原核和真核生物的遗传机制
微信课件原核细胞和真核细胞基因结构的区别
基因结构的区别
真核细胞基因结构示意图
一 基因结是间隔的， 不连续的。有外显子和内含子之分。
二 真核生物基因表达的调控
• 信使RNA的加工：
编码区上游 编码区下游
转录
初级转录物
加工
真核生物基因转录后 的剪切、拼接和转移等过程， 剪切内含子转录部分 都需要有调控序列的调控， 拼接外显子转录部分 这是真核生物所特有的。
真核细胞
2、如果由真核细胞和原核细胞的一个 等长的基因指导蛋白质的合成，谁指导 的蛋白质所含的氨基酸数目多？
原核细胞
身天 不才 懈意 的味 努着 力终 ！
成熟的信使RNA
二 真核生物基因表达的调控
• 真核生物基因表达调控过程与原核生物有 何不同之处？ 不同①：
真核生物中编码蛋白质的基因通常是 间断的、不连续的，由于转录时内含子和 外显子是一起转录的，因而转录产生的信 使RNA必须经加工，将内含子转录部分剪 切掉，将外显子转录部分拼接起来，才能 成为成熟的RNA。
二 真核生物基因表达的调控
• 真核生物基因表达调控过程与原核生物有 何不同之处？ 不同②： 真核生物由于有细胞核，核膜将核质 与细胞质分隔开，因此，转录在细胞核中 进行，翻译在细胞质中进行。可见其转录 和翻译具有时间和空间上的分隔。
初试牛刀
1、如果由真核细胞和原核细胞的基因 指导同一个蛋白质的合成，谁的基因 结构长一些？
原核基因表达和真核基因表达的异同点
原核基因表达和真核基因表达的异同点示例文章篇一：《原核基因表达和真核基因表达的异同点》嗨，小伙伴们！今天咱们来聊聊特别神奇的事儿，那就是原核基因表达和真核基因表达。
这就像是两个不同的小世界有着各自独特的运转方式呢。
先说说原核生物吧。
原核生物的细胞结构比较简单，没有像真核生物那样有细胞核之类复杂的结构。
原核基因表达就像是在一个小作坊里工作。
原核生物的基因通常是连续的，没有那些多余的间隔。
比如说，基因转录的时候，就直接按照顺序来，就像一条生产线上，一个环节接着一个环节，很少有什么阻碍。
而且原核生物转录和翻译是几乎同时进行的呢。
这就好比在小作坊里，一边生产原材料，一边就直接组装产品了。
我就想啊，这多有效率啊！原核生物的基因表达调控也相对简单一些。
就像是小作坊里的管理规则，没有那么多条条框框。
比如说，操纵子就是原核生物基因表达调控的一个重要方式。
它就像一个小团队，大家协同工作，根据环境的变化，比如说有营养物质多了或者少了，这个小团队就做出反应，让基因表达多一点或者少一点。
那真核生物呢？真核生物可就复杂多啦，就像一个超级大工厂。
真核生物的基因有内含子和外显子之分。
这就像是大工厂里的生产流程，有些是核心步骤（外显子），有些是辅助步骤或者准备步骤（内含子）。
在基因转录的时候，先把所有的都转录出来，然后再把内含子去掉，只留下外显子拼接起来，这多麻烦啊！真核生物的转录和翻译可不像原核生物那样同步。
转录是在细胞核里进行的，就像在一个专门的办公室里准备生产计划。
而翻译呢，要到细胞质里进行，就像到生产车间去实施计划。
真核生物的基因表达调控那更是复杂得很。
它有好多层次的调控呢。
从染色质的结构变化开始，就像大工厂里的整体布局调整，到转录因子的调控，就像不同部门的主管下达指令，再到转录后的调控，就像生产后的质量检查和调整。
那它们有什么相同点呢？不管是原核生物还是真核生物，基因表达的最终目的都是为了合成蛋白质啊。
这就像是不管是小作坊还是大工厂，都是为了生产出产品。
6原核、真核生物基因组
2.1 在原核生物基因组中，基因是如何组织的 在原核生物基因组中，
• 原核生物基因组具有 紧密的基因编排，基因间几 原核生物基因组具有紧密的基因编排， 紧密的基因编排 乎没有间隔，因此利用ORF扫描来定位基因相对 乎没有间隔，因此利用 扫描来定位基因相对 容易。 容易。 • 在已测序的大肠杆菌的基因组中也存在非编码 DNA，但只占 ，但只占11%，以小片段的形式分布于整个 ， 小片段的形式分布于整个 基因组，基因组几乎不存在其它被浪费的空间。 基因组，基因组几乎不存在其它被浪费的空间。
1. 原核生物基因组的物理特征
1.1 原核生物的染色体
