基因组的结构特点
病毒基因组的结构特点
病毒基因组的结构特点1.病毒基因组大小相差较大,与细菌或真核细胞相比，病毒的基因组很小，但是不同的病毒之间其基因组相差亦甚大。
如乙肝病毒DNA只有3kb大小，所含信息量也较小，只能编码4种蛋白质，而痘病毒的基因组有300kb之大，可以编码几百种蛋白质，不但为病毒复制所涉及的酶类编码，甚至为核苷酸代谢的酶类编码，因此，痘病毒对宿主的依赖性较乙肝病毒小得多。
2.病毒基因组可以由DNA组成，也可以由RNA组成，每种病毒颗粒中只含有一种核酸，或为DNA或为RNA，两者一般不共存于同一病毒颗粒中。
组成病毒基因组的DNA和RNA可以是单链的，也可以是双链的，可以是闭环分子，也可以是线性分子。
如乳头瘤病毒是一种闭环的双链DNA病毒，而腺病毒的基因组则是线性的双链DNA,脊髓灰质炎病毒是一种单链的RNA 病毒，而呼肠孤病毒的基因组是双链的RNA分子。
一般说来，大多数DNA病毒的基因组双链DNA分子，而大多数RNA病毒的基因组是单链RNA分子。
3.多数RNA病毒的基因组是由连续的核糖核酸链组成，但也有些病毒的基因组RNA由不连续的几条核酸链组成如流感病毒的基因组RNA分子是节段性的，由八条RNA分子构成，每条RNA分子都含有编码蛋白质分子的信息；而呼肠孤病毒的基因组由双链的节段性的RNA分子构成，共有10个双链RNA片段，同样每段RNA分子都编码一种蛋白质。
目前，还没有发现有节段性的DNA分子构成的病毒基因组。
4.基因重叠即同一段DNA片段能够编码两种甚至三种蛋白质分子，这种现象在其它的生物细胞中仅见于线粒体和质粒DNA，所以也可以认为是病毒基因组的结构特点。
这种结构使较小的基因组能够携带较多的遗传信息。
重叠基因是1977年Sanger在研究ΦX174时发现的。
ΦX174是一种单链DNA病毒，宿主为大肠杆菌，因此，又是噬菌体。
它感染大肠杆菌后共合成11个蛋白质分子，总分子量为25万左右，相当于6078个核苷酸所容纳的信息量。
细菌基因组的主要结构特点
细菌基因组的主要结构特点细菌的基因组结构是细菌细胞内重要性状之一，是细菌遗传信息的大本营。
细菌基因组是细菌细胞内的DNA组成的，DNA以环形或线性形式存在于细菌细胞内，通过细胞质内的核糖体和鞭毛等基因表达结构进行基因表达。
细菌基因组主要结构特点如下：1. 基因组大小：细菌基因组相对较小，一般在500,000bp到10,000,000bp之间，与真核生物相比较为简单。
细菌基因组的大小在一定程度上决定了细菌的表型特征和适应环境的能力。
2.基因密度：细菌基因组的基因密度较高，基因数量相对较多。
相邻基因间没有或很少的非编码区域。
这种高密度的基因组结构可确保细菌能够以高效率表达其遗传信息。
3.编码区域和非编码区域：细菌基因组的一部分区域是编码区域，包含编码特定蛋白质的基因序列。
其余区域是非编码区域，可以是调控序列、重复序列、插入序列等。
编码区域和非编码区域的比例在不同的细菌中存在差异。
4.多重复序列：细菌基因组中普遍存在重复序列。
这些重复序列可能是直接重复（位于同一链上）或倒置重复（位于不同链上）。
重复序列的存在会给基因组结构的稳定性和整合性带来挑战，但也提供了基因组发生进化的机会。
5.移动性基因元件：细菌基因组中包含一些移动性基因元件，如转座子、整合子和质粒等。
这些移动性基因元件可以在细菌基因组中的不同位置进行插入和删除，并可以在不同细菌之间进行水平基因转移，从而使细菌具有适应多样环境的能力。
6.质粒：一些细菌基因组中还带有额外的质粒，这些质粒是独立于核心基因组存在的环形DNA分子。
质粒中含有多个基因，这些基因可以提供一些与环境适应性和毒性有关的特征，比如抗生素抗性和毒素合成等。
7.基因组可变性：细菌基因组的主要特点之一是其可变性。
细菌基因组中的基因片段可以通过重组、突变和水平基因转移等方式进行改变。
