基因和基因组课件

第二章基因与基因组

GeneandGenome

.1第二章.1第一节基因的概念与结构一、基因的概念

（一）基因概念的发展.2第一节基因的概念与结构一、基因的概念.2（二）基因的概念

侧翼序列：含有调控序列是编码RNA或一条多肽链的DNA片段，包括：编码序列：外显子(exon)插入序列：内含子(intron).3（二）基因的概念侧翼序列：含有调控序列1.原核生物的结构基因是

连续的（一）结构基因

基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列。二、基因的结构.41.原核生物的结构基因是

连续的（一）结构

真核生物结构基因DNAmRNA前体编码序列不连续，称为断裂基因（interruptedgene）RNA剪接2.由外显子（编码序列)和内含子（非编码序列)两部分组成，intron

exon

成熟mRNA.5

5′

3′exon3exon1exon2GTAGGTAG真核基因中RNA剪接的识别信号内含子的5′端以GT开始，

3′端以AG结束。GT-AG法则intron2intron13..6exon3exon1exon2GTAGG

5′3′exon3exon2exon1

intron1intron2(二)转录调控序列

前导序列尾部序列编码区侧翼序列侧翼序列结构基因编码区两侧的一段不被翻译的DNA片段(侧翼序列)，参与转录调控。.73′exon3exon2exon1intron1itayz

opstructural

gene1.原核生物基因的调控序列

promoter启动子promoterterminator终止子terminatoroperator操纵元件operator.8tayzopstructuralgene1.原核生物基因2.真核生物基因的调控序列反式作用因子

trans-actingfactor

能识别和结合特定的顺式作用元件,并影响基因转录的一类蛋白质或RNA顺式作用元件

cis-actingelement

能影响基因表达，但不编码RNA和蛋白质的DNA序列TATAAAATATTT

5′3′3′

5′顺式作用元件.92.真核生物基因的调控序列反式作用因子

trans-actiTATA盒（TATABox）:

位于-25～-30bp，TATAAAA/TATATAT

与TFII结合，启动基因转录。(1)．启动子和上游启动子元件-25+1-30（II类）.10TATA盒（TATABox）:

位于-25～-30bp-30-25+1-80-70CAAT盒（CAATBox）位于-70～-80bp，GGC/TCAATCT,与CTF结合，决定启动子转录效率。.11-30+1-80-70CAAT盒（CAATBox）.11GC盒（GCBox）位于-35bp，GGCGG，与转录因子SP1结合，促进转录的过程。－35-35+1

.12GC盒（GCBox）－35+1.12(2).增强子（enhancer）

CAATbox与转录因子特异性结合，增强转录活性，在基因任意位置都有效、无方向性。TATAbox

enhancerpromoter

5′3′exonintron.13(2).增强子（enhancer）CAATbox5′--------AATAAA----------GT-------3′

DNA

mRNA

前体5′--------AAUAAA----------GU-------3′5′--------AAUAAA------AAAAAAAA3′多聚腺苷酸化mRNA(3).Poly(A)加尾信号Poly(A)聚合酶5′--------AAUAAA----------GU-------3′特异因子

含有II类启动子的基因，基因末端保守的AATAAA顺序及下游GT或T富含区,被多聚腺苷酸化特异因子识别，在mRNA3′端加约200个A。.145′--------AATAAA----------GT

CAATboxTATAbox

Enhancerpromoter

调控序列调控序列真核生物基因的结构exonexon非翻译区：untranslatedregions，UTRUTRUTRPoly(A)加尾信号5′+1Stop3′结构基因intronintronexonTGAATG开放阅读框：openreadingframe，ORFresponseelement.15CAATboxTATAboxpromoter调三、中心法则

centraldogmaReplicationReplicationReverse

TranscriptionTranscriptionTranslationDNARNAProtein

.16三、中心法则

centraldogm(一)原核生物的mRNA是多顺反子mRNAPromoterGene1Gene2Gene3TerminatorDNATranscriptionmRNA3′1235′TranslationProteins123

多顺反子mRNA

(polycistronicmRNA):原核生物的一个mRNA分子带有几个

结构基因的遗传信息，利用共同的启动

子及终止信号，组成操纵子的基因表达

调控单元。.17(一)原核生物的mRNA是多顺反子mRNAPromoterTranslationTranscriptionmRNADNAProteinPromoterGene3′5′(二)单顺反子mRNA(monocistronicmRNA):真核生物的一个编码基因转录生成一个mRNA。.18TranslationTranscriptionmRNADN基因组：一个细胞或病毒的全部