A. 有关原核生物基因组的传统观点 • 在典型的原核生物中 ， 基因组包含于单一的环状 在典型的原核生物中， DNA分子中，这个分子位于拟核中。 分子中， 拟核中 分子中 这个分子位于拟核 • 原核生物细胞具有原始的核，没有核膜 ，更没有核 原核生物细胞具有原始的核， 没有核膜， 细胞具有原始的核 结构简单， 仁 ，结构简单 ，为了与真核细胞中典型的细胞核有 所别，称为拟核 所区别，称为拟核 (nucleoid)。 。
1.1 原核生物的染色体
A. 有关原核生物基因组的传统观点 • 和真核生物基因组一样 ， 原核生物基因组也必须 和真核生物基因组一样， 压缩到一个相对微小的体积，也需要在DNA结合 压缩到一个相对微小的体积 ， 也需要在 结合 蛋白的帮助下， 以一定的有序形式包装 起来（ 包装起来 蛋白的帮助下 ， 以一定的有序形式 包装 起来 （ 大 肠杆菌环状染色体总长1.6 mm，而大肠杆菌细胞 肠杆菌环状染色体总长 ， 只有1x2 µm）。 只有 ） • 目前已知的有关拟核中 目前已知的有关拟核中DNA组织排布情况大多来 组织排布情况大多来 自于对大肠杆菌的研究。 在大肠杆菌基因组中， 自于对大肠杆菌的研究 。 在大肠杆菌基因组中 ， 环状DNA分子是以超螺旋形式存在于细胞中的。 分子是以超螺旋形式存在于细胞中的。 环状 分子是以超螺旋形式存在于细胞中的
为什么原核生物是单拷贝基因,而真核是多拷贝？
为什么原核生物是单拷贝基因,而真核是多拷贝？（1）真核基因组比原核基因组大得多,大肠杆菌基因组约4×106bp,哺乳类基因组在109bp数量级,比细菌大千倍；大肠杆菌约有4000个基因,人则约有10万个基因.（2）真核生物主要的遗传物质与组蛋白等构成染色质,被包裹在核膜内,核外还有遗传成分(如线粒体DNA等),这就增加了基因表达调控的层次和复杂性.（3）原核生物的基因组基本上是单倍体,而真核基因组是二倍体.（4）如前所述,细菌多数基因按功能相关成串排列,组成操纵元的基因表达调控的单元,共同开启或关闭,转录出多顺反子(polycistron)的mRNA；真核生物则是一个结构基因转录生成一条mRNA,即mRNA 是单顺反子(monocistron),基本上没有操纵元的结构,而真核细胞的许多活性蛋白是由相同和不同的多肽形成的亚基构成的,这就涉及到多个基因协调表达的问题,真核生物基因协调表达要比原核生物复杂得多.（5）原核基因组的大部分序列都为基因编码,而核酸杂交等实验表明：哺乳类基因组中仅约10%的序列为蛋白质、rRNA、tRNA等编码,其余约90%的序列功能至今还不清楚.（6）原核生物的基因为蛋白质编码的序列绝大多数是连续的,而真核生物为蛋白质编码的基因绝大多数是不连续的,即有外显子(exon)和内含子(intron),转录后需经剪接(splicing)去除内含子,才能翻译获得完整的蛋白质,这就增加了基因表达调控的环节.（7）原核基因组中除rRNA、tRNA基因有多个拷贝外,重复序列不多.哺乳动物基因组中则存在大量重复序列(repetitive sequences).用复性动力学等实验表明有三类重复序列：①高度重复序列(highly repetitive sequences),这类序列一般较短,长10－300bp,在哺乳类基因组中重复106次左右,占基因组DNA 序列总量的10－60%,人的基因组中这类序列约占20%,功能还不明了.②中度重复序列(moderately repetitive sequences),这类序列多数长100－500bp,重复101－105次,占基因组10-40%.例如哺乳类中含量最多的一种称为Alu的序列,长约300bp,在哺乳类不同种属间相似,在基因组中重复3-×105次,在人的基因组中约占7%,功能也还不很清楚.在人的基因组中18S/28SrRNA基因重复280次,5SrRNA基因重复2000次,tRNA基因重复1300次,5种组蛋白的基因串连成簇重复30-40次,这些基因都可归入中度重复序列范围.③单拷贝序列(single copy sequences).这类序列基本上不重复,占哺乳类基因组的50-80%,在人基因组中约占65%.绝大多数真核生物为蛋白质编码的基因在单倍体基因组中都不重复,是单拷贝的基因.从上述可见真核基因组比原核基因组复杂得多,至今人类对真核基因组的认识还很有限,使现在国际上制订的人基因组研究计划(human gene project)完成,绘出人全部基因的染色体定位图,测出人基因组109bp全部DNA序列后,要搞清楚人全部基因的功能及其相互关系,特别是要明了基因表达调控的全部规律,还需要经历很长期艰巨的研究过程.。
