基因組解剖強伯勤詳解演示文稿

基因組解剖強伯勤詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有47頁\編輯于星期五優(yōu)選基因組解剖強伯勤現(xiàn)在是2頁\一共有47頁\編輯于星期五真核生物基因組解剖原核生物基因組解剖轉(zhuǎn)座因子與分散重復(fù)序列人類基因組草圖序列中的編碼基因擬南芥基因組編碼基因現(xiàn)在是3頁\一共有47頁\編輯于星期五一.真核生物基因組解剖真核生物核基因組核型（karyotype）：即細(xì)胞分裂中期染色體按照大小與著絲粒的位置依次排列，組成的每種生物特有的染色體組圖像.現(xiàn)在是4頁\一共有47頁\編輯于星期五帶型（bandingpattern）：某些染料與中期染色體特異性結(jié)合使染色體不同部位產(chǎn)生著色差異?，F(xiàn)在是5頁\一共有47頁\編輯于星期五Q帶：喹丫因染色G帶：溫和蛋白酶處理后吉姆薩染色。R帶：加熱的堿性溶液處理G帶圖顯示，深著色區(qū)與淺著色區(qū)相間分布，表明染色質(zhì)的組成是非均一性現(xiàn)在是6頁\一共有47頁\編輯于星期五現(xiàn)在是7頁\一共有47頁\編輯于星期五組成型異染色質(zhì)：所有細(xì)胞中均有的一種持久性結(jié)構(gòu)，不含任何基因，總是保持致密的組成狀態(tài)。除復(fù)制期以外，在整個細(xì)胞周期均處于聚縮狀態(tài)，形成多個染色中心，如著絲粒和端粒、Y染色體大部分區(qū)域兼性異染色質(zhì)：在某些細(xì)胞類型或一定的發(fā)育階段,原來的常染色質(zhì)聚縮,并喪失基因轉(zhuǎn)錄活性,變?yōu)楫惾旧|(zhì)，異染色質(zhì)化可能是關(guān)閉基因活性的一種途徑異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密，使控制基因表達(dá)的蛋白無法接近常染色質(zhì)：指間期核內(nèi)染色質(zhì)纖維折疊壓縮程度低,處于伸展?fàn)顟B(tài),用堿性染料染色時著色淺的那些染色質(zhì)。常染色質(zhì)狀態(tài)只是基因轉(zhuǎn)錄的必要條件而非充分條件現(xiàn)在是8頁\一共有47頁\編輯于星期五異染色質(zhì)：堿性染料染色時著色較深的染色質(zhì)組分組成型異染色質(zhì)：如著絲粒和端粒、Y染色體大部分區(qū)域兼性異染色質(zhì)：非持久性的異染色質(zhì)異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密，使控制基因表達(dá)的蛋白無法接近現(xiàn)在是9頁\一共有47頁\編輯于星期五常染色質(zhì)：指間期核內(nèi)染色質(zhì)纖維折疊壓縮程度低,處于伸展?fàn)顟B(tài),用堿性染料染色時著色淺的那些染色質(zhì)。常染色質(zhì)狀態(tài)只是基因轉(zhuǎn)錄的必要條件而非充分條件現(xiàn)在是10頁\一共有47頁\編輯于星期五異常染色體B染色體：是正常染色體的斷片，產(chǎn)生于非正常的細(xì)胞核分裂事件，常見于植物中，會降低其存活力；在細(xì)胞分裂過程中會逐漸丟失小染色體：染色體體積較小，但富含基因，如雞的基因組有39條染色體，其中33條為小染色體，DNA量1/3，基因數(shù)75%現(xiàn)在是11頁\一共有47頁\編輯于星期五CpG島：基因組中富含GC（60%-70%）的DNA片段，一般長度1-2kb多數(shù)位于管家基因和大部分組織專一性表達(dá)基因的5’側(cè)翼區(qū)及基因的第一個外顯子區(qū)二氫葉酸還原酶次黃嘌呤轉(zhuǎn)磷酸核糖基酶核糖體蛋白基因現(xiàn)在是12頁\一共有47頁\編輯于星期五CpG島與基因相連，可作為尋找基因的依據(jù)在染色體上分布很不均勻，但與基因分布頻率一致現(xiàn)在是13頁\一共有47頁\編輯于星期五真核生物細(xì)胞器基因組現(xiàn)在是14頁\一共有47頁\編輯于星期五線粒體基因組脊椎動物線粒體基因組的某些特征：基因之間很少有間隔順序；核糖體RNA基因極短；某些基因缺少終止密碼子，需要在RNA編輯時產(chǎn)生大小與生物復(fù)雜性無關(guān)。