分子生物學(xué)技術(shù)第二章基因與基因組

2022/11/61基因與基因組

Gene&Genome分子生物學(xué)技術(shù)?第二章2022/11/62主要內(nèi)容第一節(jié)基因與基因組概論第二節(jié)真核生物基因組第三節(jié)原核生物基因組第四節(jié)病毒基因組2022/11/63第一節(jié)基因與基因組概論基因的概念及其發(fā)展基因組與C值矛盾基因組學(xué)及其意義2022/11/64（一）什么是基因指可以轉(zhuǎn)錄成RNA的DNA片段?；蛐蛄袑?duì)應(yīng)于基因組中被轉(zhuǎn)錄的序列（編碼序列與非編碼序列）、不轉(zhuǎn)錄序列（調(diào)控序列）

基因組的功能單位：包括基因及其調(diào)控序列，二者組成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位（transcriptionunit）

第一節(jié)基因與基因組概論

一、基因的概念及其發(fā)展2022/11/65按照功能的不同分為：結(jié)構(gòu)基因和調(diào)控基因第一節(jié)基因與基因組概論

一、基因的概念及其發(fā)展1909年丹麥遺傳家Johansen正式提出“基因”這個(gè)概念

結(jié)構(gòu)基因：編碼蛋白質(zhì)或RNA得基因。調(diào)控基因：起調(diào)控作用的非編碼序列：?jiǎn)?dòng)基因、操縱基因、阻遏基因等。（二）基因概念的發(fā)展過程約翰遜（W.L.Johannsen）1857-19272022/11/66（三）基因大小

低等生物的基因較小，高等生物基因較大

基因的大小主要取決于內(nèi)含子的有無、大小及數(shù)量

病毒與原核生物（古細(xì)菌除外）基因沒有內(nèi)含子，不是斷裂基因（splitgene）低等真核生物（如酵母和真菌）大多數(shù)基因沒有內(nèi)含子，因此其基因較小，一般不超過5kb高等真核生物基因普遍含有內(nèi)含子，內(nèi)含子通常比外顯子（exon）大很多，使基因比其mRNA分子大很多第一節(jié)基因與基因組概論

一、基因的概念及其發(fā)展2022/11/67必需基因：指關(guān)系到生物體存活的基因，可通過基因突變的方法確定致死位點(diǎn)的數(shù)量，以得知基因組必需基因的數(shù)量

有相當(dāng)一部分基因?qū)ι矬w的存活沒有影響。原因之一可能是冗余（也即多拷貝）基因的存在基因組中是否存在非必需基因，其比例是多少等有待研究

第一節(jié)基因與基因組概論

一、基因的概念及其發(fā)展（四）基因總數(shù)與必需基因生物體的復(fù)雜程度與基因組中基因數(shù)目成正相關(guān)（不完全成比例）2022/11/68

基因組大小用C值（Cvalue）表示基因組大小與生物進(jìn)化的關(guān)系第一節(jié)基因與基因組概論

二、基因組與C值矛盾基因組（genome）：是指生物體全套遺傳信息，包括所有基因和基因間的區(qū)域

2022/11/69第一節(jié)基因與基因組概論

二、基因組與C值矛盾C值矛盾：生物體的進(jìn)化程度與基因組大小之間不完全成比例的現(xiàn)象（又稱：C值悖論，Cvalueparadox）

2022/11/610第一節(jié)基因與基因組概論

三、基因組及其意義改變生物學(xué)研究的模式2022/11/611第一節(jié)基因與基因組概論

三、基因組及其意義為生命科學(xué)研究開辟了新方向、新方法。

生物信息學(xué)、藥物基因組學(xué)、比較基因組學(xué)、營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)等相關(guān)交叉學(xué)科的發(fā)展。環(huán)境基因組學(xué)（EnviromentalGenomics）專門鑒定機(jī)體暴露在特定環(huán)境下的那些顯示易感或抵抗性基因的DNA多態(tài)性對(duì)環(huán)境比較敏感的基因有：DNA修復(fù)基因、細(xì)胞周期相關(guān)基因、激素代謝基因、受體基因、參與免疫和感染反應(yīng)的基因、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因、等等2022/11/612第一節(jié)基因與基因組概論

