基因组的结构与功能课件

《基因组的结构与功能课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章基因组的结构与功能第一节原核生物基因组的结构与功能一、原核生物染色体基因组的结构与功能二、原核生物中的质粒DNA第二节真核生物基因组的结构与功能一、真核生物染色质DNA的高级结构二、真核生物核基因组结构与功能特点三、真核生物线粒体基因组的结构第三节病毒基因组的结构与功能（选读）基因组的概念及功能基因组（genome）的定义细胞或生物体中，一套完整单倍体的遗传物质的总和基因组的功能贮存和表达遗传信息基因组大小种类Mb大肠杆菌4.64啤酒酵母12.1线虫100果蝇140蝗虫5000小鼠3300豌豆4800玉米5000小麦17000人3000第一节、原核生物

2、基因组的结构与功能一、原核生物染色体基因组的结构与功能（一）原核生物染色体DNA的基本结构与功能原核生物染色体基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成，在细胞中与蛋白质以复合物的形式存在。例细菌只有类核（二）原核生物染色体基因组中结构基因的结构与功能特征1连续编码2编码序列不重叠3很少重复序列4多为单拷贝基因，rRNA为多拷贝5结构基因约占50％（三）原核生物染色体基因组中结构基因与调控序列的组织方式结构基因与调控序列以操纵子（operon)的形式存在转录终止信号——终止子不依赖因子的强终止子依赖因子的弱终止子原核生物染色体基因组只存在一个复制起点二、原核生

3、物中的质粒DNA（一）质粒的基本特性质粒（plasmid）是细菌细胞内的、染色体外的DNA分子，是共价闭环的环状DNA分子（covalentclosedcircularDNA,cccDNA)，能够独立于细胞的染色质DNA而进行复制。分子量106—108长度1.5—15kb(二）质粒的遗传控制1质粒自身带有复制调控系统，在增殖细胞中以一定的拷贝数稳定遗传。2质粒有分配区，负责质粒分配。3质粒的细胞分裂控制系统能够抑制细胞分裂，对低拷贝质粒的遗传稳定很重要。4质粒在宿主菌中具有不相容性。（三）质粒的类型1接合型质粒、可移动型质粒和自传递型质粒2严谨型和松弛型质粒3窄

4、宿主谱质粒和广宿主谱质粒ColE主要大肠杆菌中pC194大肠杆菌、枯草杆菌、肺炎链球菌等第二节真核生物基因组的结构与功能一、真核生物染色质DNA的高级结构（一）DNA高级结构中的蛋白质1组蛋白高度保守的核心组蛋白H2A、H2B、H3、H4非保守的连接组蛋白H1,种属特异性，组织特异性2非组蛋白序列特异性DNA结合蛋白特性：含有较多天冬氨酸、谷氨酸等负电酸性氨基酸整个细胞周期都可以进行合成识别特异的DNA序列功能：帮助DNA折叠，形成结构域，有利于复制和转录协助启动DNA复制控制基因转录，调节基因表达（二）DNA与蛋白质的结合与染色体的组装核小体（nucleoso

5、me）线性双螺旋折叠的第一层次。犹如念珠，核小体由直径为11x5.5nm的组蛋白核心和盘绕在核心上的DNA构成。核心由组蛋白H2A、H2B、H3和H4各2分子组成八聚体，146bp长的DNA盘绕核心1.75圈，形成核心颗粒，各核心颗粒间有60bpDNA和一分子H1构成连接区，每个核小体单位包含约200bp的DNA。二、真核生物基因组结构和功能特点（一）真核生物基因组中结构基因的结构与功能特点1大都为断裂基因2单顺反子3结构基因所占区域远小于非编码区域（二）真核细胞基因组中的重复序列的结构与功能1高度重复序列（106）（1）反向重复序列5%（2）卫星DNA（随体D

6、NA)5%功能：参与复制水平的调节参与基因表达的调控参与染色体配对2中度重复序列（<105）（1）短分散重复片段（105）300－500bp(shortinterspersedrepeatedsegments,SINES)如Alu家族，Hinf家族（2）长分散重复片段,3500－5000bp如KpnI家族(longinterspersedrepeatedsegments,LINES)3单拷贝序列（低度重复序列）50-80%人基因组中占60－65％（三）多基因家族与假基因多基因家族由某一祖先基因经过重复和变异所产生的一组基因。A基因家族成簇地分布在某一染色体上，同

7、时发挥作用，合成某些蛋白质，如组蛋白基因家族。B基因家族的不同成员成簇地分布在不同染色体上，编码一组功能上密切相关的蛋白质，如珠蛋白基因家族。假基因（pseudogene)在多基因家族中，并不产生有功能的基因产物。往往缺少正常基因的内含子，两侧有顺向重复序列。三、真核生物线粒体基因组的结构线粒体DNA(mitochondrialDNA,mtDNA)是核外遗传物质，独立编码线粒体中的一些蛋白质。例人mtDNA全长16569bp，编码37基因13呼吸链多酶体系的多肽22mt-tRNA2mt-rRNA(16S+12S)第三节病毒基因组的结构与功能（选读）