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。
原核生物与真核生物DNA复制过程及异同点
原核生物与真核生物DNA复制共同的特点:1底物成分：亲代DNA分子为模板，四种脱氧三磷酸核苷（dNTP）为底物，多种酶及蛋白质：DNA拓扑异构酶、DNA解链酶、单链结合蛋白、引物酶、DNA 聚合酶、RNA酶以及DNA连接酶等；2过程：分为起始、延伸、终止三个过程；3聚合方向：5'T3'；4化学键：3'，5'磷酸二酯键；5遵从碱基互补配对规律；6一般为双向复制、半保留复制、半不连续复制。
原核生物与真核生物DNA复制不同的特点：1真核生物为线性DNA，具有多个复制起始位点，形成多个复制叉，DNA聚合酶的移动速度较原核生物慢。
，具有单一复制起始位点。
2真核生物DNA复制只发生在细胞周期的S期，一次复制开始后在完成前不再进行复制，原核生物多重复制同时进行。
3真核生物复制子大小不一且并不同步。
4原核生物有9-mer和13-mer的重复序列构成的复制起始位点，而真核生物的复制起始位点无固定形式。
5真核生物有五种DNA聚合酶，需要Mg+。
主要复制酶为DNA聚合酶8（£），引物由DNA聚合酶a合成。
原核生物只有三种，主要复制酶为DNA聚合酶III。
6真核生物末端靠端粒酶补齐，而原核生物以多联体的形式补齐。
7真核生物冈崎片段间的RNA引物由核酸外切酶MF1去除，而原核生物冈崎片段由DNA聚合酶I去除。
8真核生物DNA聚合酶Y负责线粒体DNA合成。
9真核生物DNA聚合酶8的高前进能力来自于RF-C蛋白与PCNA蛋白的互相作用。
原核生物DNA聚合酶III的前进能力来自与Y复合体（夹钳装载机）与B 亚基二聚体（B夹钳）的'相互作用。
10原核生物的聚合酶没有5T3外切酶活性，需要一种FEN1的蛋白切除5端引物，原核生物DNA聚合酶工具有5T3外切酶活性。
11原核的DNAPol—II复制时形成二聚体复合物，而真核生物的聚合酶保持分离状态。
真核生物与原核生物的区别
真核生物与原核生物的区别
真核生物与原核生物的区别：
1. 细胞类型不同：真核生物是多细胞生物，具有细胞核和其他细胞结构；而原核生物是单细胞生物，并无细胞核。
2. 基因组表达不同：真核生物的基因组表达非常复杂，有多种不同的转录因子可以调节基因表达；而原核生物的基因组表达相对较简单，只有一些基本的转录机制可以调节基因表达。
3. 细胞代谢不同：真核生物中有复杂的细胞代谢网络，具有较强的适应性；而原核生物的细胞代谢相对较简单，具有相对较低的适应性。
4. 生殖方式不同：真核生物的生殖方式多样，有有性生殖和无性生殖；而原核生物的生殖方式仅有无性生殖。
原核生物与真核生物DNA复制的特点
原核生物与真核生物DNA复制的特点首先，从DNA复制起始点的角度来看，原核生物和真核生物之间存在巨大的差异。
在原核生物中，DNA复制起初由一个单一的起始点开始，称为复制起始点。
这个点只包含一个起始复制点的序列，因此原核生物的DNA复制过程是单点发起的。
相反，在真核生物中，复制起始点通常以复制起始区（origin of replication）的形式存在，这是由多个起始复制点组成的序列区域。
这意味着真核生物的DNA复制可以同时在多个起始点开始，并同时在整个染色体上进行。
其次，在DNA复制速度方面，原核生物和真核生物也有明显的区别。
原核生物的DNA复制速度相对较快，这是因为它们的基因组较小，通常只有一个环状染色体。
因此，原核生物可以在短时间内完成整个DNA复制过程。
相比之下，真核生物的基因组较大，DNA复制速度相对较慢。
此外，真核生物的DNA复制还受到染色质结构的限制，这需要复制酶能够对DNA 进行谨慎的解缠和拷贝，以确保复制的准确性。
第三，关于DNA复制过程的调控机制，原核生物和真核生物之间也有明显的差异。
