细菌基因组结构与功能.ppt

细菌和病毒一样同属原核生物，因而细菌基因组的结构特点在许多方面与病毒的基因组特点相似，而在另一些方面又有其独特的结构和功能。1.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，如大肠杆菌染色体DNA的复制起点（OriC）、复制终点（TerC）等2.细胞膜在这里的作用可能是对染色体起固定作用，另外，在细胞分裂时将复制后的染色体均匀地分配到两个子代细菌中去。有关类核结构的详细情况目前尚不清楚。这样可能有利于核糖体的快速组装，便于在急需蛋白质合成时细胞可以在短时间内有大量核糖体生成。例如：大肠杆菌色氨酸操纵子后尾含有40bp的GC丰富区，其后紧跟AT丰富区，这就是转录终止子的结构。大肠杆菌染色体基因组是研究最清楚的基因组。估计大肠杆菌基因组含有3500个基因，已被定位的有900个左右。在这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。在已知的基因中8％的序列具有调控作用。大肠杆菌染色体基因组中已知的基因多是编码一些酶类的基因，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、脂肪酸和维生素合成代谢的一些酶类的基因，以及大多数碳、氮化合物分解代谢的酶类的基因。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。因为多拷贝基因在同一条染色体上很不稳定，极易通过同源重组的方式丢失重复的基因序列。另外，由于大肠杆菌细胞分裂极快，可以在20分钟内完成一次分裂，因此，携带多拷贝基因的大肠杆菌并不比单拷贝基因的大肠杆菌更为有利；相反，由于多拷贝基因的存在，使E.coli的整个基因组增大，复制时间延长，因而更为不利，细菌基因组结构与功能菌染色体基因组结构的特点（一）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超螺旋细菌染色体基因组结构的特点（二）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大肠杆菌模式图细菌染色体基因组结构的特点（三）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）所调控乳糖操纵子（lacoperon）Lacoperon（close）Lacoperon（open）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细菌染色体基因组结构的特点（六）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）合成酶的基因细菌染色体基因组结构的特点（七）单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。转录启动区04单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。复制终止区（TerC）03单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。如：复制起始区（OriC）02单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。DNA分子中具有各种功能的识别区域01这些区域往往具有特殊的顺序，并且含有反向重复顺序转录终止区05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原核生物终止子大肠杆菌

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