真核生物基因结构
第五章真核生物基因组结构
外显子：具有编码意义
结
转录单位
内含子：无编码意义（ 5′GT、
构
基 因
非编码区
3′AG；GT -AG法则） TATA框 前导区 启动子 CAAT框 尾部区 增强子 GC框：调节转录活动。 调控 区 mRNA裂解信号 终止子 回文结构
00:28
21
Interrupted gene
00:28
43
核小体的结构组成
每个核小体含有约200bp的DNA，核心
组蛋白H2A、H2B、H3和H4各2份拷贝， 1份拷贝的H1组蛋白位于核小体外侧。
微球菌核酸酶(micrococcal nuclease) 处理染色体可得到单个核小体。
00:28 44
八聚体 染色质小体 (～166bp) 核小体 (～200bp) DNA 连接区 (常为 32～34bp) 图 10-10 核小体的组成 DNA H1
28
内含子(Intron)
选择性剪接：同一基因的转录产物
由于不同的剪接方式形成不同mRNA。
00:28
29
PS DNA
外显子 S
PL外显子 L来自外显子 2外显子 3
50b
2800bp
161bp
4500bp
205bp 327bp
初始转录本： 在唾腺中转录 成熟 mRNA： 1663nt 初始转录本： 在肝中转录 成熟 mRNA： 1773nt 图 18-57 小鼠淀粉酶(amy) 基因利用不同启动子产生两个不同的 mRNA
00:28
染色体（ 1400nm，2个染色单体， 每个染 色体单体含10个螺旋圈）
51
染色质和染色体的概念
染色质(chromatin)：是指细胞周期间期细胞核内由 因其易被碱性染料染色而得名。
真核生物的基因组结构与功能分析
真核生物的基因组结构与功能分析真核生物是指在生命进化过程中逐渐形成的一类生物，其基本特征之一是存在真核细胞核。
真核生物的基因组结构较为复杂，包含多个线性染色体和一些质粒。
对基因组结构的分析与理解，对于揭示其生物功能和进化机制是至关重要的。
一、真核生物的基因组结构真核生物的基因组大小较大，同一物种不同个体之间的基因组大小存在较大的差异。
基因组大小与细胞大小和复杂度之间存在着类似关联性。
人类基因组大小约为3亿个碱基对，其中蛋白编码基因仅占大约2%。
真核生物的基因组在基本结构上与细菌大相径庭，主要包括以下几个方面。
1. 染色体染色体是真核生物中最重要、最基本的遗传物质，是基因在生物体内的物质传递介质，是遗传信息的载体。
在精细结构上，真核细胞中存在很多复杂的染色体结构，如核小体、类固醇激素受体、平衡染色体等。
2. 基因组复制真核生物的基因组复制主要包括原核生物和真核生物的不同模式，其中原核生物中存在着DNA单线复制机制，而真核生物则采用DNA复制机器进行自我复制。
与原核生物不同的是，真核生物的DNA复制机器必须满足染色体的线性特性和复杂的三维结构，包括多个酶和蛋白质。
3. 基因只读基因只读是指通过读取基因组中的基因序列，进而达到生物高效功能表达和调节的过程。
真核生物基因组的序列阅读具有高度异质性，不同物种、不同个体之间存在大量的序列差异，这在一定程度上阻碍了对真核生物的功能研究。
二、真核生物的基因组功能分析真核生物的基因组分析主要包括以下几个方面。
1. 蛋白编码基因预测蛋白编码基因是真核生物基因组的重要组成部分，对真核生物的基因组进行蛋白编码基因预测，可以揭示其生物功能和进化机制。
目前，已经建立了多种基于序列、结构、相对位置等的蛋白编码基因预测算法与工具，如Glimmer、InterProScan、Pfam等。
2. 生物信息分析真核生物的基因组分析需要大量的计算资源和分析工具，这就需要借助生物信息学的手段来实现。
真核原核细胞基因结构示意图
基因结构
真核细胞的基因结构通常包括编码区和非编码区，其中编 码区被内含子和外显子分隔；而原核细胞的基因结构相对 简单，没有内含子和外显子的区分。
染色体结构
真核细胞的染色体由DNA和蛋白质组成，呈现高度折叠的 结构；原核细胞的染色体则是由环状DNA分子组成，结构 相对简单。
复制方式
真核细胞的基因复制需要多种蛋白质的参与，复制过程复 杂；而原核细胞的基因复制则相对简单，不需要太多蛋白 质的参与。
