3 2原真核生物基因组特点.ppt

病毒基因组 最小5kb 最大200kb 原核生物 核基因组之二 原核生物基因组  细菌基因组的结构特点： 1. 拟核（类核）结构； 2. 除rRNA基因外，基本是单拷贝的； 利于核糖体的快速组装，短时间内合成大量核糖体。 3. 非编码序列相对较少； 4. 多顺反子结构； 线粒体拟核 大肠杆菌基因组结构： 1. 基因组DNA在4000kb，估计有3500个基因，每个基因平均长度1kb；已确定的基因有900个，已确定有260个基因具有操纵子（75个)结构; 2. 已确定的基因中，多数是与代谢有关的酶、核糖体蛋白； 3. 大多数基因是随机分布的，两条单链作为模板的概率基本相等； 4. 多数基因是单拷贝。 Carsonella ruddii---artifical life It was once proposed that the smallest bacteria would need at least 300 genes. Yet, Carsonella ruddii only has 182 genes. The DNA of C. ruddii is only 160 kilobases 真核生物核基因组 1.基因组较大， 低等真核生物：107-108 bp,较原核生物大10倍； 高等真核生物：5X108-1010 bp，某些植物和两栖生物可达1011 bp； 哺乳类生物大于2X109它们可编码100万个基因。 2.真核生物核DNA与蛋白质结合，形成核小体，再缠绕成染色质（染色体）； 3. 基因组一般为双倍体（diploid）; 4. 基因组中非编码序列多于编码序列，有大量的 冗余DNA； 5. 存在大量重复序列，重复次数可高达百万倍； 6. 基因为单顺反子。一个基因单独转录，一个基 因 一条mRNA, 翻译成一条多肽链； 7. 大部分基因有内含子，因此基因不连续； 8. 具有基因家族。 真核生物基因组的特点： 重复性、基因家族、不连续性。 基因家族 gene family 1.概念 基因组中来源相同、结构相似、功能相关的一组基因成为基因家族（gene family）。一些基因彼此靠近，成串地排列在一起，这种基因排列结构叫基因簇（gene cluster）。在基因家族结构中经常会看到基因簇结构。 基因簇——多顺反子结构 分类： 串联重复多基因家族 组蛋白、tRNA rRNA 分散重复多基因家族 Alu 家族 不同组织、细胞类型、发育时期表达的多基因 家族 同工酶（珠蛋白） 真核生物中重要的基因家族 1. Alu基因家族 分散重复序列 在单倍体人基因组中有5X105个拷贝，约占人基因组的3-6%。每个重复单元的长度为300bp,含一个Alu酶切位点，因而得名。酶切后生成130bp和170bp两个片段，每个Alu片段两侧有6-20bp的同向重复序列，存在于间隔区（space）和内含子中。 功能：可能与基因转录、调控、加工有关。 2. rRNA基因家族 串联重复，有转录活性 大多数真核生物rRNA基因家族 集中分布在一条或几条染色体上，以核仁区含量最高。 通常编码区较为保守，内间区具有种间特异性，常被用作物种种类鉴定及进化分析。 5S rRNA 基因家族 在所有染色体上都有，分布频率较高。 一般由120bp组成每个重复单元由5sRNA基因和和转录区前的非转录区组成，重复串联形成基因簇。 非洲爪蟾卵母细胞的5sRNA基因：富含A-T的序列，由不同的15bp序列重复而成， （CAAAGTTTGAGTTTT）这段序列的串连数不同，非转录的间隔区的长度会有所改变。 真核生物tRNA基因家族 tRNA基因长约70-90bp, 基因全长约140bp； 基因之间串联重复排列； 多个不同的tRNA基因组成一个串联重复，每个基因的方向不同，并单独转录。 组蛋白基因家族 与细胞DNA复制有关 中度重复序列（几十~几百 个重复），不含内含子，无需转录后加工，mRNA产物无3’—polyA 与DNA复制无关的组蛋白 组织特异性表达的组蛋白 单拷贝 特点： 组蛋白基因缺乏内含子； 组蛋白基因家族是重复序列中唯一已知具有蛋白质编码功能的基因。 珠蛋白基因家族 血红蛋白分子是珠蛋白的四聚体?2?2，?型亚基基因在16号染色体