华科课件--基因组的结构和功能_PPT幻灯片

(2)复制受限，受细菌宿主DNA复制系 (2)复制不受细菌DNA复制系统限制，
统的控制；
仅需DDDPI，当宿主蛋白质合成受抑制
(3) 特点是这类质粒可以自传递； 时（如培养中加入氯要素时），其拷贝
(4)严谨控制机理（低拷贝原因），认 数可猛增至1000-3000之多，该性质对
为是该质粒可以产生阻逼蛋白，反馈 基因工程技术十分有利。
转录调控区
贮存RNA或蛋白质结构信息区 转录终止区
基因组（gencme）
细胞或生物中，一套完整单倍体遗传特质的总和（包括一种 生物所需的全套基因及间隔序列）称为基因组（P27）。 基因组的结构主要指不同的基因功能区域在核酸分列中的分 布和排布情况，基因组的功能是贮存和表达遗传信息。 人类基因组包含多染色体和XY两条性染色体上的全部遗传 物质（核基因组）以及胞线粒体上的遗传物质（线粒体基因 组）。（X免疫基因，男XY，女XX）。 * 1个配对（精子或卵子），1个单倍体细胞或1个病毒所包 含的全套基因，称为基因组。
2.质粒是双链的DNA分子，大小在1—200kb之间，和病毒 不同，它们没有衣壳蛋白（裸DNA）。
从生化学来说，除酵母的杀伤质粒（killer plasmid）是 RNA外，其余质粒是染色体外的cccDNA分子(真核生物也 有质粒）。
从遗传学来说，质粒是与宿主染色体Leabharlann Baidu别的复制子（真核 细胞分裂过程中，DNA纤维分成许多复制单位，该单位称 为复制子）。在细胞分裂时能恒定传递给交代细胞的独立遗 传因子或能在胞内寄生和复制的复制子。
3.质粒与宿主细胞的关系
（1）质粒对宿主的生存不是必需的，只是“友好”的“借居”宿主 细胞中，既不杀伤细胞，对宿主的代谢活动也无影响，宿主离开质粒 照样的生存下去。
（2）质粒离开宿主就无法生存，只有依赖宿主细胞的（酶和蛋白质） 帮助，才能完成自身的复制（扩增）、转录。
（3）质粒经常为宿主执行一些适当的遗传功能，作为对宿主细胞的 补偿（“交房租”）。
合质粒协助也能转移，也可心通过转化 能通过细菌的接合作用人一个细菌
作用进入受体细胞，这类质粒种类较多， 传到另一个细菌。（如F质粒）。
几乎每种细菌都可以含有2种以上，基因
工程一般用小型质粒。
3.按质粒转移方式，分为3类
1）接合型质粒（conjugaative plasmid）带有效接触基因质粒，只能使细菌接合，本 身不被传递.
化（提质粒）。 质粒符合上述3个条件。 基因工程中主要使用人工构建的质粒。
（二）质粒的分类
1.按质粒的复制机理，分为2类：
1）严谨控制型（stringent contrd type） 2）松弛控制型（relaxed control type）
(1)拷贝数少，一般<10个，分子量大； (1)拷贝数多，10-200个，分子量小；
抑制自身DNA合成。
3）分子量小，不具备自传递能力；
4）基因工程使用松弛型（高拷贝数）
质粒，以获得列多的基因产物。
*拷贝数（copy number)—细胞所含的按每—基因组计算的某种质粒或基因的数目。
2.按分子量大小，分为2类
1）小型质粒，<15kb
2)大型质粒>15kb
小型质粒，无接合和自传递能力，在按 多属接合型或自传递型，大型质粒只
9.细菌基因组中存在可移动的DNA序列，包括插入序列和转座子。
10.原核基因的基本结构特点：
启动子（promoter）、操纵基因（operator）、调控序列、结构 基因（structure gene）、终止子（terminator）。（见第六章）
二、染色体外的遗传物质———质粒
（一）概念
1.质粒（plasmid） 是独立于许多细菌及某些真核细胞染色 体外共价闭合环状的DNA分子（covalant closed circnlar,cccDNA），能独立复制的最小遗传单位。（P35-6）
（4）质粒赋于宿主各种有利的表型（质粒编码蛋白质或酶），使宿 主获得生存优势，与我们基因工程实验紧密相关的，如抗生素抗性基 因：
Ampr 酶，水解β-内酰胺环,解除氨关毒性,使细菌抗氨关。
Tetr 膜蛋白,可阻止四环素进入细胞,使细菌抗四环素。
4.质粒发现和研究意义
1）理论意义 质粒能够复制、传递和表达遗传信息，从分子 遗传学观点来看是一种有机体，是比病毒更原始的生命形式， 是生命起源研究的起一块体重要基石。
6.编码区和非编码区（主要是调控序列）在基因组中约各占50%。（5%， 95%）
7.基因组中的重复序列很少。编码蛋白质结构基因多为单拷贝，但编码 rRNA的基因往往是多拷贝的，这有利于核糖体的快速组装。（15AA/ 秒，2AA/秒）
8.具有编码同功酶的基因（isogene） 这是一类结构不完全相同，而功 能相同的基因。如E.coli含有2个编码乙酸乳酸合成酶的基因和2个编码分 支酸变位酶同工酶的基因。
2）实践意义 是基因工程的重要载体（vector），能把外源 基因（目的基因）送到宿主细胞中去克隆扩增或克隆表达（见 第八章）。
①质粒是可以改造的，可以剪切、剪接的，基因工程的重要任 务之一就是严格改造质粒的同时，控制质粒不传递，若一个致 癌质粒可以传递就会传到外都是。
②作为基因工程载体的3个特点： A.都能独立自主的复制； B.都能便利的加以检测（抗生素抗性）； C.都能容易引进宿主细胞中去，也易从宿主细胞中分离纯
（2）由于突变作用引起DNA结构变异，所以某一基 因可具有若干种不同的形式，这种同一基因不同的形式互称等 信基因（allele）。
基因的基本结构
5’、、、AGCCGACTATGTCGAAGCTT、、、、、、 GCTTGACTATAAGACA、、、3’
3‘、、、TCGGCTGATACAGCTTCTAA、、、、、、 CGAACTGATATTCTGT、、、5‘
表型和基因型 某一机体可以观察到的特征称为表型 （phenotype），与表型相应的基因组成称为基因型 （genotype）。如细菌能否合成亮氨酸记为Leu+和Leu-， 相应的基因型为Leu+和Leu-。
等位基因 （1）二倍体细胞有2套基因，一套来自父本，另 一套来自母本，每个细胞的全部基因均由2套基因组成，每一 对基因称做等位基因。