遗传信息的储存和复制
遗传信息的储存
基因是遗传信息的载体，通过DNA双螺旋结构，将遗传信息稳定 地储存于细胞核或细胞质中。
复制机制
原核细胞通过半保留复制方式，真核细胞通过半不连续复制方式 ，确保遗传信息的准确传递。
基因表达与调控
转录过程
在RNA聚合酶的作用下，DNA的 遗传信息被转录为mRNA，为蛋
染色体数目与形态
80%
染色体数目
原核细胞通常只有一条染色体， 但在某些情况下可能存在多条染 色体。
100%
染色体形态
原核细胞的染色体呈环状或线性 ，没有真核细胞的染色体结构复 杂。
80%
复制与分离
原核细胞的染色体复制和分离机 制相对简单，通常只有一个复制 起点。
03
真核原核细胞基因结构的比较
结构差异
真核原核细胞基因结构示意图
目
CONTENCT
录
• 真核细胞基因结构 • 原核细胞基因结构 • 真核原核细胞基因结构的比较 • 真核原核细胞基因结构的功能 • 真核原核细胞基因结构的研究意义
01
真核细胞基因结构
结构特点
真核细胞基因结构包括 编码区和非编码区，其 中编码区又分为内含子 和外显子。
真核生物结构基因
真核生物结构基因真核生物是指细胞核内含有真正的染色体，其中包含着基因，这些基因是决定生物遗传性状的基本单位。
基因是由DNA序列编码的，它们携带着生命信息。
基因的结构和组成对于生命的运作和表达起着至关重要的作用。
基因的结构基因通常由三个部分组成：启动子、编码区和终止子。
启动子位于基因的起始位置，是一段DNA序列，它可以激活基因的转录，从而将基因转录成mRNA。
编码区位于启动子的下游区域，它是一个由多个外显子和内含子组成的序列，编码区的序列决定了基因所编码的蛋白质的氨基酸序列。
终止子位于编码区的下游，它是基因转录终止的信号，从而完成mRNA的合成。
基因的组成基因由DNA序列编码，DNA序列是由四种不同的核苷酸组成的碱基序列，即腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
这四种碱基按照一定的顺序组成了DNA序列，而DNA序列又组成了基因序列。
基因序列是一段由多个碱基组成的DNA序列，这些碱基按照一定的顺序编码了蛋白质的氨基酸序列，从而决定了蛋白质的形状和功能。
基因的表达基因的表达是指基因信息从DNA转化为蛋白质的过程。
基因的表达受到多种因素的调控，其中包括启动子、转录因子和表观遗传学等。
启动子可以激活基因的转录，从而将基因转录成mRNA。
转录因子是一种特殊的蛋白质，它能够结合到启动子上，从而调控基因的转录。
表观遗传学是指与DNA序列无关的遗传学变化，如DNA 甲基化和组蛋白修饰等，这些变化会影响基因的表达。
总结基因作为生命的基本单位，决定了生物的遗传性状。
基因的结构和组成对于生命的运作和表达起着至关重要的作用。
基因由DNA序列编码，DNA序列是由四种不同的核苷酸组成的碱基序列组成的，而DNA序列又组成了基因序列。
基因的表达是指基因信息从DNA 转化为蛋白质的过程，受到多种因素的调控。
深入理解基因的结构和组成以及基因的表达，对于生命科学的研究和应用具有重要意义。
原核生物与真核生物的基因结构
①使目的基因在受体细胞中稳定存在并
遗传给子代。
②同时使目的基因能表达和发挥作用。
IMN
2. 一个表达载体组成：
复制原点+目的基因+启动子+终止子+标记基因
（1）启动子：是一段有特殊结构的______，位于基因的_____，是 ________识别和结合的部位，能驱动基因转录出____，最终获得所 需的______。 （2）终止子：也是一段有特殊结构的_____ ，位于基因的______。 （3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中________，从而将 含有_______的细胞筛选出来。常用的标记基因是___________。 （4）复制原点：复制的起点
相同 点
原则 条件
碱基互补配对 模板、原料（dCTP、dATP、dGTP、dTTP）、能量、酶、引物等
解旋方 式
氢键在高温下断 裂，双链全部解
开
解旋酶催化氢键逐步断裂
场所
体外
主要在细胞核中
不同 点
引物 酶
DNA
