03-1基因与基因组.ppt

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1、分子生物学第三章基因与基因组3.1染色体(Chromosome)概述3.2真核细胞染色体组成3.3原核生物基因组23.1染色体(Chromosome)概述人染色体的电镜照片33.1染色体(Chromosome)概述染色体是遗传物质DNA的主要载体，位于真核细胞核的核仁内，是极细微的线性构造，因为它控制了生命遗传，所以又被称为“生命之线”。4染色体(Chromosome)概述细菌染色体其外裹着稀疏的蛋白质，其中的一部分与DNA折叠有关，另一些则参与DNA复制、重组及转录过程。真核细胞染色体DNA与蛋白质完全融合在一起，其蛋白质与相应DNA的含量比约为2:1。这些蛋白质包括组蛋白、非

2、组蛋白，在染色体的结构中起着重要作用。这样，DNA、组蛋白、非组蛋白及部分RNA组成了染色体53.2真核细胞染色体组成3.2.1蛋白质（组蛋白和非组蛋白）3.2.2真核生物基因组DNAC值(C—value）C值反常现象(C—valueparadox)序列组成3.2.3染色质与核小体3.2.4真核生物基因组特点63.2.1蛋白质-组蛋白进化上极端保守性保守程度：H1H2A、H2BH3、H4无组织特异性肽链氨基酸分布的不对称性组蛋白的可修饰性甲基化、乙基化、磷酸化、ADP核糖基化富含赖氨酸的组蛋白H57这些修饰在染色质结构和基因表达中具有重要作用。组蛋白H1大部分被磷酸化的时相特征使

3、人们推测组蛋白H1的磷酸化可能涉及有丝分裂过程中的染色质浓缩。乙酰化可能与核小体的装配有关。83.2.1蛋白质-非组蛋白高速泳动蛋白（HMG）与DNA结合并不牢固，可能与DNA的超螺旋结构有关DNA结合蛋白与DNA结合牢固可能是一些与DNA的复制或转录有关的酶或调节物质A24非组蛋白93.2.2真核生物基因组DNAC值(C—value）C值反常现象(C—valueparadox)序列组成不重复，中度重复、高度重复10C值C值：是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。每种生物各有其特定的C值；不同物种的C值之间有很大差别；能营独立生活的最小的生物——支原体(Mycoplasma)的C

4、值不到106bp；一些显花植物和两栖类动物的C值则可多达1011bp，相差10万倍。11C值同生物的进化有什么关系?生物的C值，即基因组的DNA总量是不是随着生物的进化而相应地增加?12一方面：在一些低等生物中，随着生物进化，增加了生物体的结构和功能的复杂性，基因组也相应地增大即C值↑。如蠕虫的C值大于霉菌、藻类、真菌、细菌和支原体。另一方面：随着进一步的进化，在其他生物中则看不到这种规律。13显花植物和两栖类动物的基因组最大。两栖类动物，C值小的109bp，大的1011bp。软骨鱼、硬骨鱼甚至昆虫和软体动物的基因组都大于包括人类在内的哺乳动物的基因组。爬行类和棘皮动物的基因组大

5、小同哺乳动物几乎相等。14C值反常现象(C—valueparadox)从总体上说，生物基因组的大小同生物在进化上所处的地位及复杂性之间无严格的对应关系，这种现象称为C值反常现象(C—valueparadox)。15使人们意识到真核生物基因组中必然存在大量的不编码基因产物的DNA序列。内含子重复序列16真核生物基因具有内含子和外显子，外显子仅是组成基因长度总长度的一小部分，因此基因比蛋白质编码需要的序列大得多真核生物基因组中含有大量的重复序列。1718生物体越复杂，基因组内基因的密度越小，每个基因包含的内含子数目也就越多，重复序列的比例也在大大提高，说明不编码基因产物的DNA序列也

6、在大大增多。19非重复DNA含量和生物的相对复杂程度是一致的20真核生物基因组包含非重复DNA和重复DNA不重复序列中度重复序列高度重复序列21不重复序列在单倍体基因组里，这些序列一般只有一个或几个拷贝，它占DNA总量的40-80%。实际上，结构基因基本上属于不重复序列，如卵清蛋白、血红蛋白、珠蛋白、丝心蛋白都是单拷贝基因。22中度重复序列长约300bp，重复次数在10-104，占DNA总量的10-40%。串联重复序列（tandemrepetitivesequence），占少数；散在重复序列（dispersedrepetitivesequence）。大多数。23串联重复序列（ta

7、ndemrepetitivesequence）串联重复序列：许多个重复单位按照串联形式排列在一起，包括小卫星DNA（minisatelliteDNA）、微卫星DNA（microsatelliteDNA）、核糖体DNA(rDNA)，组蛋白等24串联重复序列（tandemrepetitivesequence）小卫星序列（minisatellite)—由15-400bp的基本单位串联重复而成，长度一般不超过20kb。在基因组中拷贝数从10-10000不等，通常为100-5000，主要分