动物遗传育种学教学课件Chapter 8 遗传的分子基础
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
二、DNA的变性和复性
DNA复性的快慢与DNA重复次数成正比，通过DNA复性动力学的研究 可以大致的推测基因组的组成； 随着基因组测序技术的发展，根据基因组序列数据可以直接的得到 DNA重复序列的种类、数目的相关数据。
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
• 三、DNA的重复序列 （repetitive sequence）
300bp的Alu序列有一个AluI的酶切位点，被切为130bp及 170bp，故名Alu序列；Alu成员有80%~88%序列相同；
Alu序列的两侧有7~10bp的正向重复序列（DR，directed
repeat），可以转座，是灵长类两类高拷贝的转座因子之一。
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
卫星DNA通常是串联重复序列，按其重复单元的核苷酸的多少： 小卫星（minisatellite）DNA：有几百个核苷酸对的单元重复组成； 微卫星（microsatellite ）DNA：2～20个左右的核苷酸对的单元重复 卫星DNA主要存在于异染色质区，可能在染色体的配对、分离过程 中有重要作用。
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基因组DNA根据在基因组中拷贝数的多寡，可分为： 单拷贝序列：1个拷贝或2～3个拷贝，约占基因组的40~70%，大 部分的基因； 中度重复序列：10～105拷贝，约占基因组的10%~40%，典型的 有rDNA，tDNA，β球蛋白基因； Tandem repeat sequences（串联重复序列） Interspersed repeat sequences（散在重复序列） SINEs、LINEs 高度重复序列：106拷贝以上，约占基因组的10%~20%，主要是 卫星DNA。
repeat），可以转座，通过反转录自我复制并插入到基因组的 其他位置。
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
• 二、DNA的重复序列 （repetitive sequence）
3. 卫星（satellite）DNA 各种DNA在氯化铯梯度离心中，平衡时的浮力密度取决于它们的GC
含量。真核细胞DNA中一般含有30%~50%的GC含量，有些DNA片段含有 异常高或低的GC含量，密度梯度离心的密度曲线中在主带DNA的前或后 出现，称卫星DNA。
• 二、DNA的重复序列 （repetitive sequence）
2. Kpn序列，也称Kpn家族 仅次于Alu的第二大家族，6.4kb，拷贝数3k~4.8k/c，占
基因 组 的3%~6%，属长散 在重 复 序列 ，可 被KpnI切成四 段
（1.2，1.5，1.8，1.9kb）；
Kpn 序 列 的 两 侧 也 有 正 向 重 复 序 列 （ DR ， directed
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
• 二、DNA的变性和复性
• DNA熔解温度（Tm）：指把DNA的双螺旋结构降解一半时的温度， 亦即DNA 变性过程中，紫外吸收值达到最大值的50%时的温度，也 称为 DNA 的解链温度。
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
• 二、DNA的变性和复性
• 马默多蒂（Marmur-Doty）关系式 • （GC）%=（Tm – 69.3） x 2.44
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
• 一、基因组的组成
• 真核基因组中编码蛋白质的序列大概只占0.5%~5%。有大量的非编码序 列，这种现象称DNA冗余现象。
• 非编码蛋白质的序列主要有： 重复序列（repetitive sequence） 核糖体RNA基因（rDNA）, 转运RNA基因（tDNA） 假基因（pseudogene） 基因间的间隔序列（spacer sequence） 内含子（intron） 调控序列
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
• 二、DNA的重复序列 （repetitive sequence）
1. Alu序列，也称Alu家族（family）：
中 度 重 复 序 列 ， 长 度 300bp ， 属 短 散 在 重 复 序 列 型 （ 10~300bp ） ， 散 在 分 布 于 整 个 基 因 组 ； 在 人 基 因 组 中 占 11%，重复次数达>1000k/c；
wk.baidu.com
第三节 基因（组）的结构解剖
15
第三节 基因组的结构解剖
（一） 原核生物的基因组解剖
一、操纵子（Operon） 二、转座因子（Transposable Element） 三、重叠基因（Overlapping gene）
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（一）原核生物的基因组解剖
• 一、操纵子（Operon）
1961年由Jacob & Monod提出，由操纵基因和启动基因 以及紧密连锁着的若干个结构基因所组成的功能单位，其中 结构基因的转录为操纵基因所控制。
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
• 二、DNA的变性和复性
• 变 性 （ denaturation ） ： 也 叫 熔 解 （melting），在温度、pH等因素作 用下，DNA分子的氢键受到破坏， 双链分开成为单链的过程。
• 复 性 （ renaturation) ： 也 叫 退 火 （annealing），是变性的逆过程， DNA互补配对成为双链的过程。
Erwin Chagaff’s rules
3
一、DNA的双螺旋结构
B-DNA: 右旋，10.4bp/周。正常状态DNA分子
4
二、其它的DNA构型
A型：右旋；在脱水状态、 RNA-RNA、DNA-RNA分子；旋 转一圈11个bp，每一螺旋高 28.2Å； Z型：左旋DNA；高盐溶液， 存在于富含G-C的区域；直径 18Å，旋转一圈12个bp，每一 螺旋44.52Å。
第八章 遗传的分子基础
贝类遗传育种研究室 2012/10/8
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• 第一节 DNA结构 • 第二节 基因组组成与DNA重复序列 • 第三节 基因组的结构解剖 • 第四节 基因的概念及其发展 • 第五节 中心法则
2
第一节 DNA的结构
• 一、DNA的双螺旋结构
Francis Crick, Maurice Wilkins, James Watson, and Rosalind Franklin (clockwise from top left)
第二节 基因组组成与DNA重复序列
二、DNA的变性和复性