这种可变性使细菌具有适应环境变化、快速进化和抵抗抗生素等选择压力的能力。
总的来说，细菌基因组具有相对较小、高基因密度、含有重复序列、具有移动性基因元件和可变性等特点。
原核生物基因组结构特点
原核生物基因组结构特点以下是 8 条关于原核生物基因组结构特点的内容：1. 嘿，你知道吗，原核生物基因组那个小个头里可有着大乾坤呢！就像一个迷你的宝藏盒，紧凑得很嘞！比如说大肠杆菌，它的基因组虽然小，但里面的信息可不少哟，各种基因排列得密密麻麻的，就像在有限的空间里努力挤出最多的惊喜！2. 哇塞，原核生物基因组的结构特点可有意思啦！它就像是一个高效运作的小工厂，各种零件紧凑布置。
举个例子，细菌的基因组，那简直就是精打细算的典范，没有一点多余的占地儿，每一处都发挥着重要作用，厉害吧！3. 哎呀呀，原核生物基因组可真是独特啊！它好像是一张精心设计的蓝图，简单却又非常实用。
像那些支原体，别看它们个头小小的，基因组也是小小的，但依然能完成各种生命活动，这得多神奇呀！4. 嘿哟，原核生物基因组的特点绝了呀！它仿佛是一个紧凑的魔法盒，蕴含着无尽的奥秘。
就好比双歧杆菌，它的基因组虽然简单，但却能让它在我们的肠道里安居乐业，为我们的健康助力呢，神奇不神奇？5. 哇哦，原核生物基因组有个超明显的特点呢！那就是结构紧凑，就像一个紧密团结的小团队一样。
瞧瞧那些古菌，它们的基因组可紧凑了，却能应对各种极端环境，真的太牛啦！6. 哈哈，原核生物基因组的结构可是很有个性的哟！就像是一套简洁而实用的家具组合。
比如说蓝细菌，它的基因组虽然不复杂，但足以让它在自然界中绽放光彩，难道不令人惊叹？7. 哎哟喂，原核生物基因组可真是不一般呐！它好比是一个小巧玲珑的工艺品，精致而特别。
像乳酸菌的基因组，小小的，却包含着让它们进行发酵的关键信息，这不是很迷人吗？8. 啧啧啧，原核生物基因组的这些结构特点真的让人佩服啊！它就像是一个迷你却威力无穷的小宇宙。
想想那些常见的原核生物，靠着它们独特的基因组结构，在自然界中顽强生存着，这就是生命的奇迹呀！我觉得原核生物基因组结构虽然简单，但却蕴含着无尽的奥秘和独特魅力，值得我们深入研究和探索呀！。
人类基因结构特点
人类基因结构特点
人类基因结构是指构成人类遗传信息的DNA序列的特点。
人类基因结构具有以下几个重要特点：
1. 双螺旋结构，人类基因是以双螺旋结构存在的，由磷酸、糖和碱基组成。
这种结构使得基因能够稳定地存储和传递遗传信息。
2. 编码蛋白质，人类基因包含编码蛋白质的信息。
蛋白质是身体结构和功能的关键组成部分，基因通过编码蛋白质来控制细胞的生长、分化和功能。
3. 多样性，人类基因具有很高的多样性，即使在同一种族群中也存在着不同的基因型和表型。
这种多样性是人类适应环境变化的重要基础。
4. 基因组结构，人类基因组由大约3亿个碱基对组成，其中包含大约2万个基因。
这些基因分布在人类的23对染色体上，其中22对是常染色体，另外一对是性染色体。
5. 突变和遗传变异，人类基因结构容易发生突变和遗传变异，
这些突变和变异对个体的特征和疾病易感性产生重要影响。
总的来说，人类基因结构的特点包括其双螺旋结构、编码蛋白质的功能、多样性、基因组结构和突变遗传变异等方面。
这些特点影响着人类的遗传特征、进化和疾病发生。
原核生物基因组的特点
一、原核生物基因组结构的特征:1、原核生物的染色体是由一个核酸分子（DNA或RNA）组成的，DNA（RNA）呈环状或线性，而且它的染色体分子量较小。
2、功能相关的基因大多以操纵子形式出现。
如大肠杆菌的乳糖操纵子等。
操纵子是细菌的基因表达和调控的一个完整单位，包括结构基因、调控基因和被调控基因产物所识别的DNA 调控原件（启动子等）。
3、蛋白质基因通常以单拷贝的形式存在。
一般而言，为蛋白编码的核苷酸顺序是连续的，中间不被非编码顺序所打断。
4、基因组较小，只含有一个染色体，呈环状，只有一个复制起点，一个基因组就是一个复制子。