但均比核基因組小很多?，F(xiàn)在是15頁\一共有47頁\編輯于星期五細(xì)胞器基因組多拷貝，但遺傳行為為單一基因型。疑問？如何保持基因型的一致？不同細(xì)胞、世代之間？疑問？不同拷貝中發(fā)生中性突變能否保留？現(xiàn)在是16頁\一共有47頁\編輯于星期五植物細(xì)胞葉綠體基因組為5000個/細(xì)胞。葉綠體基因組：在物種間變化不大；高等植物中有2段反向重復(fù)區(qū)段，可阻止基因組內(nèi)部重組，使其更穩(wěn)定現(xiàn)在是17頁\一共有47頁\編輯于星期五線粒體基因組均含rRNA和某些呼吸鏈成分的基因，或含tRNA基因及核糖體蛋白基因等；特別是胞質(zhì)蛋白進入線粒體的蛋白基因；遺傳內(nèi)容：葉綠體基因組均含rRNA和tRNA基因、與光合作用有關(guān)的蛋白質(zhì)及核糖體蛋白基因等現(xiàn)在是18頁\一共有47頁\編輯于星期五其他蛋白基因由核基因編碼為何不能所有基因全部細(xì)胞核編碼？鞭毛蟲現(xiàn)在是19頁\一共有47頁\編輯于星期五起源：內(nèi)共生理論，即線粒體和葉綠體是游離細(xì)菌與遠(yuǎn)古真核細(xì)胞結(jié)合形成的。依據(jù)：細(xì)胞器基因與細(xì)菌基因順序相似性高于同源的核基因，且基因表達(dá)過程與細(xì)菌很相似。疑問：哺乳動物染色體中含有線粒體DNA，但細(xì)胞器基因組很少含有核基因成分？現(xiàn)在是20頁\一共有47頁\編輯于星期五2002年初，世界上第一只體細(xì)胞克隆貓誕生了，名為CC克隆動物現(xiàn)在是21頁\一共有47頁\編輯于星期五真核生物基因組解剖原核生物基因組解剖轉(zhuǎn)座因子與分散重復(fù)序列人類基因組草圖序列中的編碼基因擬南芥基因組編碼基因現(xiàn)在是22頁\一共有47頁\編輯于星期五大腸桿菌染色體二.原核生物基因組解剖細(xì)菌染色體：一般為許多30-100kb的獨立超螺旋環(huán)組成DNA包裝方式：大腸桿菌有與DNA結(jié)合的HU蛋白，古細(xì)菌有類似組蛋白的組分現(xiàn)在是23頁\一共有47頁\編輯于星期五操縱子：含一組彼此鄰接的結(jié)構(gòu)基因，基因間隔僅1-2bp，是細(xì)菌基因存在的常見形式現(xiàn)在是24頁\一共有47頁\編輯于星期五與能量代謝有關(guān)的基因生物大腸桿菌流感嗜血桿菌生殖道支原體數(shù)目24311231滿足單細(xì)胞存活所必需的最少基因數(shù)是多少？300？最小基因組生物，生殖道支原體及其親緣種分別含有470和679個基因生殖道支原體的470個基因中僅120個是該物種獨有的現(xiàn)在是25頁\一共有47頁\編輯于星期五真核生物基因組解剖原核生物基因組解剖轉(zhuǎn)座因子與分散重復(fù)序列人類基因組草圖序列中的編碼基因擬南芥基因組編碼基因現(xiàn)在是26頁\一共有47頁\編輯于星期五三.轉(zhuǎn)座因子與分散重復(fù)序列轉(zhuǎn)座因子：在原核生物與真核生物基因組中存在著可從一個染色體位點轉(zhuǎn)移到另一位點的一些DNA序列。轉(zhuǎn)座子是基因組突變的主要因素之一?，F(xiàn)在是27頁\一共有47頁\編輯于星期五DNA的直接轉(zhuǎn)座插入序列IS（原核）P因子（果蠅）Ac-Ds（玉米）以RNA為中介進行轉(zhuǎn)座（逆轉(zhuǎn)座因子）

逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子逆轉(zhuǎn)錄病毒（一）DNA轉(zhuǎn)座子現(xiàn)在是28頁\一共有47頁\編輯于星期五變性前的雙鏈形式,插入序列的方向相反變性后經(jīng)鏈內(nèi)退火形成的棒糖結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)座子結(jié)構(gòu)示意圖現(xiàn)在是29頁\一共有47頁\編輯于星期五原核生物轉(zhuǎn)座子的類型：1、插入序列（insertionsequences，IS）———最簡單的轉(zhuǎn)座子。①二個分離的反向末端重復(fù)序列

(invertedterminalrepeats,ITR)②一個轉(zhuǎn)座酶（transposase)編碼基因

IRTransposaseGeneIR現(xiàn)在是30頁\一共有47頁\編輯于星期五2、復(fù)合轉(zhuǎn)座子——Ⅰ類轉(zhuǎn)座子——由IS類轉(zhuǎn)座組件構(gòu)成的復(fù)合體。組成：兩端為IS中間編碼抗生素物質(zhì)ISIS抗生素抗性基因現(xiàn)在是31頁\一共有47頁\編輯于星期五IRIRTransposaseGene有用基因3、復(fù)雜轉(zhuǎn)座子——Ⅱ類轉(zhuǎn)座子（TnA家族）

——攜帶轉(zhuǎn)座和耐藥等基因的獨立體家族。組成：兩端為ITR，而不是IS中間編碼區(qū)含轉(zhuǎn)座酶編碼基因，及抗生素抗性和解離酶等編碼基因。現(xiàn)在是32頁\一共有47頁\編輯于星期五現(xiàn)在是33頁\一共有47頁\編輯于星期五果蠅中的P因子“雜種不育”（hybriddysgenesis）。P型（父本貢獻的，paternalcontributing）M型（母本貢獻的，maternalcontributing）M（♂）×P（♀）后代不育P（♂）×M（♀）后代可育?，F(xiàn)在是34頁\一共有47頁\編輯于星期五現(xiàn)在是35頁\一共有47頁\編輯于星期五

有P因子轉(zhuǎn)座阻遏物抑制所

ORF0ORF1ORF2ORF3

87K

阻遏物的相互作用。

P因

子合成轉(zhuǎn)座

酶雜種不育

阻遏物抑制所有P因子轉(zhuǎn)座

P品系(P♂×P♀)

雄性染色體

雌性染色體P細(xì)胞型

P因子P因子66KD阻遏物

ORF0ORF1ORF2ORF3ORF0ORF1ORF2ORF366K

P♂×M♀

雄性染色體

雌性染色體P細(xì)胞型P因子

M♂×P♀

雄性染色體

雌性染色體P細(xì)胞型

無P因子P因子66KD阻遏物ORF0ORF1ORF2ORF366K

圖23-57雜種不育取決于基因組中P因子和不同類型細(xì)胞中66KD(仿B.Lewin:《GENES》Ⅵ,1997,Fig.18.27)現(xiàn)在是36頁\一共有47頁\編輯于星期五（二）逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子以RNA介導(dǎo)的轉(zhuǎn)座與逆轉(zhuǎn)錄病毒有關(guān)，被轉(zhuǎn)移的因子稱為逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子。逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子是真核生物轉(zhuǎn)座子的重要類型?，F(xiàn)在是37頁\一共有47頁\編輯于星期五艾滋病毒的基因結(jié)構(gòu)

LTR長末端重復(fù)序列

gag核心蛋白，反轉(zhuǎn)錄酶

pol蛋白酶

vif

感染因子

vpr,vpu復(fù)制因子

tat反式激活因子rev(art抗阻遏翻譯基因活化,trs

transregulatorofsplicing

)調(diào)節(jié)因子env衣殼蛋白

nef(3’orf)negativefactor抑制復(fù)制模板

vprrevrev

gagviftatvputatnefLTRpol

envLTR現(xiàn)在是38頁\一共有47頁\編輯于星期五逆轉(zhuǎn)錄病毒的生活史：RNA，DNA，整合現(xiàn)在是39頁\一共有47頁\編輯于星期五內(nèi)源逆轉(zhuǎn)錄病毒（ERVs）：是已經(jīng)整合到脊椎動物染色體中的逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組，一般無活性，不能擴增逆轉(zhuǎn)錄因子分類LTRgagpolLTR內(nèi)源逆轉(zhuǎn)錄病毒LTR因子：內(nèi)部含與轉(zhuǎn)座相關(guān)的基因gag基因：編碼病毒顆粒內(nèi)部的蛋白質(zhì)Pol基因：編碼逆轉(zhuǎn)錄酶和其他與復(fù)制有關(guān)的酶env基因:衣殼蛋白

env現(xiàn)在是40頁\一共有47頁\編輯于星期五

LTRgagpolLTR逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子LTR因子：內(nèi)部含與轉(zhuǎn)座相關(guān)的基因gag基因：編碼病毒顆粒內(nèi)部的蛋白質(zhì)pol基因：編碼逆轉(zhuǎn)錄酶和其他與復(fù)制有關(guān)的酶

逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子：主要存在于植物、無脊椎動物和微生物等中，如玉米中的多數(shù)的分散重復(fù)序列現(xiàn)在是41頁\一共有47頁\編輯于星期五gag?LINE，（長散在元件）Longinterspersedneuclearelement人類基因組中l(wèi)ine1，6.1kb，350