《基因和基因组》PPT课件

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1、第二章基因和基因组genesandgenomes一、原核生物和真核生物原核：无核结构真核：核膜包围染色体主要区别：细胞结构、遗传组织、细胞的其他功能生物进化的三界学说嗜热细菌古细菌产甲烷细菌╱嗜盐细菌原核大肠杆菌╱╲真细菌土壤杆菌原始细胞枯草杆菌╲原生生物真核真菌植物动物二、原核生物染色体及其基因1、E.coli染色体4.2×106bp双链环状DNA，无核结构。相对集中产生类核，DNA占80%，RNA和蛋白质占20%，1000bp/基因。E.coli有3000-4000个基因。相关术语介绍：操纵子：功能上相关的几个结

2、构基因相连，由一个共同的调节基因和一组共同的控制位点即启动子（promoter）和操作子（operator，也称操纵基因）。在基因表达时协调作用。这种基因表达调控结构组成一个单元，称为操纵子（也称为操纵元）。如E.coli中的乳糖代谢操纵子操纵子组成包括结构基因、启动子和被调节基因产物识别的操纵基因调控子：一个调节基因的产物能调控几个操纵子基因的表达。这样几个操纵子加上它们的调节基因就是调控子结构基因：编码蛋白质的特定DNA序列，常为单拷贝。RNA基因：仅转录合成RNA的特定DNA序列。多拷贝。遗传密码：DNA序列和

3、相应蛋白质氨基酸之间的关系。通过mRNA中碱基的排列来联系。密码子：mRNA中的三联体。突变热点：DNA序列中特定区段容易发生突变的位点。顺反互补----基因的认识可读框DNA中具有潜在编码蛋白质氨基酸的核苷酸序列。编码区：DNA中对应于蛋白质中氨基酸序列的核苷酸序列。转录单位：包括转录的启动子及其上游的其它调控区域、基因本身和转录的终止序列。间隔区：基因序列中没有编码功能的区域。包括一些复制、转录、翻译过程的调控区段。2、噬菌体Φx174单链环状DNA。5386核苷酸，11个基因，3个mRNA，翻译11种蛋白质，重

4、叠基因和基因内基因。λ噬菌体48502bp,双链DNA，（环状和线形分子）在E.coli中有两种形态存在，以分离的环状分子存在于寄主的细胞质中和以原噬菌体形式整合到寄主染色体中。cI溶原化的原因三、真核生物基因组1、真核生物基因组大小与C值矛盾基因组、染色体数目、C值C值矛盾（Cvalueparadox）,人们无法用已知功能来解释基因组的DNA含量，所以产生了C值矛盾。→与预期的编码蛋白质基因数量相比，基因组DNA含量过多。→一些物种间的复杂性变化范围并不大，但C值却很大。常见试验动物的DNA含量2、基因组的基因数目

5、a.全序列测定，酵母，1.3×107bp，平均每个可读框为1.4kb。基因间的平均间隔为600bp.则1.3×107bp/1.4kb+600bp=6500(基因)b.可读框最大值c.表达基因数最小值d.致死基因数不等交换改变基因数目四、真核生物的染色体1.   染色质和核小体异染色质组成型异染色质DNA序列不转录兼性异染色质X染色体常染色质2.   核小体染色体的基本结构单位200bpDNA+组蛋白（H2A,H2B,H3,H4）+H1染色质→染色体，被压缩8000-10000倍四级结构核小体螺线体超螺线体染色单体核小

6、体的组装H3和H4先形成四聚体，一个锁芯样结构，70-80bpDNA缠绕其上形成一圈螺旋，然后H2A和H2B形成异二聚体，结合于四聚体的两个侧面，各异二聚体与30-40bpDNA结合各产生半圈螺旋，最后H1与DNA结合锁住核小体的进出口。3、着丝粒（centromere）功能：染色体分裂的完整性、连续性、两极分离性酵母菌的着丝粒序列(cen3)插入酵母菌质粒中。使质粒在细胞分裂表现出有规则地向子细胞分配行为。结构：DNA特殊序列，大多数着丝粒中含110bp的AT富集保守区，在其两侧是高度保守的序列（成分Ⅰ和成分Ⅱ）特

7、征：不同物种的着丝粒中DNA序列不同，同种生物不同染色体的着丝粒结构也有差别。4．端粒（telomere）线性DNA分子末端特化了的序列，是特殊的二级结构。端粒的DNA由许多短的正向重复序列组成。5’端总是在富含C的链上，3’端则在富含G的链上。Cn(A/T)mn=1～8Gn(T/A)mm=1~4具有一条单链末端，总是富含G的链，即带有3’端。端粒DNA单链末端不被核酸外切酶及单链特异性的内切核酸酶所识别。人类端粒5’TTAGGG-3’,端粒、着丝粒和DNA复制起点构成了染色体的不可缺少的三要素。人工染色体（arti

8、ficialchromosome）五．真核生物的基因1．真核生物DNA复性动力学真核生物DNA复性跨越7－8个数量级，复性可分为三个组分，每个组分代表基因组中不同复杂性的序列第一相：快复性组分约占25％Cot＝10－4～2×10－2，Cot1/2=0.0013第二相：中间复性组分占30％Cot＝0.2～100Cot1/2=1.9第三相：慢复性组