6、重复序列和不编码序列很少。
越简单的生物，其基因数目越接近用DNA 分子量所估计的基因数。
如MS 2 和λ噬菌体，它们每一个基因的平均碱基对数目大约是1300 。
如果扣除基因中的不编码功能区，如附着点attP ，复制起点、黏着末端、启动区、操纵基因等，几乎就没有不编码的序列了。
这点与真核生物明显不同，据估算，真核生物不编码序列可占基因组的90 ％以上。
这些不编码序列，其中大部分是重复序列。
在原核生物中只有嗜盐细菌、甲烷细菌和一些嗜热细菌、有柄细菌的基因组中有较多的重复序列，在一般细菌中只有rRNA 基因等少数基因有较大的重复。
9、功能密切相关的基因常高度集中，越简单的生物，集中程度越高。
例如，除已知的操纵子外，λ噬菌体7 个头部基因和11 个尾部基因都各自相互邻接。
头部和尾部基因又相邻接，又如，有关DNA 复制基因O 、P ；整合和切离基因int ，xis ；重组基因red α、red β；调控基因N 、c Ⅰ、c Ⅱ、c Ⅲ、cro 也集中在一个区域，而且和有关的结构基因又相邻近。
10 DNA绝大部分用于编码蛋白质，结构基因多为单拷贝11、结构基因中无重叠现象（一段DNA序列编码几种蛋白质多肽链）12、基因组中存在可移动的DNA序列，如转座子和质粒等二、原核生物基因组功能的特点：1、染色体不与组蛋白结合。
基因组的结构和功能
主细胞的生存不是必需的，宿主细胞丢失了质
粒依旧能够存活。
质粒所携带的遗传信息能够赋予细菌特定的
遗传性状，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。因此质
粒是基因工程的重要载体（vector）。
三、转座元件
转座元件（transposable element）/转座子 （transposon）是指能够在DNA分子内部或DNA 分子之间移动的DNA片段或基因。 它们从基因组的一个部位直接转移到另一个部 位，这个过程称为转座（transposition）。
分离出来。
人类基因组中可分离出三类卫星DNA ，共占
人类基因组的5 ~ 6%：
① 大卫星DNA（macrosatellite DNA）：
其重复单位为 5~171 bp ，主要分布于染色
体的着丝粒区。
② 小卫星DNA（minisatellite DNA）：
其重复单位为 15~70 bp ，存在于常染色体。
野野 鸟鸟 啼啼 时时 有有 思思
重叠基因（overlapping gene）即同一段DNA
片段能够以两种或两种以上的阅读方式进行阅
读，因而可编码两种或两种以上的多肽。
按重叠方式不同，可分为完全重叠和部分重叠
噬菌体×174的重叠基因
逆转录病毒
逆转录病毒是属于RNA病毒的一个大科。
所有逆转录病毒的共同特点是能够携带或编码 合成逆转录酶。
Alec J.Jeffreys和历史上第一张DNA指纹图谱
1802年的一副杰斐逊和莎莉的讽刺画像
（二）中度重复序列： 中度重复序列是指在基因组中重复数十次
至数万次的部分，其复性速度快于单拷贝
阐述真核生物基因组结构特点
真核生物是一类拥有真正的细胞核的生物。
它们的基因组结构与原核生物不同，具有以下几个特点：1.基因组大小不一：真核生物的基因组大小不一，从数百万到数十亿个碱基对不等。
这是因为真核生物的基因组中不仅包含编码蛋白质的基因，还包含其他功能基因，如调控基因、功能未知基因等。
2.基因组有组织结构：真核生物的基因组呈现出组织结构，分布在染色体上。
染色体是由DNA 和蛋白质构成的，在细胞核内进行染色体分离和细胞分裂过程中发挥重要作用。
3.基因组中含有多种基因：真核生物的基因组中含有多种基因，包括编码蛋白质的基因、调控基因、功能未知基因等。
这些基因在基因组中的分布不均匀，有的集中在染色体的某些区域，有的分布在整个基因组的各个部分。
4.基因组中含有冗余信息：真核生物的基因组中含有大量冗余信息，即同一基因的多个副本。
