《基因組與基因組學》PPT課件

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1、第二章基因組與基因組學北華大學張吉林溫州醫(yī)學院呂建新第二章基因組與基因組學兩個重要概念：基因組（genome）：一個細胞或一種生物體的整套遺傳物質(zhì)?；颍╣ene）：基因組中一個功能性遺傳單位，是貯存有功能的蛋白質(zhì)多肽鏈信息、RNA序列信息及表達這些信息所必需的全部核苷酸序列。第一節(jié)原核生物基因組第二節(jié)病毒基因組第二章基因與基因組第三節(jié)真核生物基因組第四節(jié)人類基因組與人類基因組計劃第一節(jié)原核生物基因組第一節(jié)原核生物基因組一、原核生物基因組特征二、質(zhì)粒三、轉(zhuǎn)座因子一、原核生物基因組特征什么是原核生物（prok

2、aryote）？細菌、支原體、衣原體、立克次體、螺旋體、放線菌和藍綠藻等原始生物的總稱，是最簡單的細胞生物體。原核生物基因組DNA較小，一般在106～107bp之間大腸桿菌基因組DNA由4.6×106bp組成，是人類基因組3×109bp的1‰基因數(shù)目較少，約含3500個基因原核生物基因組中只有一個DNA復制起點一、原核生物基因組特征一、原核生物基因組特征2.原核生物的操縱子結(jié)構(gòu)1.原核生物的類核結(jié)構(gòu)3.原核生物的基因結(jié)構(gòu)一、原核生物基因組特征1.原核生物的類核結(jié)構(gòu)原核生物沒有典型的細胞核結(jié)構(gòu)，基因組DNA位

3、于細胞中央的核區(qū)，無核膜將其與細胞質(zhì)隔開，但能在蛋白質(zhì)的協(xié)助下，以一定的組織形式盤曲、折疊包裝，形成類核（nucleoid），也稱擬核。一、原核生物基因組特征一、原核生物基因組特征2.原核生物的操縱子結(jié)構(gòu)操縱子結(jié)構(gòu)是原核生物基因組的功能單位原核生物的結(jié)構(gòu)基因大多數(shù)按功能相關(guān)性成簇地串聯(lián)排列于染色體上。結(jié)構(gòu)基因連同其上游的調(diào)控區(qū)（包括調(diào)節(jié)基因、啟動基因和操縱基因）以及下游的轉(zhuǎn)錄終止信號，共同組成了一個基因表達單位，即操縱子（operon）結(jié)構(gòu)。一、原核生物基因組特征一、原核生物基因組特征什么是多順反子mRNA

4、分子?一個mRNA分子帶有幾種蛋白質(zhì)的遺傳信息。利用共同的啟動子和終止信號，轉(zhuǎn)錄的mRNA分子可以編碼幾種不同的、但多為功能相關(guān)的蛋白質(zhì)。一、原核生物基因組特征3.原核生物的結(jié)構(gòu)基因基因中編碼RNA或蛋白質(zhì)的DNA序列稱為結(jié)構(gòu)基因。結(jié)構(gòu)基因中沒有內(nèi)含子，基因是連續(xù)的，RNA被合成后不需要經(jīng)過剪接加工。多數(shù)是單拷貝基因，只有編碼rRNA和tRNA的基因有多個拷貝，有利于核糖體的快速組裝和蛋白質(zhì)的急需合成。原核生物結(jié)構(gòu)基因的編碼順序一般不重疊。一、原核生物基因組特征一、原核生物基因組特征基因重疊（geneove

5、rlapping）基因組DNA中某些序列被兩個或兩個以上的基因所共用。基因重疊現(xiàn)象在病毒基因組中普遍存在。1.什么是質(zhì)粒2.質(zhì)粒命名的原則3.質(zhì)粒的分類4.質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)二、質(zhì)粒5.質(zhì)粒的生物學特征二、質(zhì)粒1.什么是質(zhì)粒(plasmid)?細菌細胞染色體以外，能獨立復制并穩(wěn)定遺傳的共價閉合環(huán)狀分子。二、質(zhì)粒2.質(zhì)粒命名的原則用小寫字母p代表質(zhì)粒，在p字母后面用兩個大寫字母代表發(fā)現(xiàn)這一質(zhì)粒的作者或?qū)嶒炇颐Q。pUC118plasmid編號發(fā)現(xiàn)者名字二、質(zhì)粒3、質(zhì)粒的分類復制機制嚴緊型松弛型功能F質(zhì)粒R質(zhì)粒Col質(zhì)

6、粒轉(zhuǎn)移方式接合型可移動型自傳遞型大小小型(1.5kb～15kb)大型(60kb～120kb)宿主范圍窄宿主譜型廣宿主譜型二、質(zhì)粒4.質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)三種構(gòu)型:共價閉環(huán)DNA分子半開環(huán)DNA分子線性DNA分子質(zhì)粒的理化性質(zhì)具有核酸分子的一般理化特性：可嵌入某些染料（溴化乙錠）具有較強的抗切割和抗變性的能力二、質(zhì)粒二、質(zhì)粒二、質(zhì)粒二、質(zhì)粒5.質(zhì)粒的生物學特征除酵母殺傷質(zhì)粒為RNA分子外，已知的所有質(zhì)粒都是環(huán)狀超螺旋DNA分子。質(zhì)粒較小，比較穩(wěn)定，在實際操作中不易受物理因素的損傷。（1）質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移分

7、子量在2.5×107Da以上的質(zhì)?？梢詮墓w細胞將一個復本轉(zhuǎn)移給受體細胞，如F質(zhì)粒和R質(zhì)粒。分子量在1×107Da以下的質(zhì)粒一般無自我轉(zhuǎn)移能力。二、質(zhì)粒二、質(zhì)粒(2)質(zhì)粒的復制主要由4個遺傳控制系統(tǒng)決定復制調(diào)控系統(tǒng)分配系統(tǒng)細胞分裂控制系統(tǒng)位點特異重組系統(tǒng)二、質(zhì)粒（3）質(zhì)粒的選擇性標記抗藥性基因、營養(yǎng)缺陷型基因、抗重金屬基因。最常見的選擇性標記是抗藥性基因，即帶有一種或多種抗生素的抗性基因，可賦予宿主菌抵抗某種抗生素的能力。二、質(zhì)粒（4）質(zhì)粒的不相容性同一類群的不同質(zhì)粒通常不能在同一菌株內(nèi)穩(wěn)定共存，當細胞分裂

8、時就會分別進入不同的子代細胞，這種現(xiàn)象叫做質(zhì)粒的不相容性。不同群的質(zhì)粒（如F和ColEⅠ）可以在同一菌株內(nèi)穩(wěn)定共存，這些質(zhì)粒具有相容性。轉(zhuǎn)座因子又稱轉(zhuǎn)座元件（transposableelement），是一類在細菌染色體、質(zhì)粒或噬菌體之間自行移動并具有轉(zhuǎn)位特性的獨立的DNA序列。三、轉(zhuǎn)座因子三、轉(zhuǎn)座因子（一）轉(zhuǎn)座子的分類（二）轉(zhuǎn)座子的遺傳效應1.插入序列2.轉(zhuǎn)座子3.可轉(zhuǎn)座的噬菌體（一）轉(zhuǎn)座子的分類三、轉(zhuǎn)座因子三、