原核生物的基因组成

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原核生物基因组和真核生物基因组比较区别

原核生物基因组和真核生物基因组比较区别

原核生物基因组和真核生物基因组的区别:1、真核生物基因组指一个物种的单倍体染色体组(1n)所含有的一整套基因。

还包括叶绿体、线粒体的基因组。

原核生物一般只有一个环状的DNA分子,其上所含有的基因为一个基因组。

2、原核生物的染色体分子量较小,基因组含有大量单一顺序(unique-sequences),DNA仅有少量的重复顺序和基因。

真核生物基因组存在大量的非编码序列。

包括:.内含子和外显子、.基因家族和假基因、重复DNA序列。

真核生物的基因组的重复顺序不但大量,而且存在复杂谱系。

3、原核生物的细胞中除了主染色体以外,还含有各种质粒和转座因子。

质粒常为双链环状DNA,可独立复制,有的既可以游离于细胞质中,也可以整合到染色体上。

转座因子一般都是整合在基因组中。

真核生物除了核染色体以外,还存在细胞器DNA,如线粒体和叶绿体的DNA,为双链环状,可自主复制。

有的真核细胞中也存在质粒,如酵母和植物。

4、原核生物的DNA位于细胞的中央,称为类核(nucleoid)。

真核生物有细胞核,DNA序列压缩为染色体存在于细胞核中。

5、真核基因组都是由DNA序列组成,原核基因组还有可能由RNA组成,如RNA病毒。

原核生物和真核生物区别(从细胞结构、基因组结构和遗传过程分析)主要差别由真核细胞构成的生物。

包括原生生物界、真菌界、植物界和动物界。

真核细胞与原核细胞的主要区别是:【从细胞结构】1.真核细胞具有由染色体、核仁、核液、双层核膜等构成的细胞核;原核细胞无核膜、核仁,故无真正的细胞核,仅有由核酸集中组成的拟核2.真核细胞有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡等细胞器,原核细胞没有。

真核细胞有发达的微管系统,其鞭毛(纤毛)、中心粒、纺锤体等都与微管有关,原核生物则否。

3.真核细胞有由肌动、肌球蛋白等构成的微纤维系统,后者与胞质环流、吞噬作用等密切相关;而原核生物却没有这种系统,因而也没有胞质环流和吞噬作用。

真核细胞的核糖体为80S型,原核生物的为70S型,两者在化学组成和形态结构上都有明显的区别。

原核细胞的基因结构

原核细胞的基因结构
目的基因的mRNA
单链DNA
1
2
3
6
5
4
DNA聚合酶反转录酶③基因组和部分基因组(cDNA)比较
怎样从基因中得到我们所需的目的基因呢?依据:目的基因的有关信息。 如:根据基因的核苷酸序列 基因的功能 基因在染色体上的位置 基因的转录产物mRNA 基因翻译产物蛋白质等特性从基因中得到目的基因的方法基因
基因组部分基因 (如:cDNA)(1).基录成的信使RNA为模板,反转录成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成双链DNA,从而获得所需的基因。
终止子:位于基因的尾端的一段特殊的DNA片断,能终止mRNA的转录
标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将有目的基因的细胞筛选出来
载体与表达载体的区别:二者都有标记基因和复制原点两部分DNA片段。表达载体在载体基础上增加了目的基因、启动子、终止子三部分结构
01
用到的工具酶:既用到限制酶切割载体,又用到DNA连接酶将目的基因和载体拼接,两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键
练习1:(2008理综山东卷)为扩大可耕地面积,增加粮食产量,黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。 (2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和 法。 (3)由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 技术,该技术的核心是 和 。 (4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功,既要用放射性同位素标记的 作探针进行分子杂交检测,又要用 方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。
C
练习
2)不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制 ( ) B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNA
D
练习