热稳定DNA聚合酶
（Taq酶）
RNA 解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等
结果
在短时间内形成 大量的DNA片段
一、原核生物与真核生物的基因结构
1、原核生物基因结构
非编码区
编码区
非编码区
…A‥………ATGTGCACGTAGTTA………‥G… …T‥启…动…子 …TACACGTGCATCAAT……终…止子‥C…
编码区上游
编码蛋白质
编码区下游
调控遗传信息的表达 （调控程序）
（1）编码区和非编码区
能编码蛋白质的区段叫做编码区； 不能编码蛋白质的区段叫做非编码区， 在非编码区上有调控遗传信息表达的核苷酸序列
真核生物的基因结构
真核生物的基因结构
真核生物的基因结构包括编码区和非编码区。
编码区其实是断裂基因结构，也就是不连续基因。
具有蛋白编码功能的不连续DNA 序列称为外显子，
外显子之间的非编码序列为内含子。
每个外显子和内含子接头区都有一段高度保守的一致序列，即内含子5’末端大多数是GT 开始，3’末端大多是AG 结束，称为GT-AG 法则，是普遍存在于真核基因中RNA 剪接的识别信号。
第一个外显子首端和最后一个外显子末端，分别为翻译蛋白的起始密码子和终止密码子。
====================================================== =======
首位和末位外显子两侧的区域为非编码区，也可以叫做侧翼序列，侧翼序列中包含一些调控元件，比如启动子、终止子，还可能有增强子。
上游侧翼序列包含启动子区域，启动子区域包含：
列为TATAATAAT，是RNA聚合酶的重要的接触点，它能够使酶准确地识别转录
止密码子之间区域，不编码蛋白质。
miRNA 经常结合于3‘UTR，从而引起mRNA。
真核基因的基本结构
真核基因的基本结构
真核基因的基本结构通常由以下几个部分组成：
1. 启动子：启动子是基因的一个序列，可以与RNA聚合酶结合，启动转录过程。
启动子通常位于基因的5'端。
2. 编码区：编码区是基因的编码序列，包括外显子和内含子。
外显子是编码蛋白质的序列，内含子则是位于编码区内的非编码序列。
3. 终止子：终止子是基因的一个序列，可以与转录因子结合，终止转录过程。
终止子通常位于基因的3'端。
4. 调控序列：调控序列是基因内的一些序列，可以与转录因子结合，调控基因的转录活性。
常见的调控序列包括增强子和反应元件等。
真核基因的编码区通常由多个外显子和内含子组成，外显子和内含子交替排列。
在转录过程中，内含子会被剪切掉，只保留外显子部分的序列，然后经过拼接形成成熟的mRNA。
这个过程被称为RNA剪接。
真核基因的结构是复杂的，其表达受到多个层次的调控。
通过对真核基因结构的分析，可以深入了解基因的表达调控机制，为研究基因功能和疾病发生提供重要信息。
基因概念,真核生物结构基因特点及结构
基因的概念，真核生物结构基因的特点 及结构
基因的分类二
1、结构基因（structural gene） 指能决定蛋白质分子结构的基因。
2、调控基因（regulatory gene） 指可调节控制结构基因表达的基因。
基因的概念，真核生物结构基因的特点 及结构
DNA分子结构
基因的概念，真核生物结构基因的特点 及结构
DNA分子结构
熟悉
基因的概念，真核生物结构基因的特点 及结构
基因的概念，真核生物结构基因的特点 及结构
Linus Carl Pauling
theoretical physical chemist
two unshared Nobel Prizes
一个完整的双链DNA分子，与复制前的双链DNA分子保持完全 一样的结构。
半保留性：两条模板链分别成为子代DNA分子双链中的一条链，
即在每个子代DNA分子的双链中，总是保留着一条亲链。
反向平行性：DNA分子的两条双链之间是反向平行的，一条是
5′→3′，另一条必然是3′→5′。新复制出来的DNA分子的子链与 亲链也是反向平行的。
基因的概念，真核生物结构基因的特点 及结构
了解
人 类 基 因 组 的 组 织 结 构
基因的概念，真核生物结构基因的特点 及结构
掌握