遗传信息；

第二节基因组

一套完整的单倍体的遗传物质的总合；

含有一种生物的一整套遗

传信息的遗传物质；…….19基因组：一个细胞或病毒的全部

C值（C-value）：单倍体基因组中的全部DNA量(bp)

106107108109

10101011显花植物骨鱼类哺乳类甲壳类爬行类鸟类藻类真菌革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌枝原体霉菌蠕虫类软体动物棘皮类昆虫类软骨鱼类两栖类.20C值（C-value）：单倍体基因组中的全部DNA量(bp)一、病毒基因组DNA病毒

RNA病毒

（一）基本结构多数为双链(ds)、环状或线性多数为单链(ss)、线性.21一、病毒基因组DNA病毒（一）基本结构多数为双链(ds)（二）RNA病毒基因组类型特点代表种类.22（二）RNA病毒基因组类型.221.单股正链RNA病毒SARS冠状病毒SARScoronavirus

包膜蛋白膜蛋白核衣壳蛋白刺突蛋白

病毒RNA聚合酶.231.单股正链RNA病毒SARS冠状病毒SARScoron单股正链RNA、不分节段，5′端有甲基化帽，3′端有poly(A)结构。脊髓灰质炎病毒、鼻病毒、

多数RNA噬菌体、冠状病毒.24单股正链RNA、不分节段，脊髓灰质炎病毒、鼻病毒、..

禽流感病毒(H5N1)

avianinfluenzaAvirus2.单股负链RNA病毒8节段-ssRNA血凝素（HA）神经氨酸酶（N).25.

禽流感病毒(H5N1)

aviani单股负链RNA、8节段，均编码蛋白质，

5′端由相同的13个核苷酸组成，3′端有12个保守的核苷酸序列。流感病毒、滤泡性口腔炎病毒、

狂犬病毒.26单股负链RNA、8节段，均编码蛋白质，

5′端由相同呼肠孤病毒reovirus3.双链RNA病毒11节段dsRNA内衣壳蛋白外衣壳蛋白.27呼肠孤病毒reovirus3.双链RNA病毒11节段dsR正负双链RNA，10－12节段、每段编码一个蛋白质呼肠孤病毒、轮状病毒、

噬菌体Φ6.28正负双链RNA，10－12节段、呼肠孤病毒、轮状病毒、4.逆转录病毒(retrovirus)核心蛋白逆转录酶膜蛋白poly(A)Cap人类免疫缺陷病毒（HIV）.294.逆转录病毒(retrovirus)核心蛋白逆转录酶单股正链RNA，有三个基本的结构

基因：gag、pol（逆转录酶）、env，

白血病病毒、肉瘤病毒、

人类免疫缺陷病毒

5′端有甲基化帽，3′端有poly(A)，

另有多个基因表达调控位点。.30单股正链RNA，有三个基本的结构.30（三）DNA病毒基因组类型特点代表种类.31（三）DNA病毒基因组类型.311.线性双链DNA病毒早期蛋白（E）

晚期蛋白（L）

腺病毒adenovirusE1AE1BE3E4E2BE2A0102030405060708090100%L2L3L4L5L1ITRITRITR:反向末端重复序列.321.线性双链DNA病毒早期蛋白（E）晚期蛋白（反向末端重复序列（invertedterminalrepeat，ITR）AT丰富区保守序列：ATAATATACCGC丰富区保守序列：GGGCGG,TGACGT在病毒复制过程有重要作用基因组：线性双链DNA，编码两大类蛋白早期蛋白（E）、晚期蛋白（L）.33反向末端重复序列（invertedt乳头瘤病毒papillomavirusURR2.双链环状DNA病毒衣壳蛋白DNA复制膜信号蛋白组装与释放中断细胞生长周期上游调节区转录与复制.34乳头瘤病毒papillomavirusURR2.双链环基因组：双链环状DNA，可分为早期区（E）、晚期区（L）、上游调节区（upstreamregulatory

region,URR）

调节转录与复制.35基因组：双链环状DNA，.353.单链环状DNA病毒5387nt噬菌体phiX174基因重叠5387nt编码2500AA1977，Sanger.363.单链环状DNA病毒噬菌体phiX174基因重叠1977，乙型肝炎病毒（HBV）4.开环部分双链DNA病毒聚合酶HBsAgHBcAg.37乙型肝炎病毒（HBV）4.开环部分双链DNA病毒聚合酶H乙型肝炎病毒（HBV）逆转录酶HBsAgHBcAgHBeAg开环部分双链DNA病毒.38乙型肝炎病毒（HBV）逆转录酶HBsAgHBcAgHBeAg二、原核生物基因组细菌染色体DNA质粒DNA以大肠杆菌（Escherichiacoli）为例.39二、原核生物基因组细菌染色体DNA以大肠杆菌（Escheri类核（nucleoid）：细菌染色体在

