《基因组结构与功能》PPT课件

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1、基因组结构与功能基因组（genome)细胞或生物体中，一套完整单倍体的遗传物质的总和。结构指不同的基因功能区域在核酸分子中的分布和排列情况。功能：贮存和表达遗传信息特点不同的生物体，其基因组的大小和复杂程度各不相同，进化程度越高的生物其基因组越复杂基因组(bp)基因数(个)人(Homosapiens)3X10930,000小鼠(M.musculus)2.6X10930,000线虫(C.elegans)9.7X10719,000果蝇(D.melanogaster)1.37X10813,000酵母(S.cerevisia

2、e)1.2X1076,000拟南芥(A.thaliana)1.0X10825,000大肠杆菌(E.coli)4.6X1063,200艾滋病毒(HIV)97009不同物种的基因组基因在基因组中的数量大肠杆菌50%病毒95%真核生物5%-10%原核生物染色体基因组结构基因特征结构基因的编码是连续的结构基因之间的编码序列不重叠基因组中很少有重复序列结构基因多为单拷贝基因（编码rRNA的基因除外）结构基因在基因组中所占的比例（约占50%）远大于真核基因组，小于病毒基因组。原核生物中的质粒DNA质粒（plasmid）是细菌细胞

3、内的,染色体外的共价闭合环状DNA分子。质粒的结构与功能特点能够独立于细胞的染色质DNA而进行复制对宿主细胞的生存不是必需的能赋予细菌特定的遗传性状质粒的遗传调控质粒自身带有一个复制调控系统能使细胞分裂与质粒复制协调质粒在宿主菌中具有不相容性质粒拷贝方式严谨型质粒（strigentplasmid)低拷贝数质粒，一个细菌内仅含数个质粒松弛型质粒（relaxedplasmid)即高拷贝质粒，每个细菌内的质粒数目可达10-60个或更多。质粒对宿主的适应性窄宿主谱质粒仅能存在于一种或数种密切相关的宿主广宿主谱质粒可以在不同科

4、、属、种的细菌之间传递病毒基因组的特点基因组较小不到大肠杆菌基因组大小的十分之一可以是DNA,也可以是RNA可以是单链结构，也可以是双链结构可以是闭环分子，也可以是线性分子RNA病毒基因组可以是由不相连的几条RNA链构成每个RNA分子都含有编码蛋白质分子的信息。DNA病毒无类似现象人基因组的结构与功能人基因组中只有不到三万种基因人基因组中存在大量重复序列多基因家族与假基因线粒体DNA结构有别于染色体DNA人类基因组结构特点1.单拷贝序列(单一序列)在一个基因组中只出现一次或很少几次的碱基序列为单一序列，是结构基因的特

5、点。结构基因编码的蛋白质包括结构蛋白、酶、激素、受体和调节蛋白等。2.重复多拷贝序列(重复序列)重复顺序是指在一个基因组中有多个拷贝的碱基顺序。根据重复片段的长度及重复的频率分：高度重复序列中度重复序列高度重复序列重复片段的长度单位在几个到几百个碱基对之间，重复频率高达>106，且集中在某一区域串联排列。一般不能编码蛋白质，用于维持染色体的结构、间隔结构基因等。卫星DNA（重复单元为5-200bp，重复次数可达105次）小卫星DNA（重复单元为15-100bp，序列长度为1-5kb）微卫星：重复单元为1-6bp，在基

6、因组中出现的数目及频率存在个体间的差异(多态性)，可用于检测DNA指纹。高度重复序列功能参与复制水平的调节存在于DNA复制起点区的附近，是一些蛋白质（包括酶）的结合位点参与基因表达的调控可以形成发夹结构，有助于稳定RNA分子参与染色体配对同源染色体之间的联会可能依赖于具有染色体专一性的特定卫星DNA序列。(2)中度重复序列重复长度300-7000bp不等，重复次数在102-105左右。重复基因：组蛋白基因，rRNA基因，tRNA基因重复序列：短分散DNA序列长分散DNA序列2.多基因家族基因家族的不同成员成簇排列在染

7、色体上，各基因之间由重复序列隔开。简单的多基因家族由相同的基因组成，即一个基因的多个拷贝。如rRNA基因家族。复杂的多基因家族由几个功能相近的基因组成，如组蛋白家族。发育控制下的相近基因的连锁由若干功能相近的基因组成，其表达受发育程序的控制。如珠蛋白和免疫球蛋白基因。线粒体DNA(mitochondrial,mtDNA)mtDNA是核外遗传物质环状分子结构特点与原核生物相同