基因功能的实现，依赖DNA复制，转录 和翻译，可概括为遗传信息传递的“中心法则”。
DNA 复制
转录 反转录
RNA 复制
翻译 蛋白质
中心法则
基因的概念，真核生物结构基因的特点 及结构
基因的概念，真核生物结构基因的特点 及结构
第五章真核生物基因组结构
染色质(chromatin)：是指细胞周期间期细胞核内由 DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的复合结构， 因其易被碱性染料染色而得名。
染色体(chromosome)：是指在细胞分裂期出现的 一种能被碱性染料强烈染色，并具有一定形态、结构特 征的物体。 携带很多基因的分离单位。只有在细胞分 裂中才可见的形态单位。
具体表现： 与预期的编码蛋白质的基因数量相比，基因组ＤＮ
Ａ的含量过多，为什么？ 一些物种之间的复杂性变化范围并不大，但Ｃ值却
有很大的变化范围。对于不同物种，C值差异较大。 C值的大小与物种的结构组成和功能的复杂性没有严 格的对应关系，这种现象称为C值矛盾。
08:50
12
四 基因的数量
差别很大
在原核生物中，转录的调节区都很小，大都位于启 动子上游不远处，调控蛋白结合到调节位点上可直接 促进或抑制RNA聚合酶与它的结合。
08:50
8
⑥ 真核生物的RNA在细胞核中合成，只有经转运穿过核 膜，到达细胞质后，才能被翻译成蛋白质，原核生物 中不存在这样严格的空间间隔。
⑦ 许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟和剪接过 程，才能顺利地翻译成蛋白质。
卫星DNA 小卫星DNA：由中等大小的串联重复序列组成， 位于靠近染色体末端的区域。
微卫星DNA：由更简单的重复单位组成的小序 列，分散于基因组中。
08:50
36
第四节 真核基因组的包装
包装比(packing ratio):
用以描述DNA的浓缩程度，即DNA的原始长 度除以包装后的长度。 如人类最小的染色体（Y）：DNA拉直约为1.4 cm ，在有丝分裂最致密状态下，这条染色体 长度约为2μm，因此包装比可以大到7000。
简述真核生物基因的结构特点
简述真核生物基因的结构特点真核生物基因的结构特点包括以下几个方面:1. 真核生物基因位于染色体上，是真核生物细胞中的核心结构。
染色体是由 DNA 和蛋白质组成的复合物，是在细胞分裂时传递遗传信息的基本单位。
真核生物基因组的 DNA 与蛋白质结合形成染色体，储存于细胞核内。
除配子细胞外，体细胞内的基因组是双份的 (即双倍体，diploid),即有两份同源的基因组。
2. 真核细胞基因转录产物为单顺反子 (monocistron),即一个结构基因转录、翻译成一个 mRNA 分子，一条多肽链。
真核生物的基因转录是在 DNA 模板上以 RNA 为模板进行转录，产生的 mRNA 是单链，在细胞质中由核糖体(ribosome) 进行翻译。
3. 真核生物基因组中存在大量重复序列，包括高度重复序列和中度重复序列。
高度重复序列重复频率可达 106 次，包括卫星 DNA、反向重复序列和较复杂的重复单位组成的重复序列;中度重复序列可达 103～104 次，如为数众多的Alu 家族序列，KpnI 家族，Hinf 家族序列，以及一些编码区序列如 rRNA 基因、tRNA 基因、组蛋白基因等。
4. 真核生物基因是不连续的，在真核生物结构基因的内部存在许多不编码蛋白质的间隔序列 (interveningsequences),称为内含子 (intron),编码区则称为外显子 (exon)。
内含子与外显子相间排列，转录时一起被转录下来，然后RNA 中的内含子被切掉，外显子连接在一起成为成熟的 mRNA，作为指导蛋白质合成的模板。
5. 真核生物基因组远大于原核生物的基因组，具有许多复制起点，而每个复制子的长度较小。
真核生物基因组 DNA 与蛋白质结合形成染色体，储存于细胞核内。
除配子细胞外，体细胞内的基因组是双份的 (即双倍体，diploid),即有两份同源的基因组。
阐述真核生物基因组结构特点
真核生物是一类拥有真正的细胞核的生物。
它们的基因组结构与原核生物不同，具有以下几个特点：1.基因组大小不一：真核生物的基因组大小不一，从数百万到数十亿个碱基对不等。
