分子生物學(xué)基因組的結(jié)構(gòu)與功能

第三章基因組的結(jié)構(gòu)與功能基因組（genome）：

細(xì)胞或生物體中，一套完整單倍體的遺傳物質(zhì)的總和。如人：22常+X，Y，+線粒體基因組基因組的結(jié)構(gòu)：指不同的基因功能區(qū)域在核酸分子中的分布和排列情況?；蚪M的功能：貯存和表達(dá)遺傳信息。第一節(jié)：病毒基因組一、病毒基因組核酸的主要類型雙鏈RNA單鏈負(fù)股RNA

單鏈正股RNA分類DNARNA

雙鏈DNA：HBV

單鏈DNA：M13噬菌體正股(+)：序列與mRNA相同的鏈負(fù)股(-)：序列與mRNA互補(bǔ)的鏈二、病毒基因組的特點(diǎn)1．基因組大小相差很大：HBV：3.2kb痘病毒：300kb2．核酸結(jié)構(gòu)多樣性：DNA或RNA單鏈或雙鏈合環(huán)狀分子或線性分子3．基因組有連續(xù)的，有不連續(xù)的大多數(shù)連續(xù)流感病毒：8條單鏈RNA4．編碼序列>90%(基因組)5.多為單拷貝,即每個(gè)基因只出現(xiàn)一次6..基因有連續(xù)的和間斷的

(有內(nèi)含子)7.相關(guān)基因叢集:功能上相關(guān)的基因排列在一起8.有重疊基因9.含有不規(guī)則結(jié)構(gòu)基因基因之間無間隔區(qū).mRNA５＇端無帽子結(jié)構(gòu).

結(jié)構(gòu)基因本身無翻譯起始序列三、典型病毒基因組介紹1.SV40病毒基因組雙鏈環(huán)狀DNA：5243bp早期轉(zhuǎn)錄區(qū)：一個(gè)基因（2個(gè)蛋白質(zhì)t，T）調(diào)控區(qū)（

400bp）：復(fù)制起始點(diǎn)，啟動(dòng)子，增強(qiáng)子晚期轉(zhuǎn)錄區(qū)：先轉(zhuǎn)錄出一個(gè)多順反子mRNAVP1mRNAVP2mRNAVP3mRNAVP3比VP2N端少1/3AUG位于VP2和VP3內(nèi)UAA內(nèi)含子1內(nèi)含子2前體mRNA剪接方式1：去除內(nèi)含子1剪接方式2：去除內(nèi)含子2T-mRNAt-mRNAT-抗原t-抗原分布于核內(nèi)：100KD分布于胞漿內(nèi)：18KDT-抗原和t-抗原mRNA前體的不同剪接方式UAA2、逆轉(zhuǎn)錄病毒(retroviruses)（1）一般特征

病毒(+)股RNA為2個(gè)拷貝,基本結(jié)構(gòu)為:５＇帽－R－U5－PB－－DLS－

－gag－pol－env－(onc－)－C－PB＋－U3－R－poly(A)n病毒顆粒中有兩條相同的正股RNA+兩條來自宿主細(xì)胞的tRNAA：編碼區(qū):所有逆轉(zhuǎn)錄病毒均含有3個(gè)基本結(jié)構(gòu)基因gag:病毒衣殼蛋白pol:肽鏈內(nèi)切酶,一個(gè)逆轉(zhuǎn)錄酶,一個(gè)與前病毒整合相關(guān)的酶env:包膜蛋白B：非編碼區(qū):與基因組復(fù)制和基因表達(dá)有關(guān)A:R區(qū):兩端的重復(fù)序列,與cDNA合成有關(guān)B:引物結(jié)合區(qū)(primerbindingsite,PB)C:U區(qū):U3含強(qiáng)啟動(dòng)子,起始轉(zhuǎn)錄RNA.U5與轉(zhuǎn)錄終止和加polyA有關(guān)D:DLS-

-C區(qū):DLS:兩條病毒(+)RNA鏈結(jié)合位點(diǎn)