细胞内形成的一个致密区域大肠杆菌细胞结构nucleoid质粒plasmid.40类核（nucleoid）：细菌染色体在

细胞内大肠杆菌染色体结构

蛋白质核心超螺旋DNA环.41大肠杆菌染色体结构蛋白质核心超螺旋DNA环.41（一）由一条环状双链DNA分子组成，

通常只有一个DNA复制起点。C-Value:4.6×106bp大肠杆菌染色体DNA大肠杆菌4000K3000K2000K1000K0OriCTerC.42（一）由一条环状双链DNA分子组成，

(二)结构基因大多组成操纵子乳糖操纵子

lacoperontayz

opstructural

genepromoterterminatoroperatorß-galactosidase半乳糖苷酶zß-galactosidepermease透酶y

ß-galactosidetransacetylase

半乳糖苷乙酰转移酶a

.43(二)结构基因大多组成操纵子乳糖操纵子lacopero多个功能相关的结构基因成簇串联排列，与上游共同的调控区和下游转录终止信号组成的基因表达单位。操纵子operon:.44多个功能相关的结构基因操纵子operon:.44（三）其它结构特点

C

值：4,639,221bp基因数：4288基因大小：950bp/gene基因间隔：118bp/２gene1.基因密度非常高，编码区在

基因组中所占比例大；2.结构基因没有内含子，多为

单拷贝，rRNA基因为多拷贝；3.重复序列很少，重复片段为

转座子；

50kb.45（三）其它结构特点C值：4,639,221bp1.基因4.有编码同工酶的同基因（isogene）分支酸别构酶ilvBNacetolactatesynthaseIilvIHacetolactatesynthaseIII乙酰乳酸合酶

entCisochorismatesynthaseentBisochorismatase.464.有编码同工酶的同基因（isogene）分支酸别构酶il5.不同的原核生物基因组的GC含量

（GCcontent）变化很大(25%-75%)EscherichiacoliMicrococcusluteus藤黄微球菌BacillussubtilisSerratiamarcescens枯草杆菌粘质沙雷菌大肠杆菌%GC51

51

52

55

58

52

37

66

61

43

45

33

39

25

75

73

69Shigellaflexnerl志贺氏杆菌（痢疾）Salmonellatyphimurium鼠伤寒沙门菌Klebsiellapneumoniae肺炎克雷伯士氏杆菌Mycopiasmacapricolum支原体.475.不同的原核生物基因组的GC含量

（GCcontent（四）非编码区主要是调控序列：复制起始区（OriC）复制终止区（TerC）转录起动区转录终止区.48（四）非编码区主要是调控序列：复制起始区（OriC）转录起动复制起始区（OriC）.49复制起始区（OriC）.49大肠杆菌强启动子TTGACTATAAT

转录起始.50大肠杆菌强启动子TTGACTATAATGA

CCGCCGCU

GGCGGCAUUUU-OH3’5’UUC

G

G5’…GCCGCCAGUUCGGCUGGCGGCAUUUU…3’RNA5’…GCCGCCAGTTCGGCTGGCGGCATTTT…3’DNA终止子：强终止子：有反向重复顺序，可形成茎环结构，其后面为poly(T)结构，转录终止无需ρ因子。GC丰富区、AT丰富区.51GCAUUUU-OH3’5’UUCGG5（五）具有转座现象