原核生物与真核生物的基因结构

原核生物与真核生物的基因结构

①使目的基因在受体细胞中稳定存在并
遗传给子代。
②同时使目的基因能表达和发挥作用。
IMN
2. 一个表达载体组成:
复制原点+目的基因+启动子+终止子+标记基因
(1)启动子:是一段有特殊结构的______,位于基因的_____,是 ________识别和结合的部位,能驱动基因转录出____,最终获得所 需的______。 (2)终止子:也是一段有特殊结构的_____ ,位于基因的______。 (3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中________,从而将 含有_______的细胞筛选出来。常用的标记基因是___________。 (4)复制原点:复制的起点
相同 点
原则 条件
碱基互补配对 模板、原料(dCTP、dATP、dGTP、dTTP)、能量、酶、引物等
解旋方 式
氢键在高温下断 裂,双链全部解

解旋酶催化氢键逐步断裂
场所
体外
主要在细胞核中
不同 点
引物 酶
DNA
热稳定DNA聚合酶
(Taq酶)
RNA 解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等
结果
在短时间内形成 大量的DNA片段
一、原核生物与真核生物的基因结构
1、原核生物基因结构
非编码区
编码区
非编码区
…A‥………ATGTGCACGTAGTTA………‥G… …T‥启…动…子 …TACACGTGCATCAAT……终…止子‥C…
编码区上游
编码蛋白质
编码区下游
调控遗传信息的表达 (调控程序)
(1)编码区和非编码区
能编码蛋白质的区段叫做编码区; 不能编码蛋白质的区段叫做非编码区, 在非编码区上有调控遗传信息表达的核苷酸序列

基因工程复习资料

基因工程复习资料

基因工程复习资料第一章核酸的制备1.主要步骤:分、切、接、转、筛、表2.基因工程的概念:基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。

第二章基因工程工具酶1.生物催化剂:核酶、抗体酶、模拟酶。

2.限制性内切核酸酶:定义:限制性内切核酸酶是一类能识别双链DNA中特殊核苷酸序列(识别序列),并在识别序列上使每条链的一个磷酸二酯键断开的内脱氧核糖核酸酶。

命名:限制性内切核酸酶一般是以第一次提取到这类酶的生物的属名的第一个字母和种名的第一、第二个字母命名的,有的在后面还加菌株(型)代号中的一个字母。

如果从同一种生物中先后提取到多种限制性内切核酸酶,则依次用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示。

并且名称的前三个字母须用斜体,第一个字母用大写。

3.DNA连接酶:定义:DNA连接酶也称DNA黏合酶,在分子生物学中扮演一个既特殊又关键的角色,那就是连接DNA链3‘-OH末端和,另一DNA链的5’-P末端,使二者生成磷酸二酯键,从而把两段相邻的DNA链连成完整的链的一种酶。

种类:大肠杆菌DNA连接酶、T4DNA连接酶、TscDNA连接酶、真核生物细胞发现的连接酶,如酶Ⅰ、酶Ⅱ、酶Ⅲ等多种类型。

4.DNA片段的连接方法:①具互补黏性末端DNA片段之间的连接:可用E?coli DNA连接酶,也可用T4 DNA连接酶。

②具平末端DNA片段之间的连接:只能用T4 DNA连接酶,并且必须增加酶的用量。

③DNA片段末端修饰后进行连接:DNA片段末端同聚物加尾后进行连接,可按互补粘性末端片段之间的连接方法进行连接;粘性末端修饰成平末端后进行连接;DNA片段5′端脱磷酸化后进行连接;DNA片段加连杆或衔接头后连接。

