【正文】 15 模板鏈 (template strand)和編碼鏈 (coding strand) ： DNA雙鏈中按堿基配對(duì)規(guī)律 ， 能指導(dǎo)轉(zhuǎn)錄生成 RNA的一股鏈成為 模板鏈 （ 也稱作 反意義鏈antisense strand或 Watson鏈 ） 。 它為一個(gè)由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質(zhì)編碼 。 P13 21 基因中含有與轉(zhuǎn)錄調(diào)控相關(guān)的序列 （ 1）編碼蛋白質(zhì)肽鏈或 RNA的序列 （ 2）保證轉(zhuǎn)錄所必需的調(diào)控序列 （ 3）位于編碼區(qū) 5?端上游的非編碼序列 （ 4）內(nèi)含子 （ 5） 位于編碼區(qū) 3?端下游的非編碼序列 一個(gè)基因應(yīng)包含下列序列 22 基因序列示意圖 調(diào)控序列 5?端非編碼序列 結(jié)構(gòu)基因 3?端非編碼序列 原核：操縱子調(diào)控模式 真核：順式作用元件（包括啟動(dòng)子和上游啟動(dòng)子元件、增強(qiáng)子、 反應(yīng)元件、 poly(A)加尾信號(hào)） 原核： SD序列 真核： DNA元件 編碼蛋白質(zhì)肽鏈或 RNA序列 內(nèi)含子（結(jié)構(gòu)基因中非編碼序列） 原核：多順?lè)醋? 真核：?jiǎn)雾樂(lè)醋? DNA模板靠近終止區(qū)，轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn) 側(cè)翼序列，不被翻譯的 DNA片段，包括前導(dǎo)序列。 25 典型的啟動(dòng)子通常含有 TATA box 以及上游的啟動(dòng)子元件 CAAT box 和 GC box。 Ⅲ 類啟動(dòng)子 能夠被 RNA聚合酶 Ⅲ 和轉(zhuǎn)錄因子 Ⅲ 識(shí)別和結(jié)合的啟動(dòng)子。 P14 28 3. Poly（ A）加尾信號(hào) 含有 Ⅱ 類啟動(dòng)子的基因除了具有上述調(diào)控序列外，在基因的末端往往還有一段特定的加尾信號(hào)，是一個(gè)保守的 AATAAA序列，其下游有一段 GT或T豐富區(qū) ，共同構(gòu)成 Poly（ A）加尾信號(hào)（ 轉(zhuǎn)錄終止修飾點(diǎn) ）。 （ 2） 3?端加上聚腺苷酸尾巴： polyA。 22常 + X， Y， + 線粒體基因組 35 不同生物基因組蘊(yùn)含的遺傳信息量 有著巨大的差別 C值（ Cvalue） ： 單倍體基因組中全部的 DNA量稱為 C值。 39 有些病毒基因組很小 ， 又需要裝入盡可能多的基因 ， 因此在進(jìn)化過(guò)程中形成了基因重疊現(xiàn)象 。 ?觸須樣纖維 (Fiber) ：腺病毒 是唯一具有觸須樣纖維的病毒 ?病毒攜帶的酶 ： 催化病毒核酸 合成的酶 44 病毒顆粒的組成 44 45 ? RNA病毒所攜帶的遺傳信息一般都在同一條鏈上 ， 因而病毒 RNA鏈有正 、 負(fù)之分 。 ? 如某些 RNA噬菌體 、 脊髓灰質(zhì)炎病毒 、 HAV（ 甲肝 ） 、 HCV（ 丙肝 ） 、 HEV（ 戊肝 ） 等 47 單股負(fù)鏈 RNA病毒需要先合成 與其互補(bǔ)的 mRNA 基因組復(fù)制和基因轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)： ? 基因組 RNA進(jìn)入宿主細(xì)胞后 ， 病毒顆粒含有的RNA聚合酶 （ RNA轉(zhuǎn)錄酶 ） ， 可催化合成互補(bǔ)鏈 ， 既沒(méi)有 5180。 ? 其正鏈 RNA具有編碼能力 ， 可作為 mRNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成 ? 雙鏈 RNA病毒都是 10~12個(gè)節(jié)段的線性 RNA分子 ，每段 RNA分子編碼一種蛋白質(zhì) 。末端位點(diǎn)特異性 RNA切割酶活性 P67 52 53 逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組的一般特征 5?