BarbaraMcClintock

1902-1992转座，或称移位（transposition）：转座因子在基因组不同位置间的移动。.52（五）具有转座现象BarbaraMcClintock

1.转座因子的类别

Is3

转座酶(1)插入序列（insertionsequence,Is）

小于2000bp，只有转座相关基因2kb.531.转座因子的类别Is3转座酶(1)插入序列Tn3转座酶Tn10

转座酶(2)转座子（transposon，Tn）

2-20kb，常带有抗性基因等其它基因氨苄青霉素抗性

四环素抗性2kb.54Tn3转座酶Tn10转座酶(2)转座子（(3)Mu噬菌体（Mu）转座酶头尾部蛋白转座酶结合位点转座酶

结合位点宿主DNA宿主DNA37kbAB.55(3)Mu噬菌体（Mu）转座酶头尾部蛋白转座酶转座酶

切离是转座因子从原来位置上切除并转移到基因组新的位置转座是转座因子复制出一个新拷贝转移到基因组新的位置2.转座因子的遗传效应供体DNA转座子受体DNA复制和转座新的DNA切除和连接.56切离是转座因子从原来位置上切除并转移到基因组新的位置转座是

transposonHostDNA

TargetsiteTACATGCACAGATGTACGTGTC

transposonTACATGCA

ATG

CAGTACGTGTC

转座的结果使靶点序列倍增

transposonDirectRepeatsTACATGCA

ATGTACGTATGCACAG

TACGTGTC

促使染色体畸变

.57transposonHostDNA

Target共合体重组解离复制子1复制子2转座子可以使供体和受体复制子融合，形成共合体，解离后释放出两个复制子，每一个都带有一个转座子。可形成共合体转座子融合.58共合体重组解离复制子1复制子2转座子可以使供体和受体复转座子

F

E

A

B

C

D复制插入转座子新拷贝

F

E

A

B

C

D引起插入突变

基因F被隔断而失去功能

.59转座子FEABCD复制转座子新拷贝FE携带标志基因使受体增添新基因Tn3转座酶Tn10

转座酶氨苄青霉素抗性

四环素抗性.60携带标志基因使受体增添新基因Tn3转座酶Tn10（六）质粒（plasmid）

质粒是存在于细菌染色体外的，具有自主复制能力的环状双链DNA分子；大小为2-3kb。.61（六）质粒（plasmid）质粒是存在于细菌染色体外的质粒的特性在宿主细胞内可自主复制；所携带的遗传信息能赋予宿主特

定的遗传性状；细胞分裂时恒定地传给子代；质粒可以转移。.62质粒的特性在宿主细胞内可自主复制；所携带的遗传信息能赋予三真核生物基因组染色体DNA线粒体DNA.63三真核生物基因组染色体DNA线粒体DNA.63人类基因组染色体（一）染色体DNA的组成核小体.64人类基因组染色体（一）染色体DNA的组成核小体.641.单一序列DNA

（uniquesequenceDNA）单一序列在人类基因组中大于50％。结构基因主要存在于单一序列中。单拷贝DNA(singlecopyDNA).651.单一序列DNA

（uniquesequenceDN2.高度重复序列DNA（highlyrepetitiveDNA）卫星DNA（satelliteDNA）反向重复序列（invertedrepeats)重复次数>106次.662.高度重复序列DNA卫星DNA（satelliteD

（1）

卫星DNA存在于非编码区的串联重复序列，

在基因组中约占5％。主带光密度卫星DNA.67（1）卫星DNA主带卫星DNA.67a.大卫星（macro-satellite）DNA：重复单位5-10bp，其在人群中多态性不显著。

光密度260nm果蝇基因组.68a.大卫星（macro-satellite）DNA：光密度b.小卫星（minisatellite）

DNA：重复单位9-24bp，呈高度多态性。可变数目串联重复序列（variable

numberoftandemrepeat,VNTR）端粒DNA：（TTAGGG）n，2-20kb，

染色体复制，末端保护。核心序列GGGCAGGAXG；.69b.小卫星（minisatellite）DNA：可变数目c.微卫星DNA

(macro-satelliteDNA)短串联重复(shorttandemrepeat,STR)重复单位2-6bp，常见为(AC)n和(TG)n，重复次数10-60次，总长度小于150bp，高度多态性，可作遗传标记。.70c.微卫星DNA(macro-satelliteDNA（2）.反向重复序列5`AAACCACCGCTGGTAGCGGTGGTTT3`

3`TTTGGTGGCGACCATCGCCACCAAA5`5`AAACCACCGCTAGCGGTGGTTT3`3`TTTGGTGGCGATCGCCACCAAA5`回文结构两个顺序列相同的拷贝在DNA链上呈反向排列。在基因组中约占5％，常见于基因调控区。.71（2）.反向重复序列5`AAACCACCGCTGGTAGC3.中度重复序列:tRNA、rRNA组蛋白、免疫球蛋白可能与基因调控相关序列重复次数10-105，约占基因组的35％.723.中度重复序列:tRNA、rRNA可能与基因调控相关序列重Alu家族：有AluⅠ酶切位点（AG/CT）而得名。重复单位约300bp，