三、基因組及其意義加快生命科學(xué)研究的步伐生物信息技術(shù)比較基因組學(xué)基因芯片技術(shù)。。。2022/11/613第一節(jié)基因與基因組概論

三、基因組及其意義促進(jìn)醫(yī)學(xué)各個(gè)方面的發(fā)展和進(jìn)步對(duì)疾病的診斷、治療、預(yù)防、預(yù)測(cè)、保健等產(chǎn)生巨大的影響特別是一些復(fù)雜基因疾?。禾悄虿　⑿呐K病、腫瘤等不遵循孟德爾遺傳規(guī)律的疾病?；蛐酒c蛋白質(zhì)芯片等技術(shù)，基因或蛋白質(zhì)指紋圖譜的分析等個(gè)體化醫(yī)學(xué)2022/11/614第一節(jié)基因與基因組概論

三、基因組及其意義藥物基因組學(xué)（Phamarcogenomics）不同個(gè)體的藥物反應(yīng)差異（主要指藥效與毒性）與DNA多態(tài)性的關(guān)系通過DNA序列差異的分析，從基因水平上深入認(rèn)識(shí)疾病及藥物作用的個(gè)體差異的機(jī)理，指導(dǎo)和優(yōu)化臨床用藥，并有可能在此基礎(chǔ)上發(fā)展個(gè)體化醫(yī)療2022/11/615NoresponseAdverseDrugResponseRespondersGenotypecandirectRightdrugRightdoseRightpatient第一節(jié)基因與基因組概論

三、基因組及其意義PHARMACOGENOMICS2022/11/6162022/11/617第一節(jié)基因與基因組概論

三、基因組及其意義對(duì)人文及社會(huì)產(chǎn)生沖擊倫理“共同財(cái)富”與“專利”“克隆”與“轉(zhuǎn)基因治療”、“試管嬰兒”（人類輔助生育）知情與隱私利用和解釋遺傳信息時(shí)，保護(hù)隱私新基因技術(shù)應(yīng)用到臨床時(shí)，處理知情同意等問題對(duì)于參與基因研究的人類受試者，知情同意，保護(hù)個(gè)人隱私基因歧視人與人之間基因組序列的差異（約0.01%），是生物多樣性的必然要求即使與疾病相關(guān)，對(duì)人類的生存都是有意義的基因無好壞優(yōu)劣之分，每一種差異都應(yīng)受到同等的尊重2022/11/618第一節(jié)基因與基因組概論

三、基因組學(xué)的意義基因組與醫(yī)學(xué)的關(guān)系分子醫(yī)學(xué)（基因組醫(yī)學(xué)）Prediction（預(yù)測(cè)醫(yī)學(xué)）Prevention（預(yù)防醫(yī)學(xué)）Personalization（個(gè)體化醫(yī)學(xué)）Participation（參與醫(yī)學(xué)）現(xiàn)代醫(yī)學(xué)：4PMedicineHere’smysequence2022/11/619第二節(jié)真核生物基因組2022/11/620真核生物的遺傳物質(zhì)絕大部分存在于細(xì)胞核染色體，少部分存在于線粒體或葉綠體中，因此真核生物基因組可分為細(xì)胞核基因組和細(xì)胞器（質(zhì)）基因組。

細(xì)胞核基因組：不同物種之間，大小相差懸殊（107～1012bp）第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

線粒體葉綠體2022/11/621（一）細(xì)胞核基因組1.

細(xì)胞核基因組由染色體DNA組成

真核生物是二倍體（diploid），至少有2套染色體（同源染色體），DNA以線形分子的形式存在于染色體中第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)2022/11/622第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

