《染色体与基因》PPT课件

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1、第三章染色体和基因一、基因组大小与C值矛盾二、低等生物染色体及其基因三、真核生物的染色体四、真核生物的基因一、基因组大小与C值矛盾基因组（genome）是单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组，或是单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。人类基因组计划到目前为止，已经完成了酵母、线虫、果蝇、拟南芥、人类、小鼠和水稻等7个真核生物基因组以及大肠杆菌等上百个原核生物基因组。C值矛盾(Cvalueparadox)大C值（C值）：分子生物学将某生物单倍体基因组所含的DNA总量。小c值：将受中心法则限定，编码结构基因DNA的核苷酸数。C值矛盾：生物基因组的大小同生物在进

2、化上所处地位的高低无关。C值矛盾是指真核生物中DNA含量的反常现象。生物细胞中的C值具有从低等生物向高等生物逐渐增加的趋势。对于高等生物而言，属于同一门类的生物，它们的基因组变化却很大。C值矛盾出现的原因：断裂基因和大量重复序列。亲缘关系十分接近，功能与结构十分相似的同一类群生物中，基因组的大C值却差别较大；有些哺乳动物的基因组较两栖类的多数生物还要小；C值矛盾现象：人类的DNA的C值为30亿个核苷酸对，如按一个结构基因有7000~8000个核苷酸对计算，人类应该有40万~50万个基因，但人类基因组计划的研究结果表明，人类每个基因组内最高估计也仅有3万~

3、4万个基因，即人类小c值仅占大C值的10%。低等生物病毒ΦX174，其基因组DNA的C值为5387bp，但其功能基因有11个，按编码一个基因的最低核苷酸数（2000bp）估算，其c值也超过22000bp。二、低等生物染色体及其基因原核生物的染色体DNA与稀疏的蛋白质聚集在一起，在细菌细胞内形成一个较为致密的区域(compactstructure)，称为类核（nucleoid）。低等生物基因组的特点：基因组很小，大多只有一条染色体，且DNA含量少。如大肠杆菌DNA的相对分子量仅为4.6×106bp，其完全伸展总长约为1.3mm，含4000多个基因。基因主要

4、是单拷贝基因，只有很少数基因（rRNA基因）以多拷贝形式存在；整个染色体DNA几乎全部由功能基因与调控序列组成；几乎每个基因序列都与它所编码的蛋白质序列呈线性对应状态。基因组还有可能由RNA组成，如RNA病毒。结构简炼DNA分子的绝大部分是用来编码蛋白质的，只有很小一部分控制基因表达的序列不转录。这些不转录DNA序列通常是控制基因表达的序列。低等生物DNA的特点：promoter存在转录单元DNA序列中功能相关的RNA和蛋白质基因，往往丛集在基因组的一个或几个特定部位，形成转录单元,并转录产生含多个mRNA的分子，称为多顺反子mRNA。操纵元（opero

5、n）---功能相关的几个结构基因前后相连，再加上一个共同的调节基因和一组共同的控制位点（启动子promoter、操纵子operater），在基因转录时协同动作。有重叠基因。1977年F.Sanger在测定噬菌体ΦＸ174的DNA的全部核苷酸序列时，却意外地发现重叠基因。promoter原因一是它们采用了不同的读码框架。Ａ基因ATGAATGCCATAACGTAAB基因ATGCCNNNATAA导致重叠基因表达方式和表达产物不同的原因原因二是对终止密码的错读1973年A.Weiner证明QβRNA病毒的基因组仅有一条800个碱基的RNA分子，编码两个基因产物：

6、病毒的侵染蛋白IP，相对分子量为38×103，翻译量少，占总蛋白的3%；病毒的外壳蛋白CP，相对分子量为14×103，翻译量大，占总蛋白的97%。氨基酸分析发现两种蛋白具有完全相同的N端氨基酸组分与排列，说明CP与IP蛋白在以共同的mRNA为模板合成蛋白质时，均从同一起始密码开始翻译。在编码IP和CP的RNA分子的第400~402个核苷酸处出现一个终止密码子UGA，翻译到此终止，合成出14×103的CP蛋白。当核糖体对UGA终止密码子发生漏读后，核糖体会继续翻译到终点的UAA终止密码子出，合成出38×103的IP蛋白，由于对基因内终止密码子的漏读概率较低

7、，所以IP蛋白的总量仅为3%。IP基因是以“对终止密码子错读”的方式重叠在CP基因内。原因：对小基因组的噬菌体与病毒而言，基因的重叠能满足利用有限的DNA编码更多基因产物的需要，增强对环境的适应性。重叠基因的生物学意义：三、真核生物的染色体染色体—遗传物质的主要载体染色体在遗传上起着主要作用，因为亲代能够将自己的遗传物质以染色体（chromosome）的形式传给子代，保持了物种的稳定性和连续性。由脱氧核糖核酸、蛋白质和少量核糖核酸组成的线状或棒状物，是生物主要遗传物质的载体。因是细胞中可被碱性染料着色的物质，故名。1.1染色体的概念细胞间期：染色质分裂期

8、：染色体代表着遗传物质的不同压缩程度1.2染色质常染色质：在间期着色较浅的部位，