由两个130bp重复序列及31bp间隔序

列组成；重复30-50万次，散在分布；

灵长类特有。.73Alu家族：有AluⅠ酶切位点（AG/CT）而得名。等位型1等位型2（二）基因组序列多态性两个同源DNA序列中同一碱基位置含有不同的核苷酸。1.单核苷酸多态性（single

nucleotidepolymorphism,SNP）.74等位型1等位型2（二）基因组序列多态性两个同源DNA2.限制性片段长度多态性

（restrictionfragmentlength

polymorphism）↓↓DNA1-1↓DNA1-2用一种限制性内切酶消化不同个体的同一段DNA时，由于碱基组成的变化而改变限制性内切酶识别位点，从而会产生长度不同的DNA片段。.752.限制性片段长度多态性

（restriction(三)多基因家族（multigenefamily）

1.基因超家族（supergenefamily）由多基因家族及单基因组成，成员间有不同程度的同源，但它们的功能不一定相同。是指一组有类似功能，核苷酸序列又有同源性的基因。.76(三)多基因家族（multigenefamily）2.核酸序列相同：组蛋白基因家族多拷贝基因形成的基因簇，

rRNA、tRNA、组蛋白基因家族。非洲爪蟾的5SRNA基因结构5SRNA基因非转录空隔区.772.核酸序列相同：组蛋白基因家族3.核酸序列高度同源生长激素（GH）与绒毛膜生长催乳激素（CS）

氨基酸序列比对217.783.核酸序列高度同源生长激素（GH）与绒毛膜生长催乳激素（C4.编码产物的功能或功能区相同.794.编码产物的功能或功能区相同.79(四)假基因（pseudogene,Ψ）GA21Alu10kb珠蛋白基因簇中的假基因

与有功能的基因相似，不表达基因产物的基因。.80(四)假基因（pseudogene,Ψ）.81.81.82.82

第二章基因与基因组

GeneandGenome

.83第二章.1第一节基因的概念与结构一、基因的概念

（一）基因概念的发展.84第一节基因的概念与结构一、基因的概念.2（二）基因的概念

侧翼序列：含有调控序列是编码RNA或一条多肽链的DNA片段，包括：编码序列：外显子(exon)插入序列：内含子(intron).85（二）基因的概念侧翼序列：含有调控序列1.原核生物的结构基因是

连续的（一）结构基因

基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列。二、基因的结构.861.原核生物的结构基因是

连续的（一）结构

真核生物结构基因DNAmRNA前体编码序列不连续，称为断裂基因（interruptedgene）RNA剪接2.由外显子（编码序列)和内含子（非编码序列)两部分组成，intron

exon

成熟mRNA.87

5′

3′exon3exon1exon2GTAGGTAG真核基因中RNA剪接的识别信号内含子的5′端以GT开始，

3′端以AG结束。GT-AG法则intron2intron13..88exon3exon1exon2GTAGG

5′3′exon3exon2exon1

intron1intron2(二)转录调控序列

前导序列尾部序列编码区侧翼序列侧翼序列结构基因编码区两侧的一段不被翻译的DNA片段(侧翼序列)，参与转录调控。.893′exon3exon2exon1intron1itayz

opstructural

gene1.原核生物基因的调控序列

promoter启动子promoterterminator终止子terminatoroperator操纵元件operator.90tayzopstructuralgene1.原核生物基因2.真核生物基因的调控序列反式作用因子

trans-actingfactor

能识别和结合特定的顺式作用元件,并影响基因转录的一类蛋白质或RNA顺式作用元件

cis-actingelement

能影响基因表达，但不编码RNA和蛋白质的DNA序列TATAAAATATTT

5′3′3′

5′顺式作用元件.912.真核生物基因的调控序列反式作用因子

trans-actiTATA盒（TATABox）:

位于-25～-30bp，TATAAAA/TATATAT

与TFII结合，启动基因转录。(1)．启动子和上游启动子元件-25+1-30（II类）.92TATA盒（TATABox）:

位于-25～-30bp-30-25+1-80-70CAAT盒（CAATBox）位于-70～-80bp，GGC/TCAATCT,与CTF结合，决定启动子转录效率。.93-30+1-80-70CAAT盒（CAATBox）.11GC盒（GCBox）位于-35bp，GGCGG，与转录因子SP1结合，促进转录的过程。－35-35+1