2022/11/623第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

DNA→核小體→螺線管→環(huán)狀螺線管→→→染色質(zhì)單體2022/11/624第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)DNA（200bp）與組蛋白形成核小體（染色質(zhì)的基本單位）6個(gè)核小體盤曲形成直徑約30nm的螺線管結(jié)構(gòu)（細(xì)胞分裂間期常染色質(zhì)的主要存在形式）螺線管結(jié)構(gòu)進(jìn)一步盤曲成環(huán)狀，并通過其富含AT的序列（稱支架結(jié)合區(qū)）與非組蛋白支架（non-histonescaffold）相連接，由此形成的復(fù)合體復(fù)合體進(jìn)一步盤曲包裝形成染色單體從DNA到染色體，DNA被折疊8100多倍2022/11/625染色質(zhì)結(jié)構(gòu)至少通過兩種途徑影響基因表達(dá)水平：染色質(zhì)的包裝程度影響基因的表達(dá)：結(jié)構(gòu)松散的區(qū)域（如常染色質(zhì)）易與基因表達(dá)調(diào)控蛋白相互作用，因而基因表達(dá)活躍，而結(jié)構(gòu)致密的區(qū)域（如異染色質(zhì)）基因處于失活狀態(tài)核小體結(jié)構(gòu)影響基因表達(dá)：典型的念珠狀結(jié)構(gòu)不利于基因表達(dá)，而未與組蛋白結(jié)合的DNA表現(xiàn)為高轉(zhuǎn)錄活性染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因的轉(zhuǎn)錄活性有密切關(guān)系第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

結(jié)構(gòu)致密的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)松散的染色質(zhì)裸露的DNA區(qū)域2022/11/6262.真核生物的斷裂基因

斷裂基因（splitgene）：基因的外顯子（exon）是不連續(xù)排列的，被內(nèi)含子（intron）隔開，但按順序鑲嵌在DNA上。外顯子和內(nèi)含子交替出現(xiàn)第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)2022/11/627第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)斷裂基因是基因選擇性剪接的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)選擇性剪接：可以使一個(gè)簡(jiǎn)單的基因編碼出許多不同的蛋白質(zhì)，這是基因表達(dá)調(diào)控的一種方式人類基因的選擇性剪接非常普遍，保守的估計(jì)大約有35%的基因存在選擇性剪接2022/11/6283.真核生物的重復(fù)序列

根據(jù)DNA的復(fù)性動(dòng)力學(xué)特性，可以分為4種類型：

①單一序列（uniquesequence）：又稱非重復(fù)序列，是在基因組中只有1個(gè)或少數(shù)幾個(gè)拷貝的序列②輕度重復(fù)序列：在基因組中有2～10個(gè)拷貝的序列（2～3個(gè)拷貝常被視為單一序列），如人珠蛋白基因及酵母tRNA③中度重復(fù)序列：拷貝數(shù)在10至幾萬的序列，如rRNA基因、tRNA基因及其它非編碼序列，后者可能在基因表達(dá)調(diào)控中起重要作用④高度重復(fù)序列：拷貝數(shù)在104以上（106）第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)2022/11/629第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

自私DNA（selfishDNA）在哺乳動(dòng)物包括人體基因組中，存在著大量的非編碼順序順序中，只有很小一部份具有重要的調(diào)節(jié)功能，絕大部部分都沒有什么特殊功用在DNA序列中雖然積累了大量缺失，重復(fù)或其他突變，但對(duì)生物并沒有什么影響，它們的功能似乎只是自身復(fù)制，所以人們稱這類DNA為自私DNA或寄生DNA（parasiteDNA）自私DNA也許有重要的功能，但目前我們還不了解2022/11/630多基因家族：起源相同，序列相似，功能相關(guān)的一組基因多基因家族分為兩類：基因家族成員相對(duì)集中地存在于某一染色體的特定區(qū)域，又稱為基因簇（genecluster）基因家族成員在整個(gè)染色體上散在分布，甚至存在于不同染色體上

ξ2Ψξ1Ψα2Ψα1α2α1θα珠蛋白基因

εGγ

Aγ

Ψβ

δ

ββ珠蛋白基因胚胎基因胎兒基因成人基因假基因第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

2022/11/631假基因分為：常規(guī)假基因（conventionalpseudogene）加工假基因（processedpseudogene）第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

假基因（pseudogene）：多基因家族中，有的家族成員因突變而失活，不能表達(dá)出有活性的基因產(chǎn)物，稱為假基因2022/11/632第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

