2第2章基因组与基因组学—分子生物学检验技术.ppt

第一节 原核生物基因组 一、原核生物基因组特征 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4.6×106 bp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 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。 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 三、转座因子 1.插入序列(insertion sequence，IS) 一个转位酶基因两侧的反向重复序列， 长度为700 ～ 2 000bp。 三、转座因子 2.转座子(transposon，Tn) 具有转座酶基因、抗性基因，大小为 4500～20000bp。 三、转座因子 3.可转座的噬菌体（transposable phage） 具有转座功能的温和性噬菌体，能整合 到宿主基因组内。 三、转座因子 1.引起突变 转座可引起基因的多种突变 (插入失活、转录终止、缺失和倒位) 三、转座因子 2.引入新基因  某些抗生素的抗性基因  3.基因重排 产生具有新的生物学功能的蛋白质。 一、病毒基因组特征 2.基因组核酸类型 双链DNA；单链DNA 双链RNA；单链RNA 环状分子；线性分子 单链正链RNA病毒基因组可直接作为模板功能，翻译出所编码的蛋白质，并复制出病毒核酸，自我组装成为成熟的病毒颗粒，感染宿主细胞。 二、DNA病毒 第三节 真核生物基因组 第三节 真核生物基因组 真核生物的基因组比较庞大，不同生物种间差异很大，分为： 第三节 真核生物基因组 一、细胞核基因组及其特点 细胞核基因组的DNA与蛋白质结合形成染色体 除配子细胞外，体细胞有两个同源染色体，因此有两份同源的基因组 染色体位于细胞核内，是基因组遗传信息的载体 一、细胞核基因组及其特点 一、细胞核基因组及其特点 （一）单顺反子结构 （五）不连续复制 （二）断裂基因 （六）多态性 （三）重复序列 （七）基因重叠 （四）多基因家族与假基因 （八）端粒结构 一、细胞核基因组及其特点 真核细胞结构基因为单顺反子（monocistron） 一个结构基因经过转录生成一个单顺反子mRNA 分子，翻译成一条多肽链 一、细胞核基因组及其特点 真核细胞的基因为断裂基因（split gene） 基因组的大部分序列属于非编码区，不编码具有生物活性的蛋白质或多肽 编码区通常为结构基因，在两侧有非编码区，而且在基因内部也有许多不编码蛋白质的间隔序列 一、细胞核基因组及其特点 结构基因由内含子（intron）和外显子（exon）间隔排列组成。 内含子是非编码序列，在mRNA的成熟过程中被剪切，对外显子的正常表达可能具有调节作用。 外显子是编码序列，在mRNA成熟过程中切去内含子后拼接成完整的序列，成为成熟的mRNA指导蛋白质的生物合成。 一、细胞核基因组及其特点 2.间隔区DNA(spacer DNA) 真核生物基因之间的编码空白区或转录空 白区，一般位于单拷贝的结构基因之侧翼 。 基因组愈大，间隔区DNA所占的比例愈高 。 1.高度重复序列 分为反向（倒位）重复序列与卫星DNA　 重复频率可达106以上 在基因组中所占比例随种属而异，约占10%～60％在人类基因组中约占20％ 复性速率快，复杂度低 反向（倒位）重复序列 两个相同顺序的互补拷贝在同一DNA链上反 向排列而成 发夹式或“+”字形结构 回文结构 一、细胞核基因组及其特点 一、细胞核基因组及其特点 卫星DNA（satellite DNA） 一般由2～10bp组成，成串排列 碱基序列不同于其他部份，等密度梯度离心可将其与主体DNA分开 高度重复顺序的功能 参与复制水平的调节 参与基因表达的调控 参与转位作用 与进化有关 与个体特征有关 与染色体减数分裂时染色体配对有关 2.中度重复序列 重复数十～数万次（105） 复性速度快于单拷贝序列，但慢于高度重复序列 大多与单拷贝基因间隔排列，少数在基因组中成 串排列在一个区域 依据重复序列的长度可分为： 短分散片段、长分散片段 短分散片段 重复序列的平均长度为300bp（一般50