《基因与基因组》课件

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1、第一节基因概念及命名第二节基因组第三节病毒及其基因组第四节细菌基因组第五节真核生物基因组第四章基因与基因组的结构与功能基因：原核、真核生物及病毒DNA或RNA分子中具有遗传效应的核苷酸序列及其调控序列。第一节基因的概念及命名一、基因的概念二、基因的命名1、用3个小写英文字母斜体表示：2、不同的基因座表示方法：3、质粒和非染色体成分：第二节基因组1、基因组的概念：单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组，或是单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。1、基因及基因组的大小与C值矛盾(悖论)哺乳动物二氢叶酸还原酶基因的结构1）基因及基因组的大小某些生物的

2、基因组数据物种基因组大小基因数目基因长度ΦX1740.7kb10λ噬菌体45Kb100大肠杆菌4.2Mb42001.2kb酿酒酵母13.5Mb63001.4kb果蝇14Mb1200011.3kb人3.2Gb3500016.3kb拟南芥70Gb25000基因组的基因数目1）基因组DNA的C值及C值悖论C值：真核生物中DNA含量的反常变化。霉菌藻类G+细菌G-细菌显花植物鸟类哺乳类爬行类两栖类硬骨鱼类软骨鱼类棘皮类甲壳类昆虫类软体动物蠕虫类真菌支原体①C值不随生物的进化程度而复杂性增加:②亲缘关系密切而C值相差甚大：③真核生物DNA的量远远大于

3、编码蛋白质等物质所需的量：第三节病毒及其基因组一、病毒基因组一般特点1病毒基因组大小相差较大:2病毒基因组可以由DNA组成，也可以由RNA组成:3通常有重叠基因重叠基因(overlappinggene)：同一段DNA的编码顺序，由于阅读框架的不同或终止早晚的不同，同时编码两个或两个以上多肽链的基因。4病毒基因组的序列大部分用来编码蛋白质：5多顺反子mRNA（polycistroniemRNA）：6噬菌体的基因是连续的：7节段性基因：8单拷贝第四节细菌基因组1仅由一条环状或线形双链DNA分子组成：2只有一个复制起始点：3有操纵子结构：这一个完

4、整的调节系统包括结构基因和控制这些基因表达的元件，形成了一个共同的调节单位，这种调节单位就称为操纵子（opron）。4编码蛋白质的结构基因为单拷贝：5非编码DNA所占比例少：6基因组DNA具有多种调控区：7可移动的DNA序列：玉米糊粉层色斑不稳定遗传是由可转座因子Ac-Ds引起质粒：是独立于许多细菌及某些真核细胞染色体外共价闭合环状的DNA分子（covalentclosedcircular,cccDNA），能独立复制的最小遗传单位。质粒与宿主细胞的关系第五节真核生物基因组一、真核生物基因组的特点1、基因组大2、多条染色体3、细胞核DNA与蛋

5、白质稳定结合4、转录和翻译具有时空特异性5、DNA有大量重复序列不重复序列：在单倍体基因组里，只有一个或几个拷贝，占DNA总量的40～80％；长度大约为750～2000bp中等重复序列：重复次数在10～104之间；占DNA总量的10～40％；高度重复序列（卫星DNA）：只在真核生物中发现；占基因组的10～60％；由6～100个碱基组成；串联重复几百万次。多位于着丝粒部分，异染色质的组成部分6、单拷贝单顺反子7、可移动的DNA序列二、真核生物基因组的结构1、断裂基因（splittinggene）割裂基因：基因的编码序列在DNA上不是连续的，而

6、是被不编码的序列隔开。二、外显子与内含子及其相互关系外显子(Exon)：基因中编码的序列，与mRNA的序列相对应。内含子(Intron)：基因中不编码的序列。外显子与内含子之间的连接位点短的共同保守序列没有序列同源性或互补性GT-AG规律5´-外显子-AG↓GTAAGT-内含子-Py10CAG↓-外显子-3´持家基因（housekeepinggene）：在所有细胞类型中都表达，即这些基因的功能为所有细胞所必须（或称组成型基因constitutivegene）◘奢侈基因（luxurygene）:仅在某种特定类型的细胞中表达的基因人类基因组中9

7、0％以上的DNA功能何在？？?果蝇基因组的基因顺式调控元件DNA复性过程遵循二级反应动力学DNA复性过程中单链消失的速度用公式表示：-dC/dt=kC2三、真核生物基因组的序列异质性反应初始t=0单链DNA浓度=C0反应达t时单链DNA浓度=CK＝复性速度常数DNA复性的影响因素：DNA序列的复杂性、初始浓度、片段大小、温度、离子强度-dC/dt=KC2C/C0=1/(1+KC0t)积分Cot曲线：用以表示复性速度与DNA顺序复杂性的关系。C/C0是C0t的函数,按此公式作图得C0t曲线当C/C0=1/2时的Cot值定义为Cot1/2C/C

8、0=1/(1+KC0t1/2)K=1/Cot1/2Cot(1/2)=1/K(mol.Sec/L)C0t(1/2)值对DNA的意义：与DNA的碱基对数成反相关即复性反应完成一半时K