真核生物有兩類細(xì)胞器能攜帶遺傳物質(zhì)：線粒體和葉綠體。這些遺傳物質(zhì)獨(dú)立于細(xì)胞核基因組外，自行復(fù)制和表達(dá)，又稱為染色體外基因組。大多數(shù)細(xì)胞器基因組是環(huán)狀DNA，某些低等真核生物（如草履蟲、衣滴蟲和幾種酵母）的線粒體DNA是線狀分子。通常每個(gè)細(xì)胞內(nèi)有許多細(xì)胞器，每個(gè)細(xì)胞器基因組又有許多拷貝。（二）細(xì)胞器（質(zhì)）基因組2022/11/633第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

人類線粒體（mitochondrion）基因組16569bp37個(gè)基因

22tRNA2rRNA13蛋白質(zhì)2022/11/634核基因組和線粒體基因組的協(xié)同作用核基因組編碼了近千個(gè)線粒體蛋白線粒體基因組只編碼了13條多肽鏈，22個(gè)tRNA和2個(gè)rRNA?第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

2022/11/635第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

線粒體（mitochondrion）遺傳密碼與通用遺傳密碼有差別UGA（終止密碼子）編碼TrpAGA/AGG（Arg）為終止密碼子AUA（Ile）為起始密碼子并編碼Met線粒體DNA損傷后不易修復(fù)（與衰老及某些疾病有關(guān)）母系遺傳特點(diǎn)線粒體相關(guān)疾病2022/11/636第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

線粒體相關(guān)疾病母系遺傳性耳聾Leber遺傳性視神經(jīng)病線粒體糖尿病腫瘤原發(fā)性高血壓弱精子癥2022/11/637mtDNAHomoplasmy/HeteroplasmyandThresholdEffect第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

2022/11/638第二節(jié)真核生物基因組

一、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

1.基因組DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體，儲(chǔ)存于細(xì)胞核內(nèi)，除配子細(xì)胞外，體細(xì)胞內(nèi)基因組是雙份的（即雙倍體，diploid），有兩份同源的基因組2.基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子。一個(gè)結(jié)構(gòu)基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄生成一個(gè)mRNA分子，再翻譯生成一條多肽鏈3.存在重復(fù)序列，重復(fù)次數(shù)可達(dá)百萬次以上4.基因組中不編碼的區(qū)域多于編碼的區(qū)域5.大部分基因含有內(nèi)含子，因此，基因是不連續(xù)的（斷裂基因，splitgene）6.基因組遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原核生物的基因組，具有許多復(fù)制起始點(diǎn)，而每個(gè)復(fù)制子的長(zhǎng)度較小

2022/11/639第二節(jié)真核生物基因組

二、人類基因組計(jì)劃20世紀(jì)人類科學(xué)技術(shù)的三大突破曼哈頓計(jì)劃（原子彈）阿波羅計(jì)劃（登月）人類基因組計(jì)劃（humangenomeproject）2022/11/640第二節(jié)真核生物基因組

二、人類基因組計(jì)劃美國科學(xué)家率先提出，1990年正式啟動(dòng)美、英、法、德、日、中等六國科學(xué)家共同參與完成HGP目標(biāo)闡明人類基因組30多億（3×109）bp的序列發(fā)現(xiàn)所有人類基因并確定其在染色體上的位置發(fā)展基因組學(xué)新技術(shù)探討人類基因組研究的社會(huì)、法律與倫理等問題2022/11/6411999年至2006年，完成了全部測(cè)序工作1999年12月，22號(hào)染色體測(cè)序完成；2000年5月，21號(hào)染色體測(cè)序完成；2001年12月，20號(hào)染色體測(cè)序完成；2003年2月，14號(hào)染色體測(cè)序完成；2003年6月，男性特有的Y染色體測(cè)序完成；2003年5月和7月，7號(hào)染色體測(cè)序完成；2003年10月，6號(hào)染色體測(cè)序完成；2004年4月，13號(hào)和19號(hào)染色體測(cè)序完成；2004年5月，9號(hào)和10號(hào)染色體測(cè)序完成；2004年9月，5號(hào)染色體測(cè)序完成；2004年12月，16號(hào)染色體測(cè)序完成；2005年3月，X染色體測(cè)序完成；2005年4月，2號(hào)和4號(hào)染色體測(cè)序完成；2005年9月，18號(hào)染色體測(cè)序完成；2006年1月，8號(hào)染色體測(cè)序完成；2006年3月，11號(hào),12號(hào)和15號(hào)染色體測(cè)序完成；2006年4月，17號(hào)和3號(hào)染色體測(cè)序完成；2006年5月，1號(hào)染色體測(cè)序完成；2004年，國際人類基因組測(cè)序聯(lián)盟的研究者宣布：