这是因为真核生物的基因组中不仅包含编码蛋白质的基因，还包含其他功能基因，如调控基因、功能未知基因等。
2.基因组有组织结构：真核生物的基因组呈现出组织结构，分布在染色体上。
染色体是由DNA 和蛋白质构成的，在细胞核内进行染色体分离和细胞分裂过程中发挥重要作用。
3.基因组中含有多种基因：真核生物的基因组中含有多种基因，包括编码蛋白质的基因、调控基因、功能未知基因等。
这些基因在基因组中的分布不均匀，有的集中在染色体的某些区域，有的分布在整个基因组的各个部分。
4.基因组中含有冗余信息：真核生物的基因组中含有大量冗余信息，即同一基因的多个副本。
这是因为真核生物的基因组经常经历染色体重组，使得同一基因的多个副本分布在染色体的不同位置，从而增加了基因组的冗余度。
冗余信息在基因组的稳定性中起着重要作用，可以在基因组遭受损伤时提供替代品。
5.基因组中含有跨基因区：真核生物的基因组中含有跨基因区，即与编码蛋白质无关的DNA 序列。
这些序列可能具有调控基因表达的功能，也可能是遗传信息的载体。
跨基因区在基因组的结构和功能中发挥着重要作用。
总的来说，真核生物的基因组结构具有复杂性和多样性，与原核生物相比具有较大的差异。
这些差异决定了真核生物的生物学特征，如多倍体、染色体分离、细胞分裂、发育等。
研究真核生物的基因组结构，不仅有助于我们了解真核生物的生物学特征，还能为我们提供重要的基础知识，帮助我们解决生物学问题。
真核生物基因组结构
真核生物DNA 复性曲线的模 式图
复性反应分为 三P相74，图每－相16代 表不同复杂长 度的序列类型
大部分结构基因 位于非重复的 DNA序列内
第二节 断裂基因（split gene）
不连续基因（interrupted gene）
编码某一RNA的基因中有些序列并不出现在成熟 的RNA序列中，成熟RNA的序列在基因中被其他的 序列隔开。
因家族, 一般往往以基因家族的形式存在。
Alu family（Alu 家族）：
•长约300bp的片段，大多数片段含有一个限制性内切 酶AluⅠ的酶切位点（AGCT）; • 均匀分散在整个基因组中的非重复序列间; • 在人类基在103mol.s/L以上，复性速度极慢， 在一个基因组中只有一个拷贝或2~3个拷贝，也 称非重复序列（单一序列、单拷贝序列）。 结构基因 (蛋白质基因)大多是单拷贝序列。
人类珠蛋白基因家族－－－典型的基因家族
珠蛋白 血红蛋白
血红素
α2β2 不同的亚基由各自的基因编 码
血红蛋白（ Hb ）
发育过程中的珠蛋白的亚基组成
类α链
α2γ2
2% 97% 1%
类β链
两种亚基的编码基因分别形成两个不同的基因簇, 并存在于不同的染色体上。
每个基因簇中的基因按其在发育过程中的表达次序从 5’→3’排列在编码链上(其中包括有功能的基因和假基 因)
1）零时复性序列：
具有反向重复结构（也称回文结构），可在 同一条链内形成双链区，变性后再复性时，在链 间复性之前就已发生链内复性，因此不遵循二级 反应动力学方程。由于这种序列的复性速度非常 快，在动力学上称为零时（或瞬时）复性序列。
DNA复性后可出现发卡形结构。这种序列常 常是DNA复制酶、转录酶以及特异蛋白质的结合 部位。
真核生物细胞核基因组的特点
真核生物细胞核基因组的特点
真核生物细胞核基因组与原核生物基因组相比,具有以下主要特点:
1.基因组大小更大
真核生物细胞核基因组的大小通常在几百万到几十亿碱基对之间,大大超过原核生物。
这是由于真核基因组包含大量的非编码DNA序列。
2.线性分子结构
真核生物的DNA分子以线性形式存在于细胞核内,而不是环状结构。
3.含有间隔子
真核基因的编码序列常常被非编码的内含子序列所间隔,需要剪切才能形成成熟mRNA。
而原核基因一般不含内含子。
4.基因组分为多条染色体
真核基因组通常由多条线性染色体DNA分子组成,每条染色体携带成百上千个基因。
5.含有大量重复序列
真核基因组中存在大量的高度重复和中度重复的非编码DNA序列。
6.基因表达受精细调控
真核生物基因的转录和翻译过程受多种调控机制的复杂调节,如染色质重塑、转录因子等。
7.存在序列可移动性