5.DNA聚合酶:①定义:DNA聚合酶是指以DNA单链为模板,以4种脱氧核苷酸为底物,催化合成一条与模板链序列互补的DNA新链的酶。

原核生物和真核生物 基因组的差别

原核生物和真核生物 基因组的差别

真核生物基因表达调控
• 断裂基因:真核生物无操纵子,基因是不连续的,同 一基因的编码序列被数量不等的非编码序列间隔 隔成多个较小的片段。 • 编码蛋白的片段叫外显子(exon),非编码蛋白的片 段叫内含子(intron)。基因组中不编码的区域多于 编码区域,因此真核基因被称为断裂基因。内含子 虽然不被翻译,但特定的核苷酸序列对RNA的精确 剪接加工是不可缺少的。 • 如已经发现血红蛋白α链的内含子突变会引起剪 接差错,使合成α链结构异常而导致地中海贫血症。
原核生物DNA结构特点
大多数为双螺旋结构,少数以单链形式存在, 核苷酸大多数为环状,少数为线状·有些细菌 有染色体外遗传因子,即质粒DNA。
真核生物基因组
真核生物的遗传物质集中在细胞核中,并与 某些特殊的蛋白质组成核蛋白,形成一种致 密的染色体结构。且染色体数量多,结构复 杂。由几个或几十个更多的双链DNA分子 组成。 基因组大,结构复杂,DNA有多个复制起 点,每个基因组中含有数万个基因。
原核生物的基因表达调控
• 原核生物不同于真核生物的基因结构,存在 转录单元,即操纵子·原核生物的转录受操纵 子控制,任何开启和关闭操纵子的因素都会 影响基因的转录,从而控制基因的表达。
操纵子
• 定义:基因表达的一个协调单位,包括在功能上 相关的几个结构基因和由启动子和操纵基因组成 的控制部位。 • 原核生物基因组中,功能相关的基因常丛集在基因 组的一个或几个特定部位,形成一个功能单位或转 录单元,其活性受到同步调控,它们可被转录为多个 mRNA分子,叫多顺反子。操纵子是最具典型的模 式, • 如大肠杆菌中含2584个已知和推知的操纵子。
核小体
真核生物存在以核小体为单位的染色质结 构,染色质的基本结构是核小体。 核小体是双螺旋DNA以左手螺旋绕在4对组 蛋白H2A,H2B, H3, H4所组成的八聚体核 心外1.75周,形成的结构。并与组蛋白H1构 成的连接区相连起来形成串珠样结构。