人類基因組中所含基因的預(yù)計(jì)數(shù)目從先前的30,000至40,000（在計(jì)劃初期的預(yù)計(jì)數(shù)目則高達(dá)2,000,000）調(diào)整為20,000至25,000。預(yù)期還需要多年的時(shí)間來確定人類基因組中所含基因的精確數(shù)目。2022/11/642第二節(jié)真核生物基因組

二、人類基因組計(jì)劃從腫瘤十年計(jì)劃到人類基因組計(jì)劃80年代，美國腫瘤十年計(jì)劃“宣告失敗”諾貝爾獎(jiǎng)獲得者RenatoDulbecco于1986年發(fā)表短文《腫瘤研究的轉(zhuǎn)折點(diǎn)：人類基因組測(cè)序》（Science,231:1055－1056）文中指出：如果我們想更多地了解腫瘤，我們從現(xiàn)在起必須關(guān)注細(xì)胞的基因組……從哪個(gè)物種著手努力？如果我們想理解人類腫瘤，那就應(yīng)從人類開始……人類腫瘤研究將因?qū)NA的詳細(xì)知識(shí)而得到巨大推動(dòng)。2022/11/643第二節(jié)真核生物基因組

二、人類基因組計(jì)劃遺傳圖譜物理圖譜序列圖譜轉(zhuǎn)錄圖譜HGP的主要任務(wù)2022/11/644遺傳圖譜（geneticmap）：又稱連鎖圖譜(linkagemap)，它是以具有遺傳多態(tài)性的遺傳標(biāo)記為“路標(biāo)”，以遺傳學(xué)距離為圖距的基因組圖。遺傳多態(tài)性：在一個(gè)遺傳位點(diǎn)上具有一個(gè)以上的等位基因，在群體中的出現(xiàn)頻率皆高于1%遺傳學(xué)距離：在減數(shù)分裂中，兩個(gè)位點(diǎn)之間進(jìn)行交換、重組的百分率，1%的重組率稱為1cM遺傳圖譜的建立為基因識(shí)別和完成基因定位創(chuàng)造了條件第二節(jié)真核生物基因組

二、人類基因組計(jì)劃2022/11/645物理圖譜（physicalmap）：有關(guān)構(gòu)成基因組的全部基因的排列和間距的信息，它是通過對(duì)構(gòu)成基因組的DNA分子進(jìn)行測(cè)定而繪制的繪制物理圖譜的目的是把有關(guān)基因的遺傳信息及其在每條染色體上的相對(duì)位置線性而系統(tǒng)地排列出來第二節(jié)真核生物基因組

二、人類基因組計(jì)劃2022/11/646轉(zhuǎn)錄圖譜：在識(shí)別基因組所包含的蛋白質(zhì)編碼序列的基礎(chǔ)上繪制的結(jié)合有關(guān)基因序列、位置及表達(dá)模式等信息的圖譜。第二節(jié)真核生物基因組

二、人類基因組計(jì)劃2022/11/647序列圖譜：隨著遺傳圖譜和物理圖譜的完成，測(cè)序就成為重中之重的工作。DNA序列分析技術(shù)是一個(gè)包括制備DNA片段化及堿基分析、DNA信息翻譯的多階段的過程。通過測(cè)序得到基因組的序列圖譜第二節(jié)真核生物基因組

二、人類基因組計(jì)劃2022/11/648第二節(jié)真核生物基因組

二、人類基因組計(jì)劃HGP對(duì)醫(yī)學(xué)的影響：發(fā)現(xiàn)新的致病基因；發(fā)展復(fù)雜疾病的早期基因診斷方法；基因治療解決疑難雜癥；疾病易感基因識(shí)別及對(duì)風(fēng)險(xiǎn)人群干預(yù)；人類基因組多樣性與個(gè)體化醫(yī)學(xué)；2022/11/649第二節(jié)真核生物基因組