真核基因组中存在转座子和反转录病毒等可移动的DNA序列元件。
8.基因组进化较缓慢
由于真核生物有性生殖,其基因组进化速率较原核生物慢。
总的来说,真核生物细胞核基因组不仅规模大、结构复杂,而且基因表达和进化模式也与原核生物有所不同,反映了真核生物更高级的遗传调控水平。
真核生物基因特征
真核生物基因特征基因是生物体内控制遗传性状的基本单位，是物种遗传多样性的基础。
真核生物是指细胞核内有真正的染色体和细胞器的生物，包括动物、植物、真菌等。
它们的基因具有以下特征。
1. 基因的物理结构真核生物的基因通常是由DNA序列编码的，而不是RNA。
基因通常位于染色体上，由起始密码子和终止密码子围成。
基因的长度和复杂性因物种而异，可以从几百个碱基对到数百万个碱基对不等。
基因的物理结构决定了它的功能和表达方式。
2. 基因的剪接真核生物的基因通常具有剪接功能，即一个基因可以编码多种不同的蛋白质。
这是因为基因的内含子和外显子不是一一对应的，而是可以组合成不同的剪接方式。
这种剪接方式可以增加基因的多样性和复杂性，使得一个基因可以编码多种不同的蛋白质，从而实现更为复杂的生命功能。
3. 基因的表达基因的表达是指基因转录为RNA，然后再翻译为蛋白质的过程。
真核生物的基因表达受到多种因素的调控，包括启动子、转录因子、RNA剪接、RNA稳定性、翻译后修饰等。
这些调控机制可以使得基因表达产生差异，从而实现细胞和组织的不同功能。
4. 基因的遗传方式真核生物的基因遗传方式包括显性遗传和隐性遗传。
显性遗传是指基因表现出来的遗传特征可以直接观察到，而隐性遗传则是指基因表现出来的遗传特征需要通过基因型分析才能确定。
真核生物的基因遗传方式是复杂的，受到多种因素的影响，包括基因型、环境、表观遗传等。
5. 基因的突变基因突变是指由于DNA序列发生变化而导致基因表达发生改变的现象。
真核生物的基因突变通常是由于DNA复制错误、DNA损伤、DNA重组等原因引起的。
基因突变可以导致基因表达的改变，从而影响生物的生长、发育和适应性。
总之，真核生物的基因具有多样性和复杂性，是生物体内控制遗传性状的基本单位。
对基因的研究可以帮助我们更好地理解生命的本质和多样性，为人类健康和可持续发展提供基础支撑。
真核生物基因组的特点 -回复
真核生物基因组的特点 -回复
真核生物基因组的特点有以下几个方面：
1. 基因组大小：真核生物的基因组通常比原核生物和病毒的基因组要大。
真核生物基因组的大小范围广泛，从几万个碱基对到几十亿个碱基对不等。
2. 基因密度：相比于原核生物，真核生物的基因密度较低。
真核生物的基因通常具有较多的非编码区域和间隔序列。
3. 基因副本数：真核生物的基因组中存在许多基因家族，即多个亲缘关系密切的基因。
这些基因可能会经历基因重复、基因家族扩张等过程。
4. 内含子：真核生物基因组的基因通常具有内含子，即非编码序列片段，它们在基因转录后会被剪切掉。
5. 组蛋白修饰：真核生物基因组的DNA通常被染色质蛋白修饰，以调控基因的表达。
这些修饰包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化、甲基化等。
6. 染色体结构：真核生物的基因组通常以染色体的形式存在，染色体是DNA与蛋白质组成的复杂结构，能够保护和组织基因。
总的来说，真核生物基因组相比于原核生物基因组更为复杂。
这些特点反映了真核生物对更高级的基因调控和功能的需求。
真核生物结构基因
真核生物结构基因真核生物是指细胞内有核和其他细胞器的生物，包括动物、植物、真菌和原生动植物等。
结构基因是指编码蛋白质的基因。
在真核生物中，结构基因是生命活动的重要组成部分，控制着细胞的生长和分化等重要生物过程。
真核生物的细胞结构真核生物的细胞结构主要包括细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体等。
其中，细胞核是真核细胞的重要特征，包含了细胞的遗传信息和控制蛋白质合成的核糖核酸。
线粒体是细胞内的能量中心，参与了细胞的呼吸作用。
内质网则参与了蛋白质的合成和运输等活动。
高尔基体则负责将蛋白质及其他分子送达其它细胞器或细胞外。
