基因組的結(jié)構(gòu)與功能.ppt

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1、基因組的結(jié)構(gòu)與功能第二章7/25/20211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(diǎn)7/25/20212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7/25/20213特點(diǎn)●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7/25/20214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DNA7/

2、25/20215（一）原核生物染色體DNA的基本結(jié)構(gòu)與功能●環(huán)狀雙鏈DNA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(diǎn)一、原核生物染色體基因組的結(jié)構(gòu)與功能7/25/20216原核生物染色體DNA通常與細(xì)胞膜相連，連接點(diǎn)的數(shù)量隨細(xì)胞生長狀況和不同的生活周期而異7/25/20217原核生物DNA的高級結(jié)構(gòu)---超螺旋結(jié)構(gòu)7/25/20218（2）染色體DNA的功能與細(xì)胞膜密切相關(guān)★信號區(qū)域往往優(yōu)先與細(xì)胞膜結(jié)合★在細(xì)胞分裂時(shí)將染色體DNA均

3、勻地分配到兩個(gè)子代細(xì)菌中7/25/20219（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7/25/202110（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）7/25/202111●轉(zhuǎn)錄終止信號位于信息編碼區(qū)下游，使轉(zhuǎn)錄終止7/25/202112二、原核生物中的質(zhì)粒DNA1.質(zhì)粒的基本特性

4、●質(zhì)粒的定義質(zhì)粒（plasmid）是細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的、染色體外的共價(jià)閉合的環(huán)狀DNA分子（covalentclosedcircularDNA，cccDNA）7/25/202113質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)●能夠獨(dú)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7/25/2021142.質(zhì)粒的遺傳調(diào)控●質(zhì)粒自身帶有一個(gè)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7/25/2021153.質(zhì)粒的類型●接合型質(zhì)粒只能使細(xì)菌接合，本身不能被傳遞●可移動(dòng)型質(zhì)?？梢员粋鬟f，但

5、不能使質(zhì)粒接合，只能被動(dòng)傳遞(接合型與可移動(dòng)型并存時(shí)，能傳遞可移動(dòng)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7/25/2021164.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(gè)細(xì)菌內(nèi)僅含數(shù)個(gè)質(zhì)粒?！袼沙谛唾|(zhì)粒（relaxedplasmid）即高拷貝質(zhì)粒，每個(gè)細(xì)菌內(nèi)的質(zhì)粒數(shù)目可達(dá)10-60個(gè)或更多。7/25/2021175.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(xì)菌之間傳遞7/25/20211

6、8第二節(jié)真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能一、真核細(xì)胞染色質(zhì)DNA的高級結(jié)構(gòu)二、真核細(xì)胞核基因組結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)7/25/202119一、真核細(xì)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：H17/25/202120核心組蛋白結(jié)構(gòu)特點(diǎn)非常保守原因：●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7/25/202121四種核心組蛋白的

7、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(jìn)行修飾的部位.7/25/202122連接蛋白H1特點(diǎn)●具有種屬特異性●具有組織特異性7/25/202123●酸性蛋白質(zhì)●合成與DNA復(fù)制同步進(jìn)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7/25/202124功能●幫助DNA分子折疊●協(xié)助啟動(dòng)DNA復(fù)制●控制基因轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)基因表達(dá)7/25/2021252.DNA與蛋白質(zhì)的結(jié)合與染色體的組裝●基本結(jié)構(gòu)

8、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7/25/202126核小體的結(jié)構(gòu)7/25/202127多聚核小體的結(jié)構(gòu)7/25/202128染色質(zhì)的壓縮過程7/25/202129二、真核細(xì)胞核基因組結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)●大都為斷裂基因1.結(jié)構(gòu)基因的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)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