分子生物學(xué)基因和基因組結(jié)構(gòu)與功能

1、會(huì)計(jì)學(xué)1分子生物學(xué)基因和基因組結(jié)構(gòu)與功能分子生物學(xué)基因和基因組結(jié)構(gòu)與功能n起來起來n1919 教材中開始出現(xiàn)教材中開始出現(xiàn)gene一詞一詞 The Physical Basis of n Heredite第1頁/共72頁子，一條多肽鏈子，一條多肽鏈”第2頁/共72頁20世紀(jì)世紀(jì)60年代年代 遺傳密碼的破譯使人們對(duì)基因表達(dá)的機(jī)遺傳密碼的破譯使人們對(duì)基因表達(dá)的機(jī)理有了更多的了解理有了更多的了解 修改定義為：基因是基因組中的修改定義為：基因是基因組中的1個(gè)區(qū)域或個(gè)區(qū)域或1段段DNA序列；其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物編碼序列；其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物編碼1條多肽鏈或者條多肽鏈或者1個(gè)結(jié)構(gòu)個(gè)結(jié)構(gòu)RNA分子分子（tRNA或或rRNA）。

2、）。 80年代以后年代以后 認(rèn)識(shí)到基因表達(dá)的復(fù)雜性認(rèn)識(shí)到基因表達(dá)的復(fù)雜性 第3頁/共72頁第4頁/共72頁第5頁/共72頁第6頁/共72頁第7頁/共72頁第8頁/共72頁蛋白蛋白D蛋白蛋白E第9頁/共72頁E.coli 第10頁/共72頁第11頁/共72頁第12頁/共72頁常能給細(xì)胞帶來特殊的標(biāo)記，顧而可以利用常能給細(xì)胞帶來特殊的標(biāo)記，顧而可以利用這些標(biāo)記來篩選陽性克隆。這些標(biāo)記來篩選陽性克隆。第13頁/共72頁第14頁/共72頁編碼控制大腸桿菌素合成的基因。編碼控制大腸桿菌素合成的基因。第15頁/共72頁第16頁/共72頁第17頁/共72頁第18頁/共72頁真核生物和原核生物基因表真核生物和

3、原核生物基因表達(dá)的對(duì)比達(dá)的對(duì)比第19頁/共72頁第20頁/共72頁第21頁/共72頁編碼區(qū)。編碼區(qū)。第22頁/共72頁及谷類中發(fā)現(xiàn)的及谷類中發(fā)現(xiàn)的DNA轉(zhuǎn)座子）轉(zhuǎn)座子）第23頁/共72頁C C0 0t t1/21/2高度重復(fù)序列中度重復(fù)序列單一序列真核生物DNA的復(fù)性動(dòng)力學(xué)曲線將真核生物基因組的DNA進(jìn)行復(fù)性動(dòng)力學(xué)測(cè)定，顯示3個(gè)不同的時(shí)相。第24頁/共72頁第25頁/共72頁功能：參與遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變、基因調(diào)控及細(xì)胞分化等功能：參與遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變、基因調(diào)控及細(xì)胞分化等過程。過程。第26頁/共72頁小鼠DNA在氯化銫密度梯度離心中的密度曲線第27頁/共72頁第28頁/共72頁衛(wèi)星衛(wèi)星DNA

4、微衛(wèi)星微衛(wèi)星DNA存在部位存在部位染色體近端粒和著絲染色體近端粒和著絲粒區(qū)粒區(qū)染色體任何染色體任何部位部位重復(fù)單位長重復(fù)單位長度度6-70bp，常富含，常富含GC1-6bp重復(fù)次數(shù)重復(fù)次數(shù)幾次到幾百次幾次到幾百次10-60次次總序列長度總序列長度0.5-30kb約約200bp重復(fù)單位的重復(fù)單位的差異差異重復(fù)單位組成稍有差重復(fù)單位組成稍有差異，異，重復(fù)單位的重復(fù)單位的變異性低，變異性低，如單個(gè)堿如單個(gè)堿基置換基置換存在數(shù)量存在數(shù)量有限，有些染色體尚有限，有些染色體尚未見到未見到很多很多第29頁/共72頁第30頁/共72頁第31頁/共72頁第32頁/共72頁第33頁/共72頁僅次于Alu家族的第二

5、大家族。人Kpn I順序長6.4kb，散在分布，拷貝數(shù)約為3000-4800個(gè)，占人體基因組的1%。限制性內(nèi)切酶Hinf I約有50-100個(gè)拷貝分散在基因組的不同區(qū)域。第34頁/共72頁第35頁/共72頁第36頁/共72頁第37頁/共72頁人人-珠蛋白基因簇及各個(gè)功能珠蛋白基因簇及各個(gè)功能-類珠蛋白基因的結(jié)構(gòu)類珠蛋白基因的結(jié)構(gòu)列舉幾個(gè)基因家族：1第38頁/共72頁典型的前典型的前rRNA基因（轉(zhuǎn)錄單位）結(jié)構(gòu)示意圖基因（轉(zhuǎn)錄單位）結(jié)構(gòu)示意圖列舉幾個(gè)基因家族：2第39頁/共72頁組蛋白基因組蛋白基因簇簇三種動(dòng)物中的組蛋白基因簇黑色方框：組蛋白黑色方框：組蛋白基因基因 空心方框：基因間空心方框：基

6、因間的間隔區(qū)的間隔區(qū) 箭頭：基因的轉(zhuǎn)錄箭頭：基因的轉(zhuǎn)錄方向方向列舉幾個(gè)基因家族：3第40頁/共72頁第41頁/共72頁第42頁/共72頁第43頁/共72頁電鏡照片電鏡照片解釋圖解釋圖雞卵清蛋白基因中外雞卵清蛋白基因中外顯子和內(nèi)含子的排列顯子和內(nèi)含子的排列順序及大小順序及大小雞卵清蛋白mRNA與DNA雜交實(shí)驗(yàn)圖第44頁/共72頁第45頁/共72頁第46頁/共72頁第47頁/共72頁疾病特別是多基因疾病有關(guān)的遺傳機(jī)制，同時(shí)深入準(zhǔn)確地了解人類起源、進(jìn)化和遷徙過程中的DNA序列變化。第48頁/共72頁六個(gè)座位，共有60多個(gè)等位基因。第49頁/共72頁容易由于突變產(chǎn)生或失去一個(gè)酶切位點(diǎn)。所以，RFLP的

7、基礎(chǔ)是高度重復(fù)序列（數(shù)量大）和點(diǎn)突變。第50頁/共72頁第51頁/共72頁提供提供30億美元的資助，在億美元的資助，在2005年完成人類年完成人類基因組全部序列的測(cè)定?；蚪M全部序列的測(cè)定。第52頁/共72頁第53頁/共72頁芯片等的測(cè)序技術(shù)的發(fā)展；芯片等的測(cè)序技術(shù)的發(fā)展；第54頁/共72頁第55頁/共72頁第56頁/共72頁nn六國科學(xué)家公布人類基因組細(xì)節(jié)研究成果第57頁/共72頁四張圖譜第58頁/共72頁四張圖譜第59頁/共72頁錄圖具有特定的生物學(xué)意義。四張圖譜第60頁/共72頁但它的完成卻是科學(xué)界一個(gè)具有里程碑意義的重大成就。四張圖譜第61頁/共72頁第62頁/共72頁n.wmv第63頁/共72頁第64頁/共72頁第65頁/共72頁第6