原核生物基因

原核生物基因

原核生物基因一、引言基因是生物体的基本遗传单位,负责编码生命活动所需的蛋白质。

原核生物是指没有核膜的一类生物,主要包括细菌、支原体、衣原体和蓝藻等。

原核生物基因的研究对于理解生命本质、探索生物进化、开发新的生物技术等方面都具有重要意义。

本文将重点介绍原核生物基因的结构、表达调控、多样性以及其他生物基因的对比等方面的内容。

二、原核生物基因结构原核生物基因通常由编码区和非编码区组成。

编码区负责编码蛋白质,由一系列连续的核苷酸组成,按照三联体密码子的方式编码氨基酸。

非编码区则是一些调控序列,如启动子、终止子等,它们参与基因的表达调控。

原核生物基因的结构相对简单,但它们却具有一些特殊的结构特征,如重叠基因、多顺反子等,这些特征与真核生物基因存在显著差异。

三、原核生物基因表达调控原核生物基因的表达调控主要涉及转录和翻译两个过程。

转录是指将DNA 中的信息转录为RNA的过程,而翻译则是将RNA中的信息翻译成蛋白质的过程。

原核生物基因的转录调控主要包括对转录起始、延伸和终止等过程的调控,而翻译调控则主要涉及对翻译起始、延伸和终止等过程的调控。

此外,原核生物基因的表达还受到环境因素的调节,如温度、pH值、营养物质等。

这些调控机制使得原核生物能够快速适应环境变化,维持生命活动。

四、原核生物基因的多样性原核生物基因具有丰富的多样性,这与其独特的进化历程和适应环境变化的能力密切相关。

原核生物基因的多样性主要体现在以下几个方面:1.物种多样性:原核生物包括许多不同的物种,如细菌、支原体、衣原体和蓝藻等,它们具有各自独特的基因组和遗传特征。

2.基因重组与变异:原核生物基因组中的基因可以通过重组和变异等方式产生遗传变异,这有助于它们适应不断变化的环境条件。

3.适应性进化:某些原核生物在特定的环境条件下能够发生适应性进化,产生新的基因和蛋白质,从而更好地适应环境变化。

4.共生与互作:某些原核生物之间存在共生或互作关系,这种关系有助于它们在特定环境下的生存和繁衍。

原核基因表达调控特点

原核基因表达调控特点

原核基因表达调控特点原核生物是指没有真核细胞核的生物,包括细菌和古细菌。

原核生物的基因表达调控具有以下特点:1. 基因结构简单:原核生物的基因通常由一个连续的DNA片段组成,没有内含子和外显子的区别。

这种简单的基因结构使得原核生物的基因表达调控更为直接和高效。

2. 没有转录因子:转录因子是对基因表达起调控作用的蛋白质,通过结合到DNA上的特定序列来激活或抑制转录过程。

然而,在原核生物中,没有类似的转录因子存在。

原核生物的基因表达调控主要通过DNA序列上的启动子和终止子来实现。

3. 启动子和终止子:在原核生物的基因中,启动子是位于转录起始位点上游的DNA序列,终止子是位于转录终止位点下游的DNA序列。

启动子和终止子的序列特点会直接影响基因的转录活性。

例如,启动子上的TATA盒序列通常是原核生物中的转录起始位点,终止子上的rho独立终止序列可以使转录过程自动终止。

这些序列的存在和特点决定了基因的表达水平和调控方式。

4. 负反馈调控:原核生物的基因表达调控中普遍存在负反馈调控机制。

负反馈调控是指基因产物通过结合到自己的启动子或调控区域上,从而抑制自身的转录活性。

这种调控机制可以使得基因的表达水平保持在一定的稳态,并且对外界环境的变化具有一定的适应性。

5. 调控网络简单:与真核生物相比,原核生物的基因调控网络更为简单。

原核生物中的基因调控主要是单个基因与单个调控元件的相互作用,这种简单的调控网络可以使得基因表达的调控更为精确和高效。

6. 高度节约:原核生物的基因表达调控过程非常节约能量和资源。

由于原核生物基因的结构简单,基因表达调控的过程也相对简单,不需要大量的转录因子和调控蛋白的参与,节约了细胞的能量和物质消耗。

原核生物的基因表达调控具有基因结构简单、没有转录因子、启动子和终止子的作用、负反馈调控、调控网络简单和高度节约等特点。

这些特点使得原核生物能够在复杂的环境中快速适应和响应,保证基因表达的高效和精确。

原核生物基因组

原核生物基因组
含抗性基因。
第26页,幻灯片共43页
第27页,幻灯片共43页

Col质粒(Col plasmid)
又称大肠杆菌素因子