溶酶体则起到了消化细胞外物质和细胞内垃圾的作用。
真核生物的基因结构真核生物的基因结构主要包括启动子、外显子和内含子等。
启动子是基因的起始点，其中包含有调控基因转录的序列。
外显子则编码了蛋白质所需要的信息。
内含子则是指在基因转录过程中，需要被剪切掉的无用序列。
另外，真核生物的基因还包括了转录因子和RNA剪接因子等，这些因子参与了基因的表达和调控过程。
真核生物的基因表达调控真核生物的基因表达调控非常复杂，包括转录起始、RNA加工、转运和翻译等多个环节。
其中，转录因子的作用非常重要，它们可以结合到启动子上，激活或抑制基因的转录过程。
此外，RNA剪接也是基因表达的重要调控机制，它可以选择性地剪切内含子，从而调节外显子的组合方式，影响蛋白质的翻译过程。
真核生物的基因编辑技术近年来，CRISPR/Cas9等基因编辑技术的出现，使得真核生物的基因编辑变得更加方便和高效。
通过这些技术，可以对真核生物的基因进行精准的编辑和修改，从而实现对基因表达和调控的精确控制。
这些技术的出现为真核生物研究提供了新的思路和手段，也为人类疾病的治疗和基因工程的发展提供了新的可能性。
真核生物结构基因是生命活动的重要组成部分，对于真核生物的生长、分化和遗传等方面都有着重要的作用。
随着基因编辑技术的不断发展，相信我们对于真核生物结构基因的了解和应用将会更加深入和广泛。
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3
三）原核与真核生物基因比较
原核生物Gene：无核膜，散在细胞质。 一般只有一个染色体，即一个DNA或RNA分子，Gene 是连续的。 大多数是双链环状，少数为单链、线状； 如：大肠杆菌，双链环状DNA分子，3000~4000个 基因，4.2x106 bp,已经定位900多个基因 真核生物Gene：有核膜，在核中和C质的线粒体中。 Gene结构复杂，断裂基因，3～4万个Gene； Gene大小差别很大。 β珠蛋白 基因（1700bp）=3个外显子+2个内含子。 DMD基因（2300kb） 79个外显子 ， 78个内含子。 （迄今认识的最大的基因）
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外显子和内含子
真核生物内含子和外显子 不是完全固定不变的， 有时同一DNA 链上的某一段DNA序列，当它 作为编码某一多肽链的基因时是外显子，而作 为编码另一多肽链时，则是内含子。这样，同 一基因却可以转录两种或两种以上的mRNA。 真核生物某些结构Gene没有内含子，如组蛋 白Gene，干扰素Gene等。它们多以基因簇形 式存在，大多数的酵母结构Gene也没有内含 子。
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2.1 启动子
启动子（ Promoter）是一段特定的核苷酸序列，位于Gene 转录起始点上游的100bp 范围内，是RNA聚合酶的结合部位， 能促进转录过程。Promoter决定DNA中的转录链。 TATA框（TATA Box）是一段高度保守序列，7个bp， TATAA/ TAA/T，位于转录起始点上游25～30 bp（-30～50）。 TATA框与转录因子TFII结合，再与RNA 聚合酶II形成复合物， 从而准确地识别转录起始位置，对转录水平有定量效应。
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5`GT——AG3`法则
在每个外显子和内含子的接头区都是一段 高度保守的共有序列，内含子的5`端是GT，3 端是AG，这种接头方式称为GT-AG法则，普 遍存在于真核生物中，是RNA剪接的识别信号， 转录后的前体RAN中的内含子剪接位点。
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2、侧翼序列与调控序列
每个结构基因的第一个和最后一个外显 子的外侧，都有一段不被转录的非编码区， 称为侧翼序列（Flanking sequence）。 它是基因的调控序列，对基因的有效表达 起调控作用，包括：启动子、增强子、终止 子等。