这是因为真核生物的基因组经常经历染色体重组，使得同一基因的多个副本分布在染色体的不同位置，从而增加了基因组的冗余度。
冗余信息在基因组的稳定性中起着重要作用，可以在基因组遭受损伤时提供替代品。
5.基因组中含有跨基因区：真核生物的基因组中含有跨基因区，即与编码蛋白质无关的DNA 序列。
这些序列可能具有调控基因表达的功能，也可能是遗传信息的载体。
跨基因区在基因组的结构和功能中发挥着重要作用。
总的来说，真核生物的基因组结构具有复杂性和多样性，与原核生物相比具有较大的差异。
这些差异决定了真核生物的生物学特征，如多倍体、染色体分离、细胞分裂、发育等。
研究真核生物的基因组结构，不仅有助于我们了解真核生物的生物学特征，还能为我们提供重要的基础知识，帮助我们解决生物学问题。
人类基因组的结构特点
人类基因组的结构特点
人类基因组的结构特点主要包括以下几个方面：
1. 基因：人类基因组由多个基因组成。
基因是DNA分子的特
定序列，包含了编码蛋白质的信息。
人类基因组中大约有
20,000到25,000个基因。
2. 基因组大小：人类基因组大小约为
3.2亿个碱基对，其中大
约2%为编码基因。
剩余98%的非编码区域包括调控元件、重
复序列等。
3. 基因的排列方式：人类基因组中的基因排列方式是非乱序的，通常在染色体上形成群组，大小不均衡。
不同染色体上的基因数量和密度也不相同。
4. 基因重复：人类基因组中存在大量的重复序列。
这些重复序列可能是基因家族的成员，其中的基因在不同的染色体上有多个拷贝。
5. 非编码DNA：人类基因组中的非编码区域占据了大部分的
基因组，这些区域包括转座子、内含子、启动子、增强子等调控元件。
6. 偏向性：人类基因组存在GC偏向性，即富含鸟嘌呤（G）
和胞嘧啶（C）碱基对。
7. 同源性：人类基因组与其他物种的基因组存在一定的同源性。
比如，人类基因组与其他哺乳动物的基因组之间有相似的基因序列。
总之，人类基因组的结构特点是复杂的，包括基因的组成、基因组大小、基因的排列方式、基因重复、非编码DNA等。
这些特点对人类基因的功能和调控起着重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5. 具有编码同工酶的不同基因。
6. 基因组编码区占50﹪左右。 7. 存在多种功能的识别区，常以反向重复序列存在。 8. 存在可移动成分。
第三章 真核生物基因组
第一节
真核生物染色体基因组
一、真核生物染色体基因组的一般特征
二、单拷贝基因
三、重复序列
四、基因家族
五、端粒和端粒酶 六、基因移动 七、果蝇基因组概述
基因转移的方式
1.细菌的接合(conjugation) 又称“细菌杂交”，是遗传物质 通过细胞间的直接接触而进行的 转移和重组。 2.细菌的转化(transformation) 受体菌直接吸收来自供体菌的 DNA片段，通过交换将其整合到 自身的基因组中，从而获得供体 菌部分遗传性状的现象。
3.转导(transduction)是以 噬菌体为媒介把细菌的基因 从一个细菌细胞转移到另一 个细菌细胞的过程。
原核生物的多顺反子
5 PPP 3
蛋白质 真核生物的单顺反子
5 mG - PPP
3
蛋白质
非编码序列 核蛋白体结合位点 编码序列 起始密码子 终止密码子
目录
三、真核生物基因组的重复序列
(一) 高度重复序列(重复次数：>1O5) (二) 中度重复序列(重复次数： 1O －1O5)
一、真核生物染色体基因组的一般特征
1. 基因组庞大
2. 线状双链DNA和二倍体
3. 非编码区远多于编码区 4. 断裂基因（split gene） 5. 存在大量重复序列
二、单拷贝基因
单拷贝基因：基因组中仅出现一次的基因
特点：
（一）单顺反子
（二）断裂基因：内含子（intron），外显子（e构成一个基
因的表达单位.