:包裝信號(hào):RNA裝入病毒顆粒

C:調(diào)控區(qū).（2）前病毒基因組的轉(zhuǎn)錄和翻譯A：逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都需要經(jīng)過DNA中間體才能完成.RNA病毒DNA前病毒RNA病毒(cDNA)末端形成新的重復(fù)序列(U3-R-U5)稱長末端重復(fù)序列(LTR)longterminalrepeatB：翻譯多順反子mRNAgag-------------------pol(無起始密碼子)90%形成gag蛋白

10%形成gag-pol蛋白剪接后形成envmRNA第二節(jié)原核生物基因組一、原核生物基因組結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：1、基因組為環(huán)狀雙鏈DNA分子2、只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn).3、具有操縱子結(jié)構(gòu)指數(shù)個(gè)功能上相關(guān)的基因串聯(lián)在一起,連同上游的調(diào)控區(qū)和下游的轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)構(gòu)成基因的表達(dá)單位.4、一般無重疊基因.5、基因是連續(xù)的,無內(nèi)含子6、編碼區(qū)在基因組中的比例>>真核基因組<<病毒基因組7、基因組中重復(fù)序列很少8、具有編碼同工酶的基因(isogene)9、存在可移動(dòng)DNA序列10、分子中有多功能識(shí)別區(qū)域復(fù)制、轉(zhuǎn)錄起始區(qū)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄終止區(qū)二、質(zhì)粒（plasmid）是細(xì)菌內(nèi)攜帶的染色體以外的DNA分子是共價(jià)閉合環(huán)狀DNA（covalentclosedcircularDNA，cccDNA）1、最大特點(diǎn):可獨(dú)立復(fù)制2、質(zhì)粒的遺傳控制/txsdxbk/170420/5299784.html/txsdxbk/170420/5299747.html/txsdxbk/170420/5299743.html/txsdxbk/170420/5299732.html/txsdxbk/170420/5299728.html/txsdxbk/170420/5299721.html/txsdxbk/170420/5299719.html/txsdxbk/170420/5299717.html/txsdxbk/170420/5299716.html/txsdxbk/170420/5299715.html/txsdxbk/170420/5299712.html/txsdxbk/170420/5299710.html/txsdxbk/170420/5299707.html/txsdxbk/170420/5299706.html/txsdxbk/170420/5299702.html/txsdxbk/170420/5299700.html/txsdxbk/170421/5302688.html/txsdxbk/170421/5302680.html/txsdxbk/170421/5302671.html/txsdxbk/170421/5302658.html/txsdxbk/170421/5302651.html/txsdxbk/170421/5302647.html/txsdxbk/170421/5302636.html/txsdxbk/170421/5302630.html/txsdxbk/170421/5302617.html/txsdxbk/170421/5302605.html/txsdxbk/170421/5302577.html/txsdxbk/170421/5302572.html/txsdxbk/170421/5302568.html/txsdxbk/170421/5302483.html/txsdxbk/170421/5302478.html/txsdxbk/170421/5302471.html(1).復(fù)制控制系統(tǒng):控制質(zhì)粒的拷貝數(shù)

復(fù)制起始點(diǎn)(ori)Rep基因:Rep蛋白結(jié)合于ori,促進(jìn)復(fù)制過量可抑制復(fù)制

Cop基因:抑制復(fù)制(2).分配系統(tǒng):使質(zhì)粒在細(xì)菌分裂時(shí)精確分配到子細(xì)胞中.(3).細(xì)胞分裂抑制系統(tǒng):控制細(xì)胞分裂,使細(xì)胞分裂與質(zhì)粒復(fù)制協(xié)調(diào)(4).位點(diǎn)特異重組系統(tǒng):多聚體單體(細(xì)菌內(nèi))(分裂時(shí))(5)質(zhì)粒的不相容性:具有相同復(fù)制起始點(diǎn)和分配區(qū)的兩種質(zhì)粒不能共存于一個(gè)宿主,這種現(xiàn)象稱

.

共存一宿主兩種質(zhì)粒不共存一宿主另:凡經(jīng)改建作為基因克隆載體的質(zhì)粒必須包括三種共同的組成成分:復(fù)制基因(replicator)

選擇性標(biāo)記克隆位點(diǎn)三、轉(zhuǎn)位因子(transposableelement)指可移動(dòng)的DNA

或＂跳躍基因(jumpinggene)＂分子內(nèi)