分子生物学基因组的结构与功能课件

1、第三章 基因组的结构与功能基因组（genome）： 细胞或生物体中，一套完整单倍体的遗传物质的总和。如人： 22常+ X， Y，+ 线粒体基因组基因组的结构：指不同的基因功能区域在核酸分子中的分布和排列情况。基因组的功能：贮存和表达遗传信息。第一节： 病毒基因组一、病毒基因组核酸的主要类型双链RNA单链负股RNA 单链正股RNA分类DNARNA 双链DNA：HBV 单链DNA：M13噬菌体正股(+)：序列与mRNA相同的链 负股(-)：序列与mRNA互补的链二、病毒基因组的特点1基因组大小相差很大：HBV：3.2kb 痘病毒：300 kb2核酸结构多样性：DNA 或RNA 单链或双链 合环状分

2、子或线性分子3基因组有连续的，有不连续的大多数连续流感病毒：8条单链RNA4编码序列90%(基因组)5. 多为单拷贝,即每个基因只出现一次6.基因有连续的和间断的 (有内含子) 7.相关基因丛集: 功能上相关的基因排列在一起8.有重叠基因9.含有不规则结构基因基因之间无间隔区. mRNA端无帽子结构. 结构基因本身无翻译起始序列双链环状DNA：5243bp早期转录区：一个基因（2个蛋白质 t，T）调控区（400bp）：复制起始点，启动子，增强子晚期转录区：先转录出一个多顺反子mRNAVP1 mRNAVP2 mRNAVP3 mRNAVP3比VP2N端少1/3AUG 位于VP2和 VP3内UAA内

3、含子1内含子2前体mRNA剪接方式1：去除内含子1剪接方式2：去除内含子2T-mRNAt -mRNAT- 抗原t-抗原分布于核内：100 KD分布于胞浆内：18 KDT - 抗原和t-抗原mRNA前体的不同剪接方式UAAA：编码区:所有逆转录病毒均含有3个基本结构基因gag: 病毒衣壳蛋白pol: 肽链内切酶,一个逆转录酶,一个与前病毒整 合相关的酶env: 包膜蛋白B：非编码区: 与基因组复制和基因表达有关A: R区: 两端的重复序列,与cDNA合成有关B: 引物结合区(primer binding site, PB)C: U区: U3 含强启动子,起始转录RNA. U5 与转录终止和加po

4、lyA有关D: DLS-C区: DLS:两条病毒(+)RNA链结合位点 : 包装信号:RNA装入病毒颗粒 C: 调控区.（2）前病毒基因组的转录和翻译A：逆转录病毒基因组的复制和转录都需要经过DNA中间体才能完成.RNA病毒DNA前病毒RNA病毒(cDNA)末端形成新的重复序列(U3-R-U5)称长末端重复序列(LTR) long terminal repeatB：翻译多顺反子mRNA gag-pol(无起始密码子)90% 形成gag蛋白 10%形成gag- pol 蛋白 剪接后形成env mRNA7、基因组中重复序列很少8、具有编码同工酶的基因(isogene)9、存在可移动DNA序列10、

5、分子中有多功能识别区域复制、转录起始区 复制、转录终止区二、质粒（plasmid）是细菌内携带的染色体以外的DNA分子是共价闭合环状DNA（covalent closed circular DNA， cccDNA）1、最大特点: 可独立复制2、质粒的遗传控制/txsdxbk/170420/5299784.html/txsdxbk/170420/5299747.html/txsdxbk/170420/5299743.html/txsdxbk/170420/5299732.html/txsdxbk/170420/5299728.html/txsdxbk/170420/5299721.html/tx

6、sdxbk/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

7、.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

8、/5302572.html/txsdxbk/170421/5302568.html/txsdxbk/170421/5302483.html/txsdxbk/170421/5302478.html/txsdxbk/170421/5302471.html(1).复制控制系统: 控制质粒的拷贝数 复制起始点(ori) Rep基因: Rep蛋白结合于ori, 促进复制 过量可抑制复制 Cop基因: 抑制复制(2).分配系统: 使质粒在细菌分裂时精确分配到子细胞中.(3). 细胞分裂抑制系统: 控制细胞分裂,使细胞分裂与质粒 复制协调(4).位点特异重组系统: 多聚体 单体 (细菌内) (分裂时)(5)

9、 质粒的不相容性: 具有相同复制起始点和分配区的两种质粒不能共 存于一个宿主,这种现象称.三、转位因子(transposable element)指可移动的DNA 或跳跃基因(jumping gene)分子内 分子间1940s, 美国冷泉港实验室(Cold Spring Harber Lab) 的女科学家B.McClintock(荣获1983年若贝尔生物医学奖)在玉米中首次发现.1.分类及特征插入序列(insertion sequence, IS):转位(座)子(transposon, Tn) 噬菌体Mu 和 D108(1)插入序列:较小,分子量2000 bp 含转座基因(转座酶) 决定宿主遗

10、传性状的基因特征:A:复合型: 一个基因 + 两侧臂(IS 或类IS序列) (图3-5)方向可相同可相反不可单独存在B: TnA族两侧无IS.(如(Tn3) ).反向重复反向重复转座酶（TnpA）阻遏和解离蛋白（TnpR）-内酰胺酶内解离区Tn3 的分子结构C：接合型: G(+) 球菌中发现,可在不同细菌间移动.无末 端反向重复序列2、转位作用的机制(图3-7)单纯转座(简单转座)复制型转座/txsdxbk/170419/5296926.html/txsdxbk/170419/5296920.html/txsdxbk/170419/5296913.html/txsdxbk/170420/529

11、9990.html/txsdxbk/170420/5299984.html/txsdxbk/170420/5299979.html/txsdxbk/170420/5299970.html/txsdxbk/170420/5299957.html/txsdxbk/170420/5299953.html/txsdxbk/170420/5299948.html/txsdxbk/170420/5299940.html/txsdxbk/170420/5299934.html/txsdxbk/170420/5299930.html/txsdxbk/170420/5299911.html/txsdxbk/17

12、0420/5299902.html/txsdxbk/170420/5299899.html/txsdxbk/170420/5299897.html/txsdxbk/170420/5299896.html/txsdxbk/170420/5299892.html/txsdxbk/170420/5299890.html/txsdxbk/170420/5299885.html/txsdxbk/170420/5299881.html/txsdxbk/170420/5299872.html/txsdxbk/170420/5299868.html/txsdxbk/170420/5299863.html/tx

13、sdxbk/170420/5299825.html/txsdxbk/170420/5299817.html/txsdxbk/170420/5299811.html/txsdxbk/170420/5299810.html/txsdxbk/170420/5299808.html/txsdxbk/170420/5299805.html/txsdxbk/170420/5299800.html/txsdxbk/170420/5299797.html/txsdxbk/170420/5299796.html8、存在可移动成分.类似细菌的:如玉米中发现的.类似逆转录病毒的: 转位机制需RNA介导(图3-8)二、基因家族（gene family）或 多基因家族指结构相似，功能相关的一组基因, 由同一祖先进化而来。假基因: 进化中死亡的基因(无功能),用 表示如:组蛋白基因家族:5个成员: H1, H2A, H2B, H3, H45个基因