帽 RU5PB﹣ SDΨgagpolSAenv(onc)CPB+U3Rpoly(A)n ⑴ 逆轉(zhuǎn)錄病毒顆粒攜帶 兩條完全相同的正股 RNA， 以及兩條來(lái)自宿主細(xì)胞的 tRNA。 2）引物結(jié)合區(qū) (PB): PB－ ： 位于 5?端的引物結(jié)合區(qū)，可與宿主細(xì)胞 某種 tRNA的 3? 端互補(bǔ)， tRNA作為負(fù)鏈 cDNA合成的引物。 61 ? 雙鏈 DNA病毒 ： 基因轉(zhuǎn)錄方式類似細(xì)胞基因，每種病毒依賴宿主細(xì)胞代謝系統(tǒng)的程度有所不同，基因組 DNA的復(fù)制特點(diǎn)也不同。 與細(xì)菌或真核細(xì)胞相比 ，病毒的基因組很小 。 6. 基因有連續(xù)的、有間斷的（有的基因含有內(nèi)含子）。 8. 有基因重疊現(xiàn)象。 68 P328 （ 1） 無(wú)法折疊為正常功能產(chǎn)物 有些蛋白質(zhì)由于某種因素導(dǎo)致其折疊錯(cuò)誤并不影響其合成 ， 轉(zhuǎn)運(yùn)和定位基本正常 ， 但喪失正常功能 ， 從而引發(fā)疾病 。朊病毒不含核酸成分，僅由修飾后的 PrP同一蛋白 PrpSc組成。 中央： RNA和支架蛋白 ， 占 20% 外圍：雙鏈閉環(huán)超螺旋 DNA， 占 80%， 花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu) 76 二、操縱子結(jié)構(gòu)是原核生物基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之一 操縱子 （ operon） 定義 ： 原核生物的絕大多數(shù) 結(jié)構(gòu)基因按功能相關(guān)性成簇串聯(lián) 排列于染色體上，連同其上游的調(diào)控區(qū)（包括啟動(dòng)子和操縱元件）以及下游的轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)共同組成一個(gè) 基因表達(dá)單位 ，即操縱子結(jié)構(gòu)。 79 操縱子 (operon)的結(jié)構(gòu)與功能 Inhibitor gene P S1 S2 S3 啟動(dòng)子 結(jié)構(gòu)基因 1， 2， 3... O 操縱基因 Promoter Operator gene Structure gene 調(diào)控區(qū) 結(jié)構(gòu)基因 操縱子 表達(dá) 阻遏蛋白 轉(zhuǎn)錄起始 部位 結(jié)合 RNA 聚合酶 轉(zhuǎn)錄出 mRNA、 表達(dá) 功能蛋白 ? I 阻遏物基因 信息區(qū) 控制區(qū) 管理操縱結(jié)構(gòu)基因的“開放”與“關(guān)閉”，可結(jié)合 阻遏蛋白 80 三、原核生物基因組還具有一些結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn) 1. 原核生物基因組中的基因密度非常高 ， 基因 組序列中編碼區(qū)所占的比例較大 （ 約為 50% 左右 ） 。 如 2個(gè)編碼乙酸乳酸合成酶的基因和 2個(gè)編碼分支酸變位酶同工酶的基因 。 84 五、細(xì)菌基因組中的可移動(dòng)成分能產(chǎn)生轉(zhuǎn)座現(xiàn)象 轉(zhuǎn)座 （ transposition) 是指位于基因組某處的一個(gè)或一組基因復(fù)制出一個(gè)新拷貝轉(zhuǎn)移到基因組的另一個(gè)位置上去。 轉(zhuǎn)座子的共同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是它們的 兩個(gè)末端具有反向重復(fù)序列 ， 即一個(gè)末端序列為 AGCT， 那么另一個(gè)末端序列則為 TCGA。 只要在一個(gè) DNA序列兩側(cè)有同向重復(fù)序列 ， 就可以斷定它是轉(zhuǎn)座因子 。 