▪ 大肠杆菌中发现,含编码大肠杆菌素的基因
▪ 大肠杆菌素是由E.coli的某些菌株所分泌的细菌素
,能通过抑制复制、转录、转译或能量代谢等而专一 地杀死其它肠道细菌。
▪ 凡带Col因子的菌株,由于质粒本身编码一种免 疫蛋白,从而对大肠杆菌素有免疫作用,不受其 伤害。
复制所必需的。 ▪如果质粒DNA的大部分区域被去掉,而只保留质粒的ori序列,而
且质粒是环状的,则质粒仍然能进行复制。分子克隆中利用质 粒载体的结构基础。
第38页,幻灯片共43页
质粒的复制型
▪ θ型复制(主) ¡单向复制
¡双向复制
▪ 滚环复制
第39页,幻灯片共43页
(四)质粒的标记
▪选择标记:用于鉴别目标 DNA(载体)的存在
▪复制的方向性 ▪复制的终止
▪复制起始 ▪复制型
第37页,幻灯片共43页
▪复制起点(ori)是一段特定的DNA序列,长约几百碱基对
,在其相关的调控元件中含有由质粒或宿主染色体编码的、参与DNA
合成起始调控因子的结合位点。
▪在大多数质粒中,与复制有关的蛋白质基因位于它们的作用
位点——ori序列附近,因此ori位点周围的小范围DNA是质粒
关于原核生物基因组
第1页,幻灯片共43页
原核生物的概念
什么是原核生物(prokaryote)?
细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体、
放线菌和蓝绿藻等原始生物的总称,是最简单的细
胞生物体。
第2页,幻灯片共43页
§(一)原核生物基因组的特征
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【例2】由200个氨基酸组成的一种蛋白质,决定其结构的基因( )
A 在原核生物中较长
B 在真核生物中较长
C 在原核生物和真核生物中一样长 D 基因长度不依赖于原核或真核细胞的结构状态
【答案】B
【解析】真核细胞中的结构基因是由内含子和外显子组成,在转录时,需把内含 子转录部分剪切掉,把外显子转录部分拼接起来,而原核生物的结构基因没有内 含子。
能力、思维、方法 全品高考复习方案
【例1】真核生物编码蛋白质的基因经转录产生有功能的成熟的信使RNA的过程
是( )
A 转录后直接产生的信使RNA
B 将内含子转录部分剪掉,外显子转录部分拼接而成 C 将外显子转录部分剪掉,内含子转录部分拼接而成
【答案】B
D 三种都有
【解析】外显子是能够编码蛋白质的部分,内含子是不能编码蛋白质的部分。
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4 下列关于真核细胞基因结构的叙述中,正确的是( D )
A 真核细胞的基因仅由外显子和内含子组成
B 真核细胞的基因区段都具转录功能
C 真核细胞的基因能编码蛋白质的区段叫做内含子
D 真核细胞基因结构的主要特点是编码区是间隔的、不连续的
5 人的血红蛋白中,有一种叫做β—株蛋白,它的基因有1700个碱基对,其中有
题干中并未明确是原核细胞的基因,还是真核细胞的基因,实际要考查的就是原 核细胞同真核细胞基因结构的共同点,选项中B、C、D均不是原核细胞同真核细 胞基因结构的共同点,应选A。
【错解分析】解答此类题目易出现的障碍:不能准确掌握基础知识。 排除障碍的方法是: ①准确掌握基础知识。 ②运用比较的方法,在同中求异、在异中白质编码基因
D 起调控作用的基因
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二、简答题 1 原核细胞的基因由成百上千个核苷酸组成。在基因表达过程中,能转录为相应的信使 RNA,进而指导蛋白质合成的区段,叫做编码区,而不能编码蛋白质的区段叫做非编码区 。 2 真核细胞基因结构比较复杂,能够编码蛋白质的核苷酸序列被不能编码蛋白质的核苷 酸序列分隔开来,而成为一种不连续形式。
外显子3个,内含子2个,能编码146个氨基酸。那么,外显子内的碱基对占整个
基因碱基总数的比例是( A )
A 26%
B 30%
C 42%
D 56%
6 在人类基因组计划的研究中,科学家认为:人类基因组全部DNA约有32亿个
碱基对,而估计基因的碱基对数目约占全部碱基的10%,这里所说的基因是指
( C) A 编码区与非编码区
不能编码蛋白 质的区域,调 控遗传信息的 表达
