《基因组与基因组学》PPT课件

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1、第二章基因组与基因组学北华大学张吉林温州医学院吕建新第二章基因组与基因组学两个重要概念：基因组（genome）：一个细胞或一种生物体的整套遗传物质。基因（gene）：基因组中一个功能性遗传单位，是贮存有功能的蛋白质多肽链信息、RNA序列信息及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列。第一节原核生物基因组第二节病毒基因组第二章基因与基因组第三节真核生物基因组第四节人类基因组与人类基因组计划第一节原核生物基因组第一节原核生物基因组一、原核生物基因组特征二、质粒三、转座因子一、原核生物基因组特征什么是原核生物（prok

2、aryote）？细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体、放线菌和蓝绿藻等原始生物的总称，是最简单的细胞生物体。原核生物基因组DNA较小，一般在106～107bp之间大肠杆菌基因组DNA由4.6×106bp组成，是人类基因组3×109bp的1‰基因数目较少，约含3500个基因原核生物基因组中只有一个DNA复制起点一、原核生物基因组特征一、原核生物基因组特征2.原核生物的操纵子结构1.原核生物的类核结构3.原核生物的基因结构一、原核生物基因组特征1.原核生物的类核结构原核生物没有典型的细胞核结构，基因组DNA位

3、于细胞中央的核区，无核膜将其与细胞质隔开，但能在蛋白质的协助下，以一定的组织形式盘曲、折叠包装，形成类核（nucleoid），也称拟核。一、原核生物基因组特征一、原核生物基因组特征2.原核生物的操纵子结构操纵子结构是原核生物基因组的功能单位原核生物的结构基因大多数按功能相关性成簇地串联排列于染色体上。结构基因连同其上游的调控区（包括调节基因、启动基因和操纵基因）以及下游的转录终止信号，共同组成了一个基因表达单位，即操纵子（operon）结构。一、原核生物基因组特征一、原核生物基因组特征什么是多顺反子mRNA

4、分子?一个mRNA分子带有几种蛋白质的遗传信息。利用共同的启动子和终止信号，转录的mRNA分子可以编码几种不同的、但多为功能相关的蛋白质。一、原核生物基因组特征3.原核生物的结构基因基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列称为结构基因。结构基因中没有内含子，基因是连续的，RNA被合成后不需要经过剪接加工。多数是单拷贝基因，只有编码rRNA和tRNA的基因有多个拷贝，有利于核糖体的快速组装和蛋白质的急需合成。原核生物结构基因的编码顺序一般不重叠。一、原核生物基因组特征一、原核生物基因组特征基因重叠（geneove

5、rlapping）基因组DNA中某些序列被两个或两个以上的基因所共用。基因重叠现象在病毒基因组中普遍存在。1.什么是质粒2.质粒命名的原则3.质粒的分类4.质粒的结构二、质粒5.质粒的生物学特征二、质粒1.什么是质粒(plasmid)?细菌细胞染色体以外，能独立复制并稳定遗传的共价闭合环状分子。二、质粒2.质粒命名的原则用小写字母p代表质粒，在p字母后面用两个大写字母代表发现这一质粒的作者或实验室名称。pUC118plasmid编号发现者名字二、质粒3、质粒的分类复制机制严紧型松弛型功能F质粒R质粒Col质

6、粒转移方式接合型可移动型自传递型大小小型(1.5kb～15kb)大型(60kb～120kb)宿主范围窄宿主谱型广宿主谱型二、质粒4.质粒的结构与理化性质质粒的结构三种构型:共价闭环DNA分子半开环DNA分子线性DNA分子质粒的理化性质具有核酸分子的一般理化特性：可嵌入某些染料（溴化乙锭）具有较强的抗切割和抗变性的能力二、质粒二、质粒二、质粒二、质粒5.质粒的生物学特征除酵母杀伤质粒为RNA分子外，已知的所有质粒都是环状超螺旋DNA分子。质粒较小，比较稳定，在实际操作中不易受物理因素的损伤。（1）质粒的转移分

7、子量在2.5×107Da以上的质粒可以从供体细胞将一个复本转移给受体细胞，如F质粒和R质粒。分子量在1×107Da以下的质粒一般无自我转移能力。二、质粒二、质粒(2)质粒的复制主要由4个遗传控制系统决定复制调控系统分配系统细胞分裂控制系统位点特异重组系统二、质粒（3）质粒的选择性标记抗药性基因、营养缺陷型基因、抗重金属基因。最常见的选择性标记是抗药性基因，即带有一种或多种抗生素的抗性基因，可赋予宿主菌抵抗某种抗生素的能力。二、质粒（4）质粒的不相容性同一类群的不同质粒通常不能在同一菌株内稳定共存，当细胞分裂

8、时就会分别进入不同的子代细胞，这种现象叫做质粒的不相容性。不同群的质粒（如F和ColEⅠ）可以在同一菌株内稳定共存，这些质粒具有相容性。转座因子又称转座元件（transposableelement），是一类在细菌染色体、质粒或噬菌体之间自行移动并具有转位特性的独立的DNA序列。三、转座因子三、转座因子（一）转座子的分类（二）转座子的遗传效应1.插入序列2.转座子3.可转座的噬菌体（一）转座子的分类三、转座因子三、