基因组的结构与功能

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1、基因组的结构与功能第二章7/16/20211第一节原核生物基因组的结构与功能第二节真核生物基因组的结构与功能第三节病毒基因组的结构特点7/16/20212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7/16/20213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7/16/20214第一节原核生物基因组的结构与功能一、原核生物染色体基因组的结构与功能二、原核生物中的质粒DNA7/16/20215（一）原核生物染色体DNA的基本结构与功能●环状双

2、链DNA分子●与蛋白质形成复合物●类核（nucleoid）中央：RNA和支架蛋白组成。外围：双链闭环的超螺旋DNA。（1）基本结构特点一、原核生物染色体基因组的结构与功能7/16/20216原核生物染色体DNA通常与细胞膜相连，连接点的数量随细胞生长状况和不同的生活周期而异7/16/20217原核生物DNA的高级结构---超螺旋结构7/16/20218（2）染色体DNA的功能与细胞膜密切相关★信号区域往往优先与细胞膜结合★在细胞分裂时将染色体DNA均匀地分配到两个子代细菌中7/16/20219（二）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

3、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7/16/202110（三）原核生物染色体基因组中结构基因与调控序列的组织形式●操纵子（operon）7/16/202111●转录终止信号位于信息编码区下游，使转录终止7/16/202112二、原核生物中的质粒DNA1.质粒的基本特性●质粒的定义质粒（plasmid）是细菌细胞内的、染色体外的共价闭合的环状DNA分子（covalentclosedcircularDNA，cccDNA）7/16/202113质粒的结构与功能特点●能

4、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7/16/2021142.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7/16/2021153.质粒的类型●接合型质粒只能使细菌接合，本身不能被传递●可移动型质粒可以被传递，但不能使质粒接合，只能被动传递(接合型与可移动型并存时，能传递可移动型质粒)●自传递型质粒兼具上述两种质粒的功能，因而可以自传递，如F质粒7/16/2021164.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

5、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。7/16/2021175.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、属、种的细菌之间传递7/16/202118第二节真核生物基因组的结构与功能一、真核细胞染色质DNA的高级结构二、真核细胞核基因组结构和功能特点7/16/202119一、真核细胞染色质DNA的高级结构1.DNA高级结构中的蛋白质（1）组蛋白碱性蛋白,带正电荷,有较多的精氨酸和赖氨酸分类核心组蛋白：H2A、H2B、H3、H4等4种连接组蛋白：H17/16/202120核心

6、组蛋白结构特点非常保守原因：●绝大多数氨基酸都与DNA或其它组蛋白相互作用,不可置换●所有的生物中与组蛋白相互作用的DNA磷酸二酯骨架都是相同的●球形部7/16/202121四种核心组蛋白的组成借精氨酸残基与磷酸二酯骨架间的静电作用使DNA分子缠绕在组蛋白核心周围，形成核小体●尾部含有大量赖氨酸和精氨酸残基，为组蛋白翻译后进行修饰的部位.7/16/202122连接蛋白H1特点●具有种属特异性●具有组织特异性7/16/202123●酸性蛋白质●合成与DNA复制同步进行●能识别特异的DNA序列（2）非组蛋白是染色体上结合特异DNA序列蛋白质特性7/16/202124功能●帮助DNA分

7、子折叠●协助启动DNA复制●控制基因转录，调节基因表达7/16/2021252.DNA与蛋白质的结合与染色体的组装●基本结构八聚体核心组蛋白↓核心颗粒↓核心颗粒之间+连接区形成串珠样的结构核小体是染色质的基本组成单位7/16/202126核小体的结构7/16/202127多聚核小体的结构7/16/202128染色质的压缩过程7/16/202129二、真核细胞核基因组结构和功能特点●大都为断裂基因1.结构基因的结构与功能特点非编码区内含子编码区外显子●转录产物为单顺反子●结构基因所