三、人類基因組多樣性

人類基因組的個(gè)體差異稱為人類基因組多樣性（humangenomediversity）一般認(rèn)為，DNA序列的某一特定位點(diǎn)的變異頻率低于1%為基因突變，高于1%則為DNA分子多態(tài)性DNA分子多態(tài)性是基因組多樣性的分子機(jī)制2022/11/650第二節(jié)真核生物基因組

三、人類基因組多樣性（一）微衛(wèi)星（microsatellite）DNA多態(tài)性微衛(wèi)星DNA廣泛分布于基因組中，多位于基因的非編碼區(qū)和染色體末端，重復(fù)序列長(zhǎng)度為1～6bp，呈串聯(lián)重復(fù)排列排列方式有三種：完全重復(fù)（無間隔），不完全重復(fù)（有非重復(fù)序列的間隔），混合重復(fù)（2個(gè)或更多重復(fù)序列彼此毗連連續(xù)出現(xiàn)），其中完全重復(fù)最多見2022/11/651第二節(jié)真核生物基因組

三、人類基因組多樣性（一）微衛(wèi)星DNA多態(tài)性人類基因組最常見的微衛(wèi)星是由A、AC、AAN、AAAN或GT（N代表G、C或T）等重復(fù)序列組成的，約占微衛(wèi)星總量的75%，大約每10萬bp有一個(gè)微衛(wèi)星。微衛(wèi)星DNA由兩部分組成：中間的核心區(qū)和外圍的側(cè)翼區(qū)。核心區(qū)由重復(fù)序列組成，而側(cè)翼區(qū)為非重復(fù)序列。人群中不同個(gè)體可表現(xiàn)為：側(cè)翼區(qū)非重復(fù)單位數(shù)目相同，核心區(qū)重復(fù)單位數(shù)目不同核心區(qū)重復(fù)單位數(shù)目相同，側(cè)翼區(qū)非重復(fù)單位數(shù)目不同二者均不同核心區(qū)重復(fù)序列的拷貝數(shù)的差異是微衛(wèi)星DNA多態(tài)性的主要成因2022/11/652（二）Alu序列多態(tài)性

Alu序列每個(gè)成員的長(zhǎng)度約300bp，由于其內(nèi)部都有一個(gè)限制性內(nèi)切酶AluI的酶切位點(diǎn)（AG↓CT），將其切割為170bp和130bp的兩個(gè)片段，稱為Alu序列或Alu家族Alu序列為非編碼序列（分散序列），存在于基因之間170bp130bpAluI酶切位點(diǎn)（AGTC）外部重復(fù)序列富含CpG的重復(fù)序列插入序列第二節(jié)真核生物基因組

三、人類基因組多樣性2022/11/653第二節(jié)真核生物基因組

三、人類基因組多樣性

（三）SNP（singlenucleotidepolymorphism）SNP：?jiǎn)蝹€(gè)核苷酸變異而形成的DNA分子多態(tài)性根據(jù)SNP在基因組中的位置可分為編碼區(qū)SNP（codingregionSNP，cSNP）基因周邊區(qū)SNP（perigenicSNP，pSNP）基因間SNP（intergenicSNP，iSNP）編碼區(qū)SNP20%～30%引起蛋白質(zhì)氨基酸順序的改變，稱為非同義SNP（non-synonymousnSNP）70%～80%不引起蛋白質(zhì)氨基酸順序的改變，稱為同義SNP（synonymoussSNP）2022/11/654第二節(jié)真核生物基因組

三、人類基因組多樣性

（三）SNP（singlenucleotidepolymorphism）理論上某一特定核苷酸位點(diǎn)的變異有4種形式，包括一種轉(zhuǎn)換（transition）和三種顛換（transversion）。轉(zhuǎn)換：C←→T（互補(bǔ)鏈為G←→A）顛換：C←→A（G←→T），C←→G（G←→C），T←→A（A←→T）轉(zhuǎn)換的頻率是顛換的3倍，因此轉(zhuǎn)換是SNP發(fā)生的主要原因。因此SNP通常是二等位多態(tài)，三等位和四等位多態(tài)很少見。雖然SNP只有兩種等位形式，變異程度及所提供的信息量不如微衛(wèi)星DNA，但SNP數(shù)目龐大，總的信息量遠(yuǎn)大于其它類型多態(tài)性