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CAAT框（CAAT Box）:是一段保守序列， 9bp,GGGC/TCAATAC, 位于转录起始点上游70～-80bp,转录因子CTF识别位点并与之结合， 激活转录。 GC框（GC Box）:顺序为GGCGGG,有两个 拷贝，位于CAAT Box两侧，与转录因子SP1 结合。（SP1有锌指区可以与DNA结合，在N 端有激活转录的作用）GC框有激活转录的功 能。
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一）基因的一般特性
从分子水平看，基因有以下基本特性： 1、Gene自我复制------半保留复制 2、基因决定性状： Protein Gene→mRNA → enzyme 淘汰 3、Gene突变 生物进化 保留 遗传病
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二）Gene类别
依其功能分为： 1、结构Gene---编码蛋白和酶分子结构； 2、调控Gene---调节结构基因表达； 3、转录而不翻译的Gene： rDNA Gene→rRNA→核仁形成区， 核糖体组成。 tRNA Gene→tRNA→转运氨基酸。
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二、真核生物基因结构
真核生物的结构基因的DNA序列由编码序列和非编 码序列两部分组成，编码序列是不连续的，被非编码序 列分割开来，称为断裂基因（split gene）。
1、外显子和内含子 2、侧翼序列与调控序列 2.1 启动子 2.2 增强子 2.3 终止子
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1、外显子和内含子
在结构基因中，编码序列称为外显子(exon)，表达多 肽链部分。非编码序列称为内含子(Intron)，又称插入 序列。 β珠蛋白 基因（1700bp）=3个外显子+2个内含子。 DMD基因（2300kb）=79个外显子+ 78 个内含子。 （迄今认识的最大的基因）
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2.4
调控序列
调控序列（Regulator Sequence）包括 启动子，增强子和终止子均属于基因的 顺式调控因子（顺式作用元件），是人 类Gene组中的一些特殊序列，起调控基 因表达的作用。 反式作用3 终止子
终止子（Terminator）由一段 回文序列以及特定的序列 （PolyA）5’--AATAAA--3’组成。 回文序列为转录终止号。PolyA 为附加信号。终止子为反向重复 序列，是RNA聚合酶停止工作 的信号，反向重复序列转录后， 可以形成发夹式结构，并且形成 一串U。发夹式结构阻碍了RNA 聚合酶的移动。一串U的U与 DNA模板中的A的结合不稳定， 从模板上脱落下来，终止转录。
第二节、真核生物基因结构及功能
一、基因的概念
基因的概念随着分子遗传学、分子生物学、 生物化学领域的进展而不断完善。 从遗传学角度看： 基因是生物的遗传物质，是遗传的基本单 位----突变单位、重组单位和功能单位。 从分子生物学角度看： 基因是负载着特定遗传信息的DNA分子片段， 在一定条件下能够表达这种遗传信息，执行特 定的生理功能。
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2.2
增强子
增强子（Enhancer）包括启动子上游或下游的一 段DNA序列，可以增强启动子发动转录，提高转录效率。 特点： 在任意位置都有效 无方向性 有组织特异性 例如：Beta珠蛋白Gene增强子是由串联重复的两 个72bp长的相同序列组成，位于转录起点上游-1400bp 或下游3300bp处，均可增强转录效率（活性）200倍。 增强子在转录起始点的上下游一定范围内增强转录效率。 作用可以是5’～3’，也可以是3’～5’方向。