DNA复性的快慢与DNA重复次数成正比，通过DNA复性动力学的研究 可以大致的推测基因组的组成； 随着基因组测序技术的发展，根据基因组序列数据可以直接的得到 DNA重复序列的种类、数目的相关数据。
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
• 三、DNA的重复序列 （repetitive sequence）
300bp的Alu序列有一个AluI的酶切位点，被切为130bp及 170bp，故名Alu序列；Alu成员有80%~88%序列相同；
Alu序列的两侧有7~10bp的正向重复序列（DR，directed
repeat），可以转座，是灵长类两类高拷贝的转座因子之一。
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
卫星DNA通常是串联重复序列，按其重复单元的核苷酸的多少： 小卫星（minisatellite）DNA：有几百个核苷酸对的单元重复组成； 微卫星（microsatellite ）DNA：2～20个左右的核苷酸对的单元重复 卫星DNA主要存在于异染色质区，可能在染色体的配对、分离过程 中有重要作用。
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基因组DNA根据在基因组中拷贝数的多寡，可分为： 单拷贝序列：1个拷贝或2～3个拷贝，约占基因组的40~70%，大 部分的基因； 中度重复序列：10～105拷贝，约占基因组的10%~40%，典型的 有rDNA，tDNA，β球蛋白基因； Tandem repeat sequences（串联重复序列） Interspersed repeat sequences（散在重复序列） SINEs、LINEs 高度重复序列：106拷贝以上，约占基因组的10%~20%，主要是 卫星DNA。
repeat），可以转座，通过反转录自我复制并插入到基因组的 其他位置。
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
• 二、DNA的重复序列 （repetitive sequence）
3. 卫星（satellite）DNA 各种DNA在氯化铯梯度离心中，平衡时的浮力密度取决于它们的GC
含量。真核细胞DNA中一般含有30%~50%的GC含量，有些DNA片段含有 异常高或低的GC含量，密度梯度离心的密度曲线中在主带DNA的前或后 出现，称卫星DNA。
• 二、DNA的重复序列 （repetitive sequence）
2. Kpn序列，也称Kpn家族 仅次于Alu的第二大家族，6.4kb，拷贝数3k~4.8k/c，占
基因 组 的3%~6%，属长散 在重 复 序列 ，可 被KpnI切成四 段
（1.2，1.5，1.8，1.9kb）；
Kpn 序 列 的 两 侧 也 有 正 向 重 复 序 列 （ DR ， directed
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
• 二、DNA的变性和复性
• DNA熔解温度（Tm）：指把DNA的双螺旋结构降解一半时的温度， 亦即DNA 变性过程中，紫外吸收值达到最大值的50%时的温度，也 称为 DNA 的解链温度。
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
• 二、DNA的变性和复性
• 马默多蒂（Marmur-Doty）关系式 • （GC）%=（Tm – 69.3） x 2.44
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
• 一、基因组的组成
• 真核基因组中编码蛋白质的序列大概只占0.5%~5%。有大量的非编码序 列，这种现象称DNA冗余现象。
• 非编码蛋白质的序列主要有： 重复序列（repetitive sequence） 核糖体RNA基因（rDNA）, 转运RNA基因（tDNA） 假基因（pseudogene） 基因间的间隔序列（spacer sequence） 内含子（intron） 调控序列
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
• 二、DNA的重复序列 （repetitive sequence）
1. Alu序列，也称Alu家族（family）：
中 度 重 复 序 列 ， 长 度 300bp ， 属 短 散 在 重 复 序 列 型 （ 10~300bp ） ， 散 在 分 布 于 整 个 基 因 组 ； 在 人 基 因 组 中 占 11%，重复次数达>1000k/c；
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第三节 基因（组）的结构解剖
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第三节 基因组的结构解剖
（一） 原核生物的基因组解剖
一、操纵子（Operon） 二、转座因子（Transposable Element） 三、重叠基因（Overlapping gene）
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（一）原核生物的基因组解剖
• 一、操纵子（Operon）
1961年由Jacob & Monod提出，由操纵基因和启动基因 以及紧密连锁着的若干个结构基因所组成的功能单位，其中 结构基因的转录为操纵基因所控制。
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第二节 基因组组成与DNA重复序列
• 二、DNA的变性和复性
• 变 性 （ denaturation ） ： 也 叫 熔 解 （melting），在温度、pH等因素作 用下，DNA分子的氢键受到破坏， 双链分开成为单链的过程。
• 复 性 （ renaturation) ： 也 叫 退 火 （annealing），是变性的逆过程， DNA互补配对成为双链的过程。
Erwin Chagaff’s rules
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一、DNA的双螺旋结构
B-DNA: 右旋，10.4bp/周。正常状态DNA分子
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二、其它的DNA构型
A型：右旋；在脱水状态、 RNA-RNA、DNA-RNA分子；旋 转一圈11个bp，每一螺旋高 28.2Å； Z型：左旋DNA；高盐溶液， 存在于富含G-C的区域；直径 18Å，旋转一圈12个bp，每一 螺旋44.52Å。
第八章 遗传的分子基础
贝类遗传育种研究室 2012/10/8
1
• 第一节 DNA结构 • 第二节 基因组组成与DNA重复序列 • 第三节 基因组的结构解剖 • 第四节 基因的概念及其发展 • 第五节 中心法则
2
第一节 DNA的结构
• 一、DNA的双螺旋结构
Francis Crick, Maurice Wilkins, James Watson, and Rosalind Franklin (clockwise from top left)