.94GC盒（GCBox）－35+1.12(2).增强子（enhancer）

CAATbox与转录因子特异性结合，增强转录活性，在基因任意位置都有效、无方向性。TATAbox

enhancerpromoter

5′3′exonintron.95(2).增强子（enhancer）CAATbox5′--------AATAAA----------GT-------3′

DNA

mRNA

前体5′--------AAUAAA----------GU-------3′5′--------AAUAAA------AAAAAAAA3′多聚腺苷酸化mRNA(3).Poly(A)加尾信号Poly(A)聚合酶5′--------AAUAAA----------GU-------3′特异因子

含有II类启动子的基因，基因末端保守的AATAAA顺序及下游GT或T富含区,被多聚腺苷酸化特异因子识别，在mRNA3′端加约200个A。.965′--------AATAAA----------GT

CAATboxTATAbox

Enhancerpromoter

调控序列调控序列真核生物基因的结构exonexon非翻译区：untranslatedregions，UTRUTRUTRPoly(A)加尾信号5′+1Stop3′结构基因intronintronexonTGAATG开放阅读框：openreadingframe，ORFresponseelement.97CAATboxTATAboxpromoter调三、中心法则

centraldogmaReplicationReplicationReverse

TranscriptionTranscriptionTranslationDNARNAProtein

.98三、中心法则

centraldogm(一)原核生物的mRNA是多顺反子mRNAPromoterGene1Gene2Gene3TerminatorDNATranscriptionmRNA3′1235′TranslationProteins123

多顺反子mRNA

(polycistronicmRNA):原核生物的一个mRNA分子带有几个

结构基因的遗传信息，利用共同的启动

子及终止信号，组成操纵子的基因表达

调控单元。.99(一)原核生物的mRNA是多顺反子mRNAPromoterTranslationTranscriptionmRNADNAProteinPromoterGene3′5′(二)单顺反子mRNA(monocistronicmRNA):真核生物的一个编码基因转录生成一个mRNA。.100TranslationTranscriptionmRNADN基因组：一个细胞或病毒的全部

遗传信息；

第二节基因组

一套完整的单倍体的遗传物质的总合；

含有一种生物的一整套遗

传信息的遗传物质；…….101基因组：一个细胞或病毒的全部

C值（C-value）：单倍体基因组中的全部DNA量(bp)

106107108109

10101011显花植物骨鱼类哺乳类甲壳类爬行类鸟类藻类真菌革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌枝原体霉菌蠕虫类软体动物棘皮类昆虫类软骨鱼类两栖类.102C值（C-value）：单倍体基因组中的全部DNA量(bp)一、病毒基因组DNA病毒

RNA病毒

（一）基本结构多数为双链(ds)、环状或线性多数为单链(ss)、线性.103一、病毒基因组DNA病毒（一）基本结构多数为双链(ds)（二）RNA病毒基因组类型特点代表种类.104（二）RNA病毒基因组类型.221.单股正链RNA病毒SARS冠状病毒SARScoronavirus

包膜蛋白膜蛋白核衣壳蛋白刺突蛋白

病毒RNA聚合酶.1051.单股正链RNA病毒SARS冠状病毒SARScoron单股正链RNA、不分节段，5′端有甲基化帽，3′端有poly(A)结构。脊髓灰质炎病毒、鼻病毒、

多数RNA噬菌体、冠状病毒.106单股正链RNA、不分节段，脊髓灰质炎病毒、鼻病毒、..

禽流感病毒(H5N1)

avianinfluenzaAvirus2.单股负链RNA病毒8节段-ssRNA血凝素（HA）神经氨酸酶（N).107.

禽流感病毒(H5N1)

aviani单股负链RNA、8节段，均编码蛋白质，

5′端由相同的13个核苷酸组成，3′端有12个保守的核苷酸序列。流感病毒、滤泡性口腔炎病毒、

狂犬病毒.108单股负链RNA、8节段，均编码蛋白质，

5′端由相同呼肠孤病毒reovirus3.双链RNA病毒11节段dsRNA内衣壳蛋白外衣壳蛋白.109呼肠孤病毒reovirus3.双链RNA病毒11节段dsR正负双链RNA，10－12节段、每段编码一个蛋白质呼肠孤病毒、轮状病毒、

