细菌基因组结构与功能2

细菌基因组结构与功能第1页，共23页。优选细菌基因组结构与功能ppt第2页，共23页。

细菌染色体基因组结构的特点（一）1.形成类核（nucleoid）：

由一条环状双链DNA分子组成细菌的染色体，并相对聚集在一起，形成一个较为致密的区域

类核无核膜与胞浆分开，类核的中央部分由RNA和支架蛋白组成，外围是双链闭环的DNA超螺旋第3页，共23页。细菌染色体基因组结构的特点（二）2.染色体DNA通常与细胞膜相连：

连接点的数量随细菌生长状况和不同的生活周期而异

在DNA链上，与DNA复制、转录有关的信号区域与细胞膜优先结合第4页，共23页。大肠杆菌模式图第5页，共23页。细菌染色体基因组结构的特点（三）

3.具有操纵子结构：

结构基因为多顺反子，若干个功能相关的结构基因串联在一起，受同一个调节区的调节

数个操纵子还可以由一个共同的调节基因（regulatorygene）即调节子（regulon）所调控第6页，共23页。乳糖操纵子（lacoperon）第7页，共23页。Lacoperon（close）第8页，共23页。Lacoperon（open）第9页，共23页。细菌染色体基因组结构的特点（四）4.结构基因都是单拷贝，rRNA基因为多拷贝，基因组DNA中不编码的部份所占比例比真核细胞基因组少得多

第10页，共23页。细菌染色体基因组结构的特点（五）

5.不出现基因重叠现象：基因组中，编码顺序一般不会重叠第11页，共23页。细菌染色体基因组结构的特点（六）

6.具有同基因（isogene）：编码同工酶（isoenzyme）

例如：在大肠杆菌基因组中有两个编码分支酸（chorismicacid）变位酶的基因，两个编码乙酰乳酸（acetolactate）合成酶的基因第12页，共23页。细菌染色体基因组结构的特点（七）7.DNA分子中具有各种功能的识别区域

如：复制起始区（OriC）复制终止区（TerC）转录启动区转录终止区

这些区域往往具有特殊的顺序，并且含有反向重复顺序第13页，共23页。细菌染色体基因组结构的特点（八）8.具有终止子（termintor）：

基因或操纵子终末的特殊顺序

可使转录终止、RNA聚合酶从DNA链上脱落

终止子有强、弱之分

强终止子含有反向重复顺序，可形成茎环结构，其后面为polyT结构，无需终止蛋白参与即可使转录终止

弱终止子也有反向重复序列，但无polyT结构，需要有终止蛋白参与才能使转录终止第14页，共23页。原核生物终止子

第15页，共23页。大肠杆菌

染色体基因组的结构和功能—1大肠杆菌基因组含有3500个基因，已被定位的有900个左右900个基因中，有260个基因已查明具有操纵子结构，定位于75个操纵子中已知的基因中，8％的序列具有调控作用第16页，共23页。大肠杆菌

染色体基因组的结构和功能—2大肠杆菌染色体基因组中已知的基因多是编码酶类的基因

合成代谢酶类基因：氨基酸、嘌呤、嘧啶、脂肪酸和维生素

分解代谢酶类基因：碳、氮化合物另外，核糖体大小亚基中50多种蛋白质的基因也已经鉴定了第17页，共23页。原核生物

核蛋白体第18页，共23页。大肠杆菌

染色体基因组的结构和功能—3具有双向复制，但不能同时进行顺时针复制时，逆时针复制被抑制逆时针复制时，顺时针复制被抑制第19页，共23页。双向复制第20页，共23页。大肠杆菌

染色体基因组的结构和功能—4具有相关功能的基因在一个操纵子内，由一个启动子转录大多数基因的相对位置是随机分布的如：控制小分子合成和分解代谢的基因，大分子合成和组装的基因分布在大肠杆菌基因组的许多部位，并不集中在一起再如：有关糖酵解的酶类的基因分布在染色体基因组的各个部位第21页，共23页。细菌染色体上的基因似乎没有固定的格局，相对位置的改变不会影响其功能。大肠杆菌和与其分类关系上相近的其他肠道菌，如志贺氏杆菌属（Shigella）、沙门氏菌属（Salmonella）等具有相似的基因组结构伤