人类基因和基因组

1.启动子 启动子(promoter)是一段特异 的核苷酸序列，通常位于基因转录起点上游的 100bp范围内，是RNA聚合酶的结合部位，能促 进转录过程。启动子决定双链DNA中的转录链， 它包括了以下几种不同的序列：
(CAAT框)
(非编码区)
⑴TATA框 (TATA box) 位于转录起始位 点上游大约-19～-27bp处，由7个碱基所组成， 即 TATAA/TAA/T 。 TATA 框 能 够 与 转 录 因 子 TFII 结合，再与RNA聚合酶II形成复合物，从而准 确地识别转录的起始位置，对于转录水平有着 定量效应。
在对某些遗传病的家系研究中发现，虽然基 因的编码部分结构完整未发生改变，若它的邻接 DNA序列发生了改变，可使此功能产物不能表达， 也可能引发疾病。
另外，在基因的核苷酸序列不发生突变的情 况下，基因的修饰如DNA甲基化、基因组印记、 基因沉默、组蛋白的乙酰化等也可能导致基因的 活性发生改变，使表型出现变化。这就是表观遗 传学（epigenetics）所涉及的内容。
分割，呈现断裂状的结构，故而也称断裂基因 （split gene）。 编码序列称为外显子（exon），间隔的非编码 序列称为内含子（intron）。
(CAAT框)
(非编码区)
断裂基因的结构
断裂基因中的内含子和外显子的关系不完 全是固定不变的，有时会出现这样的情况，即 在同一条DNA分子上的某一段DNA顺序，在作为 编码某一条多肽链的基因时是外显子，但是它 作为编码另一条多肽链的基因时是内含子。结 果 使 同 一 DNA 顺 序 产 生 两 条 或 者 两 条 以 上 的 mRNA链。
表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生 改变的情况下，基因表达的可遗传的变化的一门 遗传学分支学科。
表观遗传的现象很多，已知的有DNA甲基化 （DNA methylation），基因组印记（genomic imprinting），母体效应（maternal effects）， 基因沉默（gene silencing），核仁显性，休眠 转子激活和RNA编辑（RNA editing）等。
人类基因和基因组
human gene & genome
基因（gene）
是细胞内遗传物质的结构和功能单位，它 以脱氧核糖核酸（DNA）的化学形式存在于 染色体上。
第一节 基因的概念
Mondel Johannsen Morgan
遗传因子 基因（Genes） 基因——chromosomes
Garrod 黑尿酸症—酶-基因 Beadle 果蝇（朱砂眼型、朱红眼型）—酶-基因
2.增强子 增强子(enhancer)包括启动子上 游或下游的一段DNA顺序。它可以增强启动子发 动转录的作用，从而明显地提高基因转录的效率。
增强子位于转录起点前后的3kb或更远处。 无明显的方向性。
增强子具有组织特异性，例如免疫球蛋白基 因的增强子只有在B淋巴细胞中活性最高。
3.多聚腺苷酸化附加信号 多聚腺苷酸化(poly A) 附加信号是位于
产生机制：
1.两个启动子（例：骨骼肌肌球蛋白基因有 两个启动子，产生LC1／LC3两条轻链；人类肌营 养不良基因至少存在5个独立的启动子，在不同 的组织细胞中从基因的不同位置开始转录）；
2.两个poly A部位（例：钙调素基因的3’ 端存在两个poly A部位，PA1和PA2）；
3.DNA重排（免疫球蛋白轻链和重链基因的 重排）。
(CAAT框)
(非编码区)
⑵CAAT框(CAAT box) 位于转录起始点上游70～-80bp，由9个碱基组成，其顺序为 GGC/TCAATCA。转录因子CTF能够识别CAAT框并与 之结合，其C端有着激活转录的功能。所以CAAT框 有促进转录的功能。
(CAAT框)
(非编码区)
⑶GC框 (GC box) 其顺序为GGCGGG，有两 个拷贝，位于CAAT框的两侧。GC框能够与转录因 子SP1结合，其N端有激活转录的作用。所以，GC 框有激活转录的功能。
侧翼顺序： 每个断裂基因中第一个外显子的上游和最末
一个外显子的下游，都有一段不被转录的非编码 区，称为侧翼顺序 (flanking sequence)，包括 启动子﹑增强子﹑终止子等。
侧翼顺序虽不被转录和翻译，但它含有基因 调控序列，对基因的表达起调控作用。
断裂基因及其侧翼顺序 E：外显子； I：内含子； F：侧翼顺序；
一个基因----一个酶 一个基因----一个蛋白质 一个基因----一个多肽链 一个基因----多个多肽链
基因是具有特定遗传效应的DNA片段，它 决定细胞内RNA和蛋白质（包括酶分子）等的 合成，从而决定生物的遗传性状。
一个基因的结构除了编码特定功能产物的 DNA序列外，还包括对这个特定产物表达所需 的邻接DNA序列。
的总和，称为基因组。 3.2×109 bp 20000-22000个基因，占基因组1.1%； 4%为基因调控序列和RNA基因序列； 20%为内含子、基因非翻译区序列及假基因； 75%为基因外序列，55%为重复DNA序列。
一、基因的结构 （一）断裂基因 真核生物基因的编码序列往往被非编码序列所
真核基因3′端的一段保守序列，由AATAAA 6 个碱基组成。
研究表明，它只是mRNA 3′端的poly A附 加信号，不是终止信号。
(CAAT框)
(非编码区)
多聚腺苷酸化附加信号的作用： ①指导核酸内切酶在此信号下游10～15bp
特定位点处裂解mRNA； ②在聚合酶的作用下，在成熟mRNA 3′端
第二节 基因的化学本质
在整个生物界中，绝大部分生物基因的化学
本质是DNA；在某些仅含有RNA和蛋白质的病毒中，
基因的化学本质是RNA。
一、DNA分子组成 二、DNA分子结构
自学
第三节 人类基因和基因组的结构特点
人类基因组是人体所有遗传信息的总和。 核基因组 线粒体基因组
一、基因的结构 细胞或生物体内一套完整的单倍体遗传物质
加上200～250个A的poly A尾部。
4、终止子（Terminator） 位于基因编码区下游，能够终止RNA转录合成