噬菌体Φ6.110正负双链RNA，10－12节段、呼肠孤病毒、轮状病毒、4.逆转录病毒(retrovirus)核心蛋白逆转录酶膜蛋白poly(A)Cap人类免疫缺陷病毒（HIV）.1114.逆转录病毒(retrovirus)核心蛋白逆转录酶单股正链RNA，有三个基本的结构

基因：gag、pol（逆转录酶）、env，

白血病病毒、肉瘤病毒、

人类免疫缺陷病毒

5′端有甲基化帽，3′端有poly(A)，

另有多个基因表达调控位点。.112单股正链RNA，有三个基本的结构.30（三）DNA病毒基因组类型特点代表种类.113（三）DNA病毒基因组类型.311.线性双链DNA病毒早期蛋白（E）

晚期蛋白（L）

腺病毒adenovirusE1AE1BE3E4E2BE2A0102030405060708090100%L2L3L4L5L1ITRITRITR:反向末端重复序列.1141.线性双链DNA病毒早期蛋白（E）晚期蛋白（反向末端重复序列（invertedterminalrepeat，ITR）AT丰富区保守序列：ATAATATACCGC丰富区保守序列：GGGCGG,TGACGT在病毒复制过程有重要作用基因组：线性双链DNA，编码两大类蛋白早期蛋白（E）、晚期蛋白（L）.115反向末端重复序列（invertedt乳头瘤病毒papillomavirusURR2.双链环状DNA病毒衣壳蛋白DNA复制膜信号蛋白组装与释放中断细胞生长周期上游调节区转录与复制.116乳头瘤病毒papillomavirusURR2.双链环基因组：双链环状DNA，可分为早期区（E）、晚期区（L）、上游调节区（upstreamregulatory

region,URR）

调节转录与复制.117基因组：双链环状DNA，.353.单链环状DNA病毒5387nt噬菌体phiX174基因重叠5387nt编码2500AA1977，Sanger.1183.单链环状DNA病毒噬菌体phiX174基因重叠1977，乙型肝炎病毒（HBV）4.开环部分双链DNA病毒聚合酶HBsAgHBcAg.119乙型肝炎病毒（HBV）4.开环部分双链DNA病毒聚合酶H乙型肝炎病毒（HBV）逆转录酶HBsAgHBcAgHBeAg开环部分双链DNA病毒.120乙型肝炎病毒（HBV）逆转录酶HBsAgHBcAgHBeAg二、原核生物基因组细菌染色体DNA质粒DNA以大肠杆菌（Escherichiacoli）为例.121二、原核生物基因组细菌染色体DNA以大肠杆菌（Escheri类核（nucleoid）：细菌染色体在

细胞内形成的一个致密区域大肠杆菌细胞结构nucleoid质粒plasmid.122类核（nucleoid）：细菌染色体在

细胞内大肠杆菌染色体结构

蛋白质核心超螺旋DNA环.123大肠杆菌染色体结构蛋白质核心超螺旋DNA环.41（一）由一条环状双链DNA分子组成，

通常只有一个DNA复制起点。C-Value:4.6×106bp大肠杆菌染色体DNA大肠杆菌4000K3000K2000K1000K0OriCTerC.124（一）由一条环状双链DNA分子组成，

(二)结构基因大多组成操纵子乳糖操纵子

lacoperontayz

opstructural

genepromoterterminatoroperatorß-galactosidase半乳糖苷酶zß-galactosidepermease透酶y

ß-galactosidetransacetylase

半乳糖苷乙酰转移酶a

.125(二)结构基因大多组成操纵子乳糖操纵子lacopero多个功能相关的结构基因成簇串联排列，与上游共同的调控区和下游转录终止信号组成的基因表达单位。操纵子operon:.126多个功能相关的结构基因操纵子operon:.44（三）其它结构特点

C

值：4,639,221bp基因数：4288基因大小：950bp/gene基因间隔：118bp/２gene1.基因密度非常高，编码区在

基因组中所占比例大；2.结构基因没有内含子，多为

单拷贝，rRNA基因为多拷贝；3.重复序列很少，重复片段为

转座子；

50kb.127（三）其它结构特点C值：4,639,221bp1.基因4.有编码同工酶的同基因（isogene）分支酸别构酶ilvBNacetolactatesynthaseIilvIHacetolactatesynthaseIII乙酰乳酸合酶

entCisochorismatesynthaseentBisochorismatase.1284.有编码同工酶的同基因（isogene）分支酸别构酶il5.不同的原核生物基因组的GC含量