90 六、質(zhì)粒 DNA是具有自主復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀 DNA 質(zhì)粒 （ plasmid） 的概念 ： 是存在于細(xì)菌染色體外的 ， 具有自主復(fù)制能力的核酸分子 ， 屬染色體外基因組 。 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 基因常為單拷貝 (占 %) ， 但編碼 rRNA 的 基因往往是多拷貝的 。 這是真核生物與細(xì)菌 、 病毒的重要區(qū)別 ，在一定程度上也是生物進(jìn)化的標(biāo)尺 。 可以從 2個(gè)堿基起 ， 長(zhǎng)短不等；重復(fù)次數(shù)可以從幾次到數(shù)百次 、 甚至幾十萬(wàn)次 。 多基因家族屬中度重復(fù)序列 ， 是一組來(lái)源相同 、 結(jié)構(gòu)相似 、 功能相關(guān)的基因 ， 由同一祖先基因經(jīng)過(guò)重復(fù)和變異所產(chǎn)生的一組基因 ， 有的編碼 RNA， 有的編碼蛋白質(zhì) 。 src癌基因家族： 基因結(jié)構(gòu)無(wú)明顯同源性 ， 但每個(gè)基因產(chǎn)物都含有250AA序列的 同源蛋白激酶結(jié)構(gòu)域 。 P16 108 真核生物基因組結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn) 1. 每一種真核生物都有一定的染色體數(shù)目 ， 除配子為單倍體外 ， 體細(xì)胞一般為雙倍體 ， 即含兩份同源的基因組 。 9. 功能相關(guān)的基因構(gòu)成各種基因家族 ， 它們可串聯(lián)在一起 ， 也可相距很遠(yuǎn) （ 分散在不同染色體上 ） ，即使串聯(lián)在一起的基因也是分別轉(zhuǎn)錄的 。 3. 真核生物基因組由染色體 DNA和染色體外 DNA組成 。 由多基因家族及單基因組成的更大的基因家族 。 P14 103 1. 核酸序列相同 實(shí)際上是一個(gè)基因的多次拷貝 ， 成簇地排列在同一條染色體上 ， 形成一個(gè)基因簇 。 P17 100 衛(wèi)星 DNA（ satellite DNA ） ： 是出現(xiàn)在非編碼區(qū)的 串聯(lián)重復(fù)序列 ， 具有固定的重復(fù)單位 ， 該重復(fù)單位首尾相連形成重復(fù)序列片斷 ， 通常存在于間隔 DNA和內(nèi)含子中 。 其產(chǎn)物是細(xì)胞大量需要的。因此測(cè)量基因組 的 GC含量可以用來(lái)識(shí)別細(xì)菌種類。 91 原核生物基因組結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn) 1. 基因組通常僅由一條環(huán)狀雙鏈 DNA分子組成， 具有類核結(jié)構(gòu)。 P78 89 4. 轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)座后能促使染色體畸變 。 P76 87 3. Mu噬菌體 （ Mu） ： 是一種大腸桿菌的溫和型噬菌體 ， 它在溶原化細(xì)菌內(nèi)能像轉(zhuǎn)座子那樣在細(xì)胞內(nèi) DNA上不同位置間轉(zhuǎn)移 ， 沒(méi)有一定的整合位置 。 目前已發(fā)現(xiàn)多種轉(zhuǎn)座因子，最簡(jiǎn)單的仍是最初發(fā)現(xiàn)的插入序列。 因此測(cè)量基因組的 GC含量可以用來(lái)識(shí)別細(xì)菌種類 。 3. 結(jié)構(gòu)基因無(wú)重疊現(xiàn)象 ， 基因組中任何一段 DNA不會(huì)用于編碼 2種蛋白質(zhì) 。 一個(gè)操縱子只含一個(gè)啟動(dòng)序列及數(shù)個(gè)可轉(zhuǎn)錄的結(jié)構(gòu)基因 。 P329 72 朊病毒蛋白是人和動(dòng)物正常細(xì)胞基因的編碼產(chǎn)物 （ 人類該基因位于 20號(hào)染色體短臂 ） ，是 33~35KD的水溶性和對(duì)蛋白酶敏感的蛋