《基因組結(jié)構(gòu)與功能》PPT課件

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1、基因組結(jié)構(gòu)與功能基因組（genome)細(xì)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(dá)遺傳信息特點不同的生物體，其基因組的大小和復(fù)雜程度各不相同，進(jìn)化程度越高的生物其基因組越復(fù)雜基因組(bp)基因數(shù)(個)人(Homosapiens)3X10930,000小鼠(M.musculus)2.6X10930,000線蟲(C.elegans)9.7X10719,000果蠅(D.melanogaster)1.37X10813,000酵母(S.cerevisia

2、e)1.2X1076,000擬南芥(A.thaliana)1.0X10825,000大腸桿菌(E.coli)4.6X1063,200艾滋病毒(HIV)97009不同物種的基因組基因在基因組中的數(shù)量大腸桿菌50%病毒95%真核生物5%-10%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(yuǎn)大于真核基因組，小于病毒基因組。原核生物中的質(zhì)粒DNA質(zhì)粒（plasmid）是細(xì)菌細(xì)胞

3、內(nèi)的,染色體外的共價閉合環(huán)狀DNA分子。質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)與功能特點能夠獨立于細(xì)胞的染色質(zhì)DNA而進(jìn)行復(fù)制對宿主細(xì)胞的生存不是必需的能賦予細(xì)菌特定的遺傳性狀質(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(xì)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質(zhì)粒拷貝方式嚴(yán)謹(jǐn)型質(zhì)粒（strigentplasmid)低拷貝數(shù)質(zhì)粒，一個細(xì)菌內(nèi)僅含數(shù)個質(zhì)粒松弛型質(zhì)粒（relaxedplasmid)即高拷貝質(zhì)粒，每個細(xì)菌內(nèi)的質(zhì)粒數(shù)目可達(dá)10-60個或更多。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?/p>

4、、屬、種的細(xì)菌之間傳遞病毒基因組的特點基因組較小不到大腸桿菌基因組大小的十分之一可以是DNA,也可以是RNA可以是單鏈結(jié)構(gòu)，也可以是雙鏈結(jié)構(gòu)可以是閉環(huán)分子，也可以是線性分子RNA病毒基因組可以是由不相連的幾條RNA鏈構(gòu)成每個RNA分子都含有編碼蛋白質(zhì)分子的信息。DNA病毒無類似現(xiàn)象人基因組的結(jié)構(gòu)與功能人基因組中只有不到三萬種基因人基因組中存在大量重復(fù)序列多基因家族與假基因線粒體DNA結(jié)構(gòu)有別于染色體DNA人類基因組結(jié)構(gòu)特點1.單拷貝序列(單一序列)在一個基因組中只出現(xiàn)一次或很少幾次的堿基序列為單一序列，是結(jié)構(gòu)基因的特

5、點。結(jié)構(gòu)基因編碼的蛋白質(zhì)包括結(jié)構(gòu)蛋白、酶、激素、受體和調(diào)節(jié)蛋白等。2.重復(fù)多拷貝序列(重復(fù)序列)重復(fù)順序是指在一個基因組中有多個拷貝的堿基順序。根據(jù)重復(fù)片段的長度及重復(fù)的頻率分：高度重復(fù)序列中度重復(fù)序列高度重復(fù)序列重復(fù)片段的長度單位在幾個到幾百個堿基對之間，重復(fù)頻率高達(dá)>106，且集中在某一區(qū)域串聯(lián)排列。一般不能編碼蛋白質(zhì)，用于維持染色體的結(jié)構(gòu)、間隔結(jié)構(gòu)基因等。衛(wèi)星DNA（重復(fù)單元為5-200bp，重復(fù)次數(shù)可達(dá)105次）小衛(wèi)星DNA（重復(fù)單元為15-100bp，序列長度為1-5kb）微衛(wèi)星：重復(fù)單元為1-6bp，在基

6、因組中出現(xiàn)的數(shù)目及頻率存在個體間的差異(多態(tài)性)，可用于檢測DNA指紋。高度重復(fù)序列功能參與復(fù)制水平的調(diào)節(jié)存在于DNA復(fù)制起點區(qū)的附近，是一些蛋白質(zhì)（包括酶）的結(jié)合位點參與基因表達(dá)的調(diào)控可以形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，有助于穩(wěn)定RNA分子參與染色體配對同源染色體之間的聯(lián)會可能依賴于具有染色體專一性的特定衛(wèi)星DNA序列。(2)中度重復(fù)序列重復(fù)長度300-7000bp不等，重復(fù)次數(shù)在102-105左右。重復(fù)基因：組蛋白基因，rRNA基因，tRNA基因重復(fù)序列：短分散DNA序列長分散DNA序列2.多基因家族基因家族的不同成員成簇排列在染

7、色體上，各基因之間由重復(fù)序列隔開。簡單的多基因家族由相同的基因組成，即一個基因的多個拷貝。如rRNA基因家族。復(fù)雜的多基因家族由幾個功能相近的基因組成，如組蛋白家族。發(fā)育控制下的相近基因的連鎖由若干功能相近的基因組成，其表達(dá)受發(fā)育程序的控制。如?珠蛋白和免疫球蛋白基因。線粒體DNA(mitochondrial,mtDNA)mtDNA是核外遺傳物質(zhì)環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)特點與原核生物相同