• 乳糖操纵子 • 阿拉伯糖操纵子 • 色氨酸操纵子
乳糖操纵子(lac operon)的结构
调控区 DNA 结构基因
P
O
操纵序列
Z
Y
A
Z： β-半乳糖苷酶 Y： 透酶 A：乙酰基转移酶
启动序列
CAP结合位点
原核生物的多顺反子
5 PPP 3
类核结构由中央和外围组成
原核生物类核结构示意图
原核生物的类核结构
类核（nucleoid) 原核生物基因组DNA位于细胞的中央区， 与支架蛋白和RNA结合在一起，以复合体的形 式存在，经高度盘旋聚集形成一个较为致密的 区域，称为类核。
2. 广泛存在操纵子结构
指数个功能上相关的基因串联在一起,连同上游
蛋白质 真核生物的单顺反子
5 mG - PPP
3
蛋白质
非编码序列 核蛋白体结合位点 编码序列 起始密码子 终止密码子
目录
3. 原核生物的结构基因.
多数为单拷贝基因 基因是连续的,无内含子 基因组中重复序列很少 编码区在基因组中的比例 50％ >> << 真核基因组 病毒基因组
4. 编码序列一般不重叠.
1. 插入序列(insertion sequence，IS):
750~2500 bp
两端反向重复序列，与插入有关
中心序列有转座酶基因
2. 转座子( transposon，Tn ):
2000~25000 bp
两端为IS
中心序列有与转座无关基因 如：毒素基因、耐药基因等
转 座
大多数基因在基因组内的位置是固定的， 有些基因可以从一个位置移动到另一位置。 由插入序列和转座子介导的基因移位或 重排称为转座(transposition)。
将任何类型DNA转移至真核细胞内的过程均可叫 转染。
原核生物基因组的结构特征
1. 基因组DNA分子量较小 2.64×109Da位于细胞中央， 形 成一个致密的区域，称为类核(nucleoid) 。 2. 存在操纵子(operon)结构。 3. 结构基因是单拷贝，连续排列没有内含子成分。 4. 编码顺序一般不重叠。
8.具有可移动DNA序列
插入序列、转座子、质粒
质粒的概念
质粒(plasmid)
是细菌细胞染色体以外 的能独立复制并能稳定 遗传的共价闭合环状 DNA分子（covalently closed circular DNA， cccDNA) 。
原核生物的转座因子
★转座子的分类 1.插入序列(insertion sequence，IS) 组成: 700-2000bp 一个转位酶基因 两侧的反向重复序列 2.转座子(transposon，Tn) 组成: 4500-20000bp 转座酶基因 抗性基因 3.Mu噬菌体 具有转座功能的温和性噬菌体。 能整合到宿主基因组内引起突变。
例：溶菌时，裂解的DNA片段被另一细菌摄取。
3. 转导
当病毒从被感染的（供体）细胞释放出来、 再次感染另一（供体）细胞时，发生在供体细胞
与受体细胞之间的DNA转移及基因重组即为转导
作用(transduction)。
*转染（transfection）
转染是转化的一种特殊形式。 由transformation （转化）和 infection（感染）两词构成。 通过感染方式将外来DNA引入宿主细胞，并导致 宿主细胞遗传性状改变的过程称为转染。
4.转座(transposition)指遗 传物质被转移的现象。
1. 接合
当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接触时， 质粒 DNA 从一个细胞（细菌）转移至另一细胞 （细菌）的DNA转移称为接合(conjugation)。
可接合质粒如 F 因子(F factor)
2. 转化
通过自动获取或人为地供给外源 DNA ， 使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型， 称为转化 (transformation)。
噬菌体ΦΧ174基因组示意图
基因重叠 (gene overlapping) 指基因组DNA中某些序列被两个或两个以 上的基因所共用。这些基因序列之间互相有重 叠，所以称基因重叠（也称重叠基因）。
5. 具有编码同工酶的不同基因
6. GC含量差异大
7.非编码区内主要是一些调控序列
复制、转录起始区 复制、转录终止区
基因组的特征
1. 原核生物基因组
2. 真核生物基因组
3. 病毒基因组
第二章
原核生物基因组
第一节
原核生物基因组的一般特征
1. 原核生物的基因组为DNA分子 较小，在106-107之间 通常为一条环状双链DNA分子 只有一个复制起始点. 基因组DNA与支架蛋白和RNA结合，形成类核.
大肠杆菌类核结构照片图