启动子 终止子
位置 功能 位置 功能
编码区上游紧靠着转录起点
引导RNA聚合酶与基因的正确 部位结合
编码区下游紧靠着转录的终点 的位置
阻碍RNA聚合酶的移动,并使 其从DNA模板链上脱离下来
课前热身
全品高考复习方案
一、选择题
1 原核细胞的基因结构是由( B ) A 外显子和内含子组成的 B 编码区段和非编码区段组成的 C 编码基因和非编码基因组成 D RNA聚合酶、编码区和非编码区组成 2 下列有关非编码区的叙述中,不正确的是( A ) A 非编码区转录时不起作用 B 非编码区不能编码蛋白质 C 非编码区下游有RNA聚合酶结合位点 D 非编码区由编码区上游和下游的DNA序列组成 3 RNA聚合酶的作用是( C ) A 控制RNA的合成 B 与特定蛋白质结合构成转录场所 C 催化DNA转录形成信使RNA D 沿DNA分子移动催化DNA合成
引导RNA聚合酶与基因的正确 部位结合
位置 功能
编码区下游紧靠着转录的终点 的位置
阻碍RNA聚合酶的移动,并使 其从DNA模板链上脱离下来
要点、疑点、难点 全品高考复习方案
编码区
2 真核细胞的基因结构
间隔的、不连续的
外显子
内含子
编码区中能够编码蛋白质的 序列
编码区中不能够编码蛋白质 的序列
非编 码区
能力、思维、方法 全品高考复习方案
【例3】基因是由( ) A 编码区和非编码区两部分组成 B 外显子和内含子两部分组成 C RNA聚合酶结合位点、外显子、内含子组成 D RNA聚合酶结合位点、外显子组成
【答案】A
【解析】此题考查的是基因结构的知识。解答此类题目须从以下三方面分析:① 明确原核细胞的基因结构,②明确真核细胞的基因结构,③明确原核细胞和真核 细胞基因结构的共同点。
延伸、拓展
全品高考复习方案
【例4】人的一种凝血因子基因,有186000个碱基对,能够编码2552个氨基酸, ①试计算,凝血因子基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例?② 从此比例中可以得出什么结论?
【答案】①4%②在真核细胞中,编码序列所占比例很小,调控序列所占比例较 大,说明了真核细胞基因结构及功能的复杂性。
【解析】此题涉及到真核细胞的基因结构和基因表达的知识。解答此类题目须从 以 下 三 方 面 分 析 : ① mRNA 上 的 三 个 相 邻 碱 基 ( 密 码 子 ) 决 定 一 个 氨 基 酸 , ② mRNA是由DNA(基因)的一条链为模板转录来的,③通过计算,只能计算出基因 中编码区的外显子所含核苷酸数目,而非编码区和内含子中的核苷酸数目是计算 不出来的。 根据题意:mRNA上的碱基数为2552×3=7656,基因中的核苷酸数为7656×2= 15312个,即为7656对,外显子中碱基对所占的比例就为7656/186000×100%= 4%。凝血因子基因中有186000个碱基对,而编码蛋白质的却仅占4%,说明调控 序列所占的比例较大,反映出真核细胞基因结构和功能的复杂性。
3 人类基因组计划工作的主要内容是:绘制遗传图、物理图、序列图和转录图等四张图 。 4 2000年6月26日,美、英、法、德、日和我国科学家共同宣布:人类基因组草图的绘制 已经完成。 5 人类基因组计划的研究有深远的意义,其中在医学上的意义是利于多种疾病的诊断和 治疗,特别是遗传病的诊治。 6 我国能参加人类基因组计划研究有什么意义?在生物基因组研究方面目前已取得哪些进 展。 我国地域辽阔,民族众多(56个),在这些群体中,有较多的隔离度高的大家系,以及丰富 的遗传病家系病例,为人类基因组多样性研究提供丰富的材料和资源。 目前除参与人类基因组计划研究,承担1%的测序工作外,还开展水稻基因组序列研究及 中华民族基因组若干位点基因结构的研究,并已取得具有国际先进水平的成果。
全品高考复习方案
第十一课 遗传和基因工程
第二课时
基因的结构
要点、疑点、难点
1 原核细胞的基因结构
全品高考复习方案
编码区
能够转录为相应的信使RNA,进而指导蛋白质的合成,也就 是说能够编码蛋白质的区段
非编 码区
不能编码蛋白 质的区域,调 控遗传信息的 表达
启动子 终止子
位置 功能
编码区上游紧靠着转录起点
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