【正文】 組與細(xì)菌基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相似，基因是連續(xù)的；而感染真核細(xì)胞的病毒基因組與真核生物基因組結(jié)構(gòu)相似，有內(nèi)含子，基因是間斷的。 ? ΦX174噬菌體的基因結(jié)構(gòu) Ala Glu Gly Val Met 終止 G C GˊG A A ˊG G A ˊG T GˊA T G ˊT A Aˊ T G Tˊ C T Arg Lys Glu 終止 起始 Ser 2022/5/24 魯云霞制作 20 噬菌體 ?x174基因圖譜 2022/5/24 魯云霞制作 21 2022/5/24 魯云霞制作 22 舉例： SV40病毒基因組 ? SV40病毒的基因組是雙鏈環(huán)狀 DNA，全長(zhǎng)5243bp，基因組復(fù)制通過 DNA復(fù)制過程而完成； ? 基因組中含有早期轉(zhuǎn)錄基因和晚期轉(zhuǎn)錄基因兩部分，早晚期轉(zhuǎn)錄的兩部分基因大約等長(zhǎng)，但轉(zhuǎn)錄方向相反； ? 在早期和晚期轉(zhuǎn)錄區(qū)之間是調(diào)控區(qū)（約400bp），主要包括復(fù)制起點(diǎn)、啟動(dòng)子和增強(qiáng)子，可調(diào)節(jié)基因組的復(fù)制及早期和晚期基因的轉(zhuǎn)錄。 2022/5/24 魯云霞制作 25 原核生物轉(zhuǎn)錄后的 mRNA結(jié)構(gòu)圖 2022/5/24 魯云霞制作 26 一、原核基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點(diǎn) ? 條環(huán)狀 DNA分子組成 。 ? 。 ? （ 約占 50％ ）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于真核基因組 ， 但小于病毒基因組 。 ? DNA序列 ，包括插入序列和轉(zhuǎn)座子 。 2022/5/24 魯云霞制作 30 2022/5/24 魯云霞制作 31 五、細(xì)菌基因組中的可移動(dòng)成分產(chǎn)生轉(zhuǎn)座現(xiàn)象 ? 轉(zhuǎn)座因子 （ transposable element） 是能在一個(gè) DNA分子內(nèi)部或兩個(gè) DNA分子之間移動(dòng)的DNA片段 。 2022/5/24 魯云霞制作 32 ? IR的對(duì)稱結(jié)構(gòu)使 IS可以雙向插入靶位點(diǎn) ， 并在插入后于兩側(cè)形成一定長(zhǎng)度 （ 3～ 11bp） 的順向重復(fù)序列 （ direct repeat sequence , DR ） ， DR是靶位點(diǎn)序列復(fù)制的產(chǎn)物 。 2022/5/24 魯云霞制作 33 2022/5/24 魯云霞制作 34 簡(jiǎn)化的轉(zhuǎn)座過程 2022/5/24 魯云霞制作 35 （二）轉(zhuǎn)座因子的幾個(gè)遺傳效應(yīng) ? 由轉(zhuǎn)座因子復(fù)制出一個(gè)新拷貝轉(zhuǎn)移到基因組中的新位置； ? 新的轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)到靶點(diǎn)后，靶點(diǎn)序列倍增成為 2個(gè)靶點(diǎn)序列，并分別排列在轉(zhuǎn)座因子兩側(cè)，形成 同向重復(fù)序列 （見圖 ）； ? 在轉(zhuǎn)座過程中能形成共合體； ? 轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)座后能促使染色體畸變； ? 轉(zhuǎn)座因子從原來位置上切除（切離， excision）； ? 轉(zhuǎn)座可引起插入突變； ? 由于攜帶有標(biāo)志基因如 ampR、 terR、 smR，使受體基因組增添了新的基因。 ? 分子量一般為 106～ 108， 小型質(zhì)粒的長(zhǎng)度一般為～ 15kb。 2022/5/24 魯云霞制作 38 Ampr ori pUC18 (3 kb) MCS (Multiple cloning sites, 多克隆位點(diǎn)） Lac promoter lacZ’ …ACGAATTCGAGCTCGGTACCCGGGGATCCTCTAGAGTCGACCTGCAGGCATGCA… . T h rA s n S er S e r Val Pro Gly Asp Pro Leu Glu Ser Thr Cys Arg His Ala Ser… EcoRI SacI KpnI SmaI XmaI BamHI XbaI SalI HincII AccI PstI SphI Lac Z 1. The ORF of the inserted gene has to be in the same direction as