（GCcontent）变化很大(25%-75%)EscherichiacoliMicrococcusluteus藤黄微球菌BacillussubtilisSerratiamarcescens枯草杆菌粘质沙雷菌大肠杆菌%GC51

51

52

55

58

52

37

66

61

43

45

33

39

25

75

73

69Shigellaflexnerl志贺氏杆菌（痢疾）Salmonellatyphimurium鼠伤寒沙门菌Klebsiellapneumoniae肺炎克雷伯士氏杆菌Mycopiasmacapricolum支原体.1295.不同的原核生物基因组的GC含量

（GCcontent（四）非编码区主要是调控序列：复制起始区（OriC）复制终止区（TerC）转录起动区转录终止区.130（四）非编码区主要是调控序列：复制起始区（OriC）转录起动复制起始区（OriC）.131复制起始区（OriC）.49大肠杆菌强启动子TTGACTATAAT

转录起始.132大肠杆菌强启动子TTGACTATAATGA

CCGCCGCU

GGCGGCAUUUU-OH3’5’UUC

G

G5’…GCCGCCAGUUCGGCUGGCGGCAUUUU…3’RNA5’…GCCGCCAGTTCGGCTGGCGGCATTTT…3’DNA终止子：强终止子：有反向重复顺序，可形成茎环结构，其后面为poly(T)结构，转录终止无需ρ因子。GC丰富区、AT丰富区.133GCAUUUU-OH3’5’UUCGG5（五）具有转座现象

BarbaraMcClintock

1902-1992转座，或称移位（transposition）：转座因子在基因组不同位置间的移动。.134（五）具有转座现象BarbaraMcClintock

1.转座因子的类别

Is3

转座酶(1)插入序列（insertionsequence,Is）

小于2000bp，只有转座相关基因2kb.1351.转座因子的类别Is3转座酶(1)插入序列Tn3转座酶Tn10

转座酶(2)转座子（transposon，Tn）

2-20kb，常带有抗性基因等其它基因氨苄青霉素抗性

四环素抗性2kb.136Tn3转座酶Tn10转座酶(2)转座子（(3)Mu噬菌体（Mu）转座酶头尾部蛋白转座酶结合位点转座酶

结合位点宿主DNA宿主DNA37kbAB.137(3)Mu噬菌体（Mu）转座酶头尾部蛋白转座酶转座酶

切离是转座因子从原来位置上切除并转移到基因组新的位置转座是转座因子复制出一个新拷贝转移到基因组新的位置2.转座因子的遗传效应供体DNA转座子受体DNA复制和转座新的DNA切除和连接.138切离是转座因子从原来位置上切除并转移到基因组新的位置转座是

transposonHostDNA

TargetsiteTACATGCACAGATGTACGTGTC

transposonTACATGCA

ATG

CAGTACGTGTC

转座的结果使靶点序列倍增

transposonDirectRepeatsTACATGCA

ATGTACGTATGCACAG

TACGTGTC

促使染色体畸变

.139transposonHostDNA

Target共合体重组解离复制子1复制子2转座子可以使供体和受体复制子融合，形成共合体，解离后释放出两个复制子，每一个都带有一个转座子。可形成共合体转座子融合.140共合体重组解离复制子1复制子2转座子可以使供体和受体复转座子

F

E

A

B

C

D复制插入转座子新拷贝

F

E

A

B

C

D引起插入突变

基因F被隔断而失去功能

.141转座子FEABCD复制转座子新拷贝FE携带标志基因使受体增添新基因Tn3转座酶Tn10

转座酶氨苄青霉素抗性

四环素抗性.142携带标志基因使受体增添新基因Tn3转座酶Tn10（六）质粒（plasmid）

质粒是存在于细菌染色体外的，具有自主复制能力的环状双链DNA分子；大小为2-3kb。.143（六）质粒（plasmid）质粒是存在于细菌染色体外的质粒的特性在宿主细胞内可自主复制；所携带的遗传信息能赋予宿主特

定的遗传性状；细胞分裂时恒定地传给子代；质粒可以转移。.144质粒的特性在宿主细胞内可自主复制；所携带的遗传信息能赋予三真核生物基因组染色体DNA线粒体DNA.145三真核生物基因组染色体DNA线粒体DNA.63人类基因组染色体（一）染色体DNA的组成核小体.146人类基因组染色体（一）染色体DNA的组成核小体.641.单一序列DNA

（uniquesequenceDNA）单一序列在人类基因组中大于50％。结构基因主