòu)八聚體核心組蛋白↓核心顆?！诵念w粒之間+連接區(qū)形成串珠樣的結(jié)構(gòu)核小體是染色質(zhì)的基本組成單位8/3/202126核小體的結(jié)構(gòu)8/3/202127多聚核小體的結(jié)構(gòu)8/3/202128染色質(zhì)的壓縮過程8/3/202129二、真核細胞核基因組結(jié)構(gòu)和功能特點●大都為斷裂基因1.結(jié)構(gòu)基因的結(jié)構(gòu)與功能特點非編碼區(qū)內(nèi)含子編碼區(qū)外顯子●轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子●結(jié)構(gòu)基因所占區(qū)域遠小于非編碼區(qū)域8/3/2021302.基因組中的重