that of the lacZ 2. A fusion protein contains the Nterminal sequence of lacZ and the inserted ORF will be produced 2022/5/24 魯云霞制作 39 Ampr ori pUC18 (3 kb) MCS (Multiple cloning sites, 多克隆位點(diǎn)） Lac promoter lacZ’ …ACGAATTCGAGCTCGGTACCCGGGGATCCTCTAGAGTCGACCTGCAGGCATGCA… . T h rA s n S er S e r Val Pro Gly Asp Pro Leu Glu Ser Thr Cys Arg His Ala Ser… EcoRI SacI KpnI SmaI XmaI BamHI XbaI SalI HincII AccI PstI SphI Lac Z 1. The ORF of the inserted gene has to be in the same direction as that of the lacZ 2. A fusion protein contains the Nterminal sequence of lacZ and the inserted ORF will be produced 2022/5/24 魯云霞制作 40 Ampicillin resistant? yes yes Tetracycline resistant? No yes B X B B B X Ampr ori Ampr Tcr ori Ampr Tcr ori pBR322 B 抗性基因的插入失活以篩選重組質(zhì)粒 2022/5/24 魯云霞制作 41 質(zhì)粒的遺傳控制 ? 復(fù)制調(diào)控系統(tǒng) ：由復(fù)制起點(diǎn)（ ori)、 rep基因、 cop基因組成，控制質(zhì)粒的拷貝數(shù)； ? 分配系統(tǒng) :使質(zhì)粒在細(xì)菌分裂過程中精確分配到子細(xì)胞中； ? 細(xì)胞分裂系統(tǒng) ：抑制細(xì)胞分裂，使細(xì)胞分裂與質(zhì)粒復(fù)制協(xié)調(diào)； ? 位點(diǎn)特異重組系統(tǒng) ：由質(zhì)粒 att位點(diǎn)、質(zhì)粒編碼的Int和 Xis酶、宿主 FIS組成，將高拷貝質(zhì)粒形成的多聚體拆開成單體，便于平均分配； ? 質(zhì)粒的不相容性 ： 具有相同復(fù)制起始位點(diǎn)和分配區(qū)的兩種質(zhì)粒不能共存于一個(gè)宿主菌。 2022/5/24 魯云霞制作 43 細(xì)菌基因組學(xué)研究及意義 ? 細(xì)菌基因組學(xué)是測(cè)定細(xì)菌全基因組序列，把細(xì)菌全基因組序列的知識(shí)和分析序列的情報(bào)工具結(jié)合起來，研究細(xì)菌的毒力和致病性的一門科學(xué)。 2022/5/24 魯云霞制作 45 二、真核生物基因組由染色體 DNA和染色體外 DNA組成 ? 真核生物細(xì)胞具有細(xì)胞核， DNA為線狀，與組蛋白、非組蛋白結(jié)合成染色質(zhì)。 ? 真核基因都由一個(gè)結(jié)構(gòu)基因與相關(guān)的調(diào)控區(qū)組成 ， 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子（ monocistron） ， 即一分子 mRNA只能翻譯成一種蛋白質(zhì) 。 ? 功能相關(guān)的基因構(gòu)成各種 基因家族 ， 它們可以串聯(lián)在一起 ， 亦可相距很遠(yuǎn) ， 但即使串聯(lián)在一起的成簇的基因也是分別轉(zhuǎn)錄的 。典型的高度重復(fù)序列有衛(wèi)星 DNA和反向重復(fù)序列兩類。 大多數(shù)編碼蛋白質(zhì)的基因都屬于這一類 。 衛(wèi)星 DNAs 經(jīng)常存在于異染色質(zhì) 2022/5/24 魯云霞制作 56 鼠衛(wèi)星ＤＮＡ位于著絲粒 2022/5/24 魯云霞制作 57 ? 兩個(gè)順序相同的拷貝在 DNA鏈上呈反向排列。 2022/5/24 魯云霞制作 59 （三）重復(fù)序列的 DNA多態(tài)性 ? DNA位點(diǎn)多態(tài)性：由于等位基因間在特定位點(diǎn)上的 DNA序列存在差異造成； ? 限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（ RFLP）：用同一種限制酶消化不同個(gè)體的 DNA時(shí)，會(huì)得到長(zhǎng)度各不相同的限制性片段類型； ? 串聯(lián)重復(fù)順序多態(tài)性：可變數(shù)目的串聯(lián)重復(fù)序列（ VNTRs），有小衛(wèi)星 DNA多態(tài)性，微衛(wèi)星 DNA多態(tài)性。 ?