《基因组结构》PPT课件

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1、基因组结构生物界中基因组结构真核生物核基因组原核生物基因组真核生物细胞器基因组病毒基因组具有相似的组织形式染色体是细胞中可被碱性染料着色的物质；由脱氧核糖核酸、蛋白质和少量核糖核酸组成；是生物主要遗传物质的载体。染色体1个人类细胞中所含DNA总长度：0.34×3.2×109×2×10-9≈1.8m1个人类细胞的平均直径：10~20μm染色体长度远比它们所包含的DNA分子短得多染色体的包装过程核小体是构成染色体的基本单位：8个组蛋白分子构成核心:H2A、H2B、H3、H4DNA在外部缠绕两圈：140-150bp核小体由DNAlinker连接:

2、50-70bpDNA（2nm）核小体链（10nm，每个核小体200bp）纤丝（30nm，每圈6个核小体）突环（150nm，每个突环大约75000bp）玫瑰花结（300nm，6个突环）螺旋圈（700nm，每圈30个玫瑰花结）染色体（1400nm，2个染色单体，每个染色体单体含10个螺旋圈）人类染色体核型图每一条染色体可根据其大小及着丝粒相对于两端的定位来识别。利用染色技术可产生特定染色体典型的带型特征。核型图描述了每条染色体的带型，可用来代表一种生物的全套染色体。真核生物基因组的遗传特征真核生物基因组中基因位于何处？基因在整个染色体上并不是均匀分

3、布的，在一条染色体的不同位置，基因密度变化很大。每100kb基因组序列中基因变化范围：人：0~64个基因拟南芥：1~38个基因拟南芥染色体上的基因密度人类基因组12号染色体上一个50kb片段4个基因。这4个基因都是不连续的，所包含内含子的数目从SYB1的2个到PKP2的8个不等。88个全基因组范围重复序列。(genome-widerepeat)基因组中主要存在4种类型的基因组范围重复序列:长散布核元件(longinterspersednuclearelement,LINE);短散布核元件(shortinterspersednuclearelem

4、ent,LINE);长末端重复元件(longterminalrepeat,LTRelement);DNA转座子(DNAtransposon)7个微卫星（串联重复序列的一种）。30%的部分由功能未知或不明确的非基因、非重复序列或单拷贝DNA组成。人类基因组外显子总长48Mb，占基因组总长的1.5%；这段50kb片段中外显子总长4745bp，占长度的9.5%，算得上基因比较密集区域。基因在核基因组中的组织形式人类基因组的组成形式不同真核生物之间，基因组排布有何差异？不同真核生物之间基因组大小范围真菌藻类原虫昆虫软体动物鱼类两栖动物爬行动物鸟类哺乳动

5、物开花植物真核生物基因组大小真菌酿酒酵母沟巢曲霉原虫梨形四膜虫无脊椎动物秀丽隐杆线虫黑腹果蝇桑蚕紫球海胆飞蝗脊椎动物红鳍东方鲀人小鼠植物拟南芥水稻玉米豌豆小麦贝母C值悖论——C值：单倍体基因组中DNA的总量；C值悖论：一个有机体的C值与它的编码能力缺乏相关性称为C值悖论；不同真核生物基因组大小和基因数目人类、酵母、果蝇和玉米的基因组比较相比于人类基因组，酵母基因组的特点：酵母基因组中不连续的基因数目相对较少。酵母基因组中只有239个内含子（人类基因组中>3×105个）酵母基因组中全基因组范围的重复序列更少。酵母全基因组范围的重复序列只占总序列3

6、.4%（人类基因组中44%）酵母基因组在基因的编排方面比人类基因组更加经济。酵母基因自身更加紧密，内含子更少基因间的空隙相对较短全基因组范围的重复序列和其他非编码序列占用的空间更少基因组中有多少基因，功能又是什么？目前人染色体测序图谱提示：3~4万个基因；2000年，草图完成前几个月推测：8~10万个基因；推测依据：单个基因→单个mRNA→单个蛋白质细胞中存在8~10万种蛋白质，基因数目应与此相似；错误原因：选择性剪切的存在导致了单个基因可产生多个蛋白。由于选择性剪切的存在，单纯执着于“有多少个基因”这个问题并没有真正的生物学意义，因为基因数目

7、并不能代表被合成出的蛋白质数量。人类基因目录人类基因组中仅半数基因功能已知或在某种程度上得到确认。酵母、拟南芥、线虫、果蝇和人类基因种类比较人类基因目录与其他物种生物基因目录的关系基因家族在基因组DNA测序的早期，研究这就认识到多基因家族（multigenefamily）的存在；具有相同或相似序列的基因家族是许多基因组的共同特征；“经典”多基因家族：家族中所有成员的序列完全相同或大致相同；（例，人类基因组中编码5SrRNA的基因）集合体：家族成员虽然序列相似，但是基因产物的特性却明显不同；（例，人类α和β珠蛋白基因簇）假基因和其他进化遗迹假基因

8、(pseudogene)：无功能的基因拷贝，假基因是一种进化遗迹，表明基因组处于持续性变化过程中；主要存在2种假基因：常规假基因（convention