在原核生物中，DNA复制是严格依赖于细胞周期的，往往发生在细胞分裂前的特定时间段内。
这是通过细胞表达特定的复制蛋白来实现的，这些复制蛋白会在适当的时间被合成并参与到复制过程中。
相反，真核生物的DNA复制是依赖于一系列复杂的调控步骤，这些步骤包括染色质结构的调整、复制酶的装配和活性调控等。
此外，真核生物的DNA复制还受到细胞周期调控系统的影响，这可确保复制过程能够与其他细胞过程协调进行。
最后，关于DNA复制的准确性和修复机制，原核生物和真核生物也有一些差异。
原核生物在DNA复制过程中存在一些自我校正机制，如核苷酸配对错误的修复和错配鉴别，以确保复制的准确性。
但原核生物的DNA修复机制较为简单，主要依靠限制内切酶和核酸酶来修复损坏的DNA链。
相比之下，真核生物的DNA复制和修复涉及复杂的修复系统和调控机制，包括核修复酶、错配修复酶和DNA损伤应答途径等。
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原核和真核生物的遗传机制
生命起源于原核细胞，经历了几亿年的演化后才出现了真核细胞。
这两种细胞
在遗传机制上有很多不同之处。
本文将介绍原核和真核生物的遗传机制，包括基因的结构、DNA的复制、转录和翻译等方面。
一、原核细胞的遗传机制
原核细胞是指没有真核细胞核的细胞，典型的原核细胞包括细菌和蓝藻等。
原
核细胞不同于真核细胞的一个主要特点是其遗传物质不在细胞核内，而是自由地分布在细胞质中的一个称为核区的地方。
原核细胞的遗传信息主要由环状DNA分子
组成，因此称为“环状DNA分子基因组”。
1、基因的结构
原核细胞的基因比真核细胞的基因要简单得多，其基因大小很小，一般仅有几
千个碱基对，编码的蛋白质通常为单一的。
原核细胞的基因一般由连续的区域组成，这些区域中编码蛋白质的部分被称为“开放阅读框架”（ORF），ORF中间被一些间隔序列分开。
另外，有些基因只包含RNA，被称为rRNA（核糖体RNA）和
tRNA（转移RNA）。
2、DNA的复制
原核细胞的DNA是如何复制的呢？细胞开始时，DNA的双链被酶解开形成复
制起始点，然后通过招募一系列蛋白质和酶，实现DNA的复制。
DNA复制时，某一段DNA上的双链解开形成复制泡，随后逐渐向两侧扩散，形成两条新的DNA
分子。
3、转录和翻译
在原核细胞中，RNA的合成和蛋白质的合成没有分开进行，称为“同步转录和
翻译”。
RNA合成需要一些促进因子的作用，使得RNA聚合酶能够与DNA结合形
成复合物，这个复合物可以在DNA分子上扫描一段开放的DNA后，在RNA合成
时从3'端向5'端正向扫描。
RNA合成完成后，mRNA（信使RNA）能够直接进行
翻译，将RNA扫描出来的信息转化为氨基酸序列，而形成蛋白质。
二、真核细胞的遗传机制
真核细胞是指在细胞核内含有染色体的细胞。
其遗传物质需要绕过一些障碍才
能到达细胞质中进行翻译过程。
真核细胞的遗传信息主要由线性DNA分子组成，
形成大量的染色体。
1、基因的结构
真核细胞的基因由外显子和内含子组成，外显子直接编码氨基酸序列，而内含
子虽然位于基因组内，但并不参与氨基酸序列的编码，它们的存在会妨碍蛋白质的合成。
内含子的存在能够使得一段完整的DNA分子编码多个不同的蛋白质。
2、DNA的复制
真核细胞的DNA复制类似于原核细胞的DNA复制，区别在于其复杂程度更高，需要涉及更多的蛋白质和酶。
在DNA复制前，所有的染色体会在S期时先进
行复制，因此在细胞分裂时，每个新分裂出的细胞都能够各拥有一份完整的染色体。
3、转录和翻译
真核细胞的转录和翻译都相对复杂。
在转录过程中，RNA合成酶需要能够识
别起始和终止位点，并识别内含子和外显子区域，这一过程由转录因子协同完成。
在RNA合成结束后，mRNA需要经过一系列的后处理才能够成为成熟的mRNA，
包括剪接、加帽和加尾三个步骤。
这些步骤的完成状态会影响翻译的效率。
在翻译过程中，需要有一系列酶和蛋白质参与，保证翻译的准确性和速度。
总结：原核和真核细胞在遗传机制上的不同主要体现在基因的结构、DNA的
复制、转录和翻译等方面。
虽然二者有许多的不同，但是两者在相互演化和互相转化的过程中有其独特的意义。
对于理解生命起源和发展的过程有着重要的作用。