2022/11/655SNPandObesity

<Science>312:279,2006第二節(jié)真核生物基因組

三、人類基因組多樣性2022/11/656SNPandCrohn’sDisease1p31;IL23R:p.Arg381Gln

67400000IL23R------CAA-----mRNA------GTT-----DNA

------CGA-----mRNA------GCT-----DNA

GlnArg<SCIENCS>314:1461,1stDec.2006Extracell+Transmem+252aa-pArg381:5thaainptoTransmem第二節(jié)真核生物基因組

三、人類基因組多樣性2022/11/657第三節(jié)原核生物基因組2022/11/658第三節(jié)原核生物基因組

一、原核生物基因組的一般特點(diǎn)

基因組較小（106bp～107bp）操縱子結(jié)構(gòu)是原核生物基因組的功能單位結(jié)構(gòu)基因均為單拷貝基因（除18s、28s、5srRNA及tRNA基因外）不編碼的DNA序列約占全基因組的10%以內(nèi)（比真核生物少得多）：基因組中幾乎沒有重復(fù)序列，基因間幾乎沒有間隔，基因內(nèi)沒有內(nèi)含子（古細(xì)菌除外）。不編碼部分通常包含調(diào)控基因表達(dá)的序列DNA分子中有各種功能區(qū)，如復(fù)制起始區(qū)OriC，復(fù)制終止區(qū)TerC，轉(zhuǎn)錄起始區(qū)和終止區(qū)等，這些區(qū)域往往有反向重復(fù)序列，能形成特殊的結(jié)構(gòu)2022/11/659

化膿性鏈球菌基因組

有色部分代表編碼序列外環(huán)為順時(shí)針轉(zhuǎn)錄的編碼序列內(nèi)環(huán)為逆時(shí)針轉(zhuǎn)錄的編碼序列第三節(jié)原核生物基因組

一、原核生物基因組的一般特點(diǎn)

2022/11/660第三節(jié)原核生物基因組

二、原核生物的類核結(jié)構(gòu)

典型的原核生物基因組是一個(gè)環(huán)狀雙鏈DNA分子，存在于類核中。類核不是典型的細(xì)胞核，沒有真核生物細(xì)胞核那樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，沒有核膜將其內(nèi)容物與細(xì)胞漿隔開，也不形成染色體結(jié)構(gòu)。超螺旋DNA環(huán)核心蛋白松弛DNA環(huán)2022/11/661第三節(jié)原核生物基因組

三、質(zhì)粒（plasmid）質(zhì)粒是一類染色體外能進(jìn)行自主復(fù)制的核酸分子，屬染色體外基因組?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)在細(xì)菌、酵母、藍(lán)藻、絲狀真菌、植物、動(dòng)物及人類都存在質(zhì)粒。質(zhì)粒與致病菌的毒力及耐藥性有關(guān)，又是基因工程的常用載體，因而具有重要的研究和應(yīng)用價(jià)值（一）質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)質(zhì)粒核酸有的是DNA，有的是RNA，有的是環(huán)狀分子，有的是線形分子。DNA質(zhì)粒沒有蛋白質(zhì)包裹，而RNA質(zhì)粒多有蛋白質(zhì)外殼。已知絕大多數(shù)細(xì)菌來源的質(zhì)粒是環(huán)狀雙鏈DNA分子，沒有游離的末端，每條鏈上的核苷酸通過共價(jià)鍵彼此頭尾相連，這種結(jié)構(gòu)稱為共價(jià)閉合環(huán)狀DNA（covalentlyclosedcircularDNA，cccDNA）2022/11/662第三節(jié)原核生物基因組

三、質(zhì)粒（plasmid）1.抗性抗生素抗性：氨基糖甙類、β-內(nèi)酰胺類、大環(huán)內(nèi)酯類及磺胺等重金屬抗性：汞離子及有機(jī)汞制劑、鎳、鈷、銀、鉻、鉛、銻及鉍等陽離子抗性：砷酸鹽、亞砷酸鹽、鉻酸鹽及硼酸鹽等其它抗性：紫外線，X射線，細(xì)菌素，質(zhì)?？刂频男揎椣到y(tǒng)等（二）質(zhì)粒的