【文章內(nèi)容簡介】 二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 病毒基因組核酸的主要類型 ? ssRNA() ? 進入宿主細(xì)胞后復(fù)制形成 dsRNA,并通過RNA復(fù)制過程完成基因組的復(fù)制 ? 復(fù)制形成的 RNA(+)無 5`帽和 3`polyA結(jié)構(gòu) ,不能作為合成蛋白質(zhì)的模板 ? 以 RNA()為模板轉(zhuǎn)錄生成帶有 5`帽和3`polyA的 mRNA(+),指導(dǎo)病毒蛋白翻譯 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 病毒基因組核酸的主要類型 ? ssRNA(+) ? 基因組復(fù)制和轉(zhuǎn)錄機制有兩種 ? 通過 RNA復(fù)制過程完成基因組的復(fù)制 。正股RNA既可以作為 mRNA,翻譯合成蛋白質(zhì) ,也可以包裝形成病毒顆粒。 ? 通過 DNA中間體完成基因組復(fù)制 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 病毒基因組核酸的主要類型 ? ssRNA(+) cDNA dsDNA 整合 逆轉(zhuǎn)錄 復(fù)制 病毒 ssRNA(+) 轉(zhuǎn)錄 翻譯合成 病毒蛋白 包裝形成 病毒顆粒 宿主 DNA 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 病毒基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點 ? 不同病毒基因組大小相差較大 病毒 基因組大小 (kb) RNA病毒 小 RNA病毒科 ~ 披蓋病毒科 12 黃病毒科 10 DNA病毒 乙肝病毒 痘病毒 300 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 病毒基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點 ? 不同病毒基因組可以是不同結(jié)構(gòu)的核酸 病毒 基因組的類型 乳頭瘤病毒 閉環(huán) dsDNA SV40病毒 閉環(huán) dsDNA 腺病毒 線狀 dsDNA 皰疹病毒 線狀 dsDNA 噬菌體 M13 環(huán)狀 ssDNA 脊髓灰質(zhì)炎病毒 ssRNA 呼腸孤病毒 dsRNA 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 病毒基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點 ? 病毒基因組有連續(xù)的也有不連續(xù)的 病毒 基因組連續(xù)性 核酸分子數(shù)目 DNA病毒 連續(xù) 1 冠狀病毒 連續(xù) 1 小噬菌體 Q? 連續(xù) 1 流感病毒 不連續(xù) 8 呼腸孤病毒 不連續(xù) 10 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 病毒基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點 ? 病毒基因組的編碼序列 大于 90﹪ ? 除逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組有兩個拷貝外 ,其他病毒基因組都是單倍體 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 病毒基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點 ? 逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組 HIV (ssRNA(+)) 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 病毒基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點 ? 病毒基因有連續(xù)的和間斷的 間斷基因 連續(xù)基因 Intron exon 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 病毒基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點 ? 相關(guān)基因簇 (cluster) 轉(zhuǎn)錄 轉(zhuǎn)錄后加工 多順反子 mRNA mRNA 編碼病毒的各種衣殼蛋白基因 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 病毒基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點 ? 基因重疊 (overlap) A基因 B基因 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 病毒基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點 ? 病毒基因組含有不規(guī)則結(jié)構(gòu)基因 ? 幾個結(jié)構(gòu)基因的編碼區(qū)無間隔 (通讀 )。 ? mRNA沒有 5`端的帽子結(jié)構(gòu) 。 ? 結(jié)構(gòu)基因本身沒有翻譯起始序列。 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 典型病毒基因組 ? SV40病毒 (猴空泡病毒 40, cdsDNA) 晚期轉(zhuǎn)錄區(qū) 早期轉(zhuǎn)錄區(qū) Ori 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 典型病毒基因組 ? 乙型肝炎病毒 (hepatitis B virus , HBV。 cdsDNA) HBV由正負(fù)兩條帶缺口鏈組成的環(huán)狀 DNA: ? 正向重 復(fù)序列 (DR): DR1, DR2 ? S區(qū)段 :S基因 , 前 S1和前 S2基因 (表面抗原 ) ? C區(qū)段 :編碼 HBcAg (核心抗原 ) ? P區(qū)段 :編碼逆轉(zhuǎn)錄酶 (依賴 RNA的 DNA聚合酶 ) ? X區(qū)段 :編碼的 X蛋白功能不詳 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 HBV ? CdsDNA 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 HBV 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 典型病毒基因組 ? 逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組 HIV RNase H pro gp120 5` pol int gp41 LTR gag vpt vif tat vpu tat rev LTR nef pol env RRE 3` pro gp120 5` pol int gp41 LTR gag RNase H vpx vif vpr tat rev LTR nef pol env 3` HIV2 HIV1 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 HIV 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 分子生物學(xué) 第一章 緒論 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 原核生物基因組及基因 Prokaryote Genome amp。 Gene 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 原核生物基因組的分子結(jié)構(gòu) ? 通常僅由一個環(huán)狀雙鏈 DNA分子組成 環(huán)狀 DNA 類核中央 大腸桿菌染色體的類核 (nucleoid )結(jié)構(gòu) 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 原核生物基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點 ? 基因組中只有一個復(fù)制起始點 雙向復(fù)制 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 原核生物基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點 ? 具有操縱子結(jié)構(gòu) (Lac operon) 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 原核生物基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點 ? 只有少數(shù)基因存在重疊現(xiàn)象 ? 基因是連續(xù)的 , 無內(nèi)含子 。轉(zhuǎn)錄后不需要剪切 ? 編碼區(qū)在基因組中所占比例 (約 50﹪ )遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于真核生物基因組 ,但又遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于病毒基因組 。非編碼區(qū)主要是一些調(diào)控序列 ? 基因組中重復(fù)序列很少 ? 具有編碼同工酶的基因 ? 存在可移動序列 : 包括插入序列和轉(zhuǎn)座子 ? 具有多種功能的識別區(qū)域 ,如復(fù)制起始區(qū)、復(fù)制終止區(qū)、轉(zhuǎn)錄起始區(qū)、轉(zhuǎn)錄終止區(qū)等 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 質(zhì)粒 (plasmid) ? 是細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)攜帶的染色體外能獨立復(fù)制的環(huán)狀 dsDNA分子 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 質(zhì)粒 (plasmid) ? 質(zhì)粒的遺傳控制 ? 復(fù)制調(diào)控系統(tǒng) :控制質(zhì)粒的拷貝數(shù) ? 分配系統(tǒng) :使質(zhì)粒在細(xì)菌細(xì)胞分裂過程中精確分配到子細(xì)胞中 ? 細(xì)胞分裂控制系統(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) ,避免太多不含質(zhì)粒子細(xì)菌出現(xiàn) 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 質(zhì)粒 (plasmid) ? 質(zhì)粒的遺傳控制 ? 位點特異重組系統(tǒng) :控制質(zhì)粒在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的多聚體與單體相互轉(zhuǎn)變過程 位點特異 重組系統(tǒng) att位點 Int酶 Xis酶 FIS因子 IHF因子 質(zhì)粒自 身提供 宿主提供 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 質(zhì)粒 (plasmid) ? 質(zhì)粒的遺傳控制 ? 質(zhì)粒的不相容性 :具有相同復(fù)制起始點和分配區(qū)的兩種質(zhì)粒不能共同存在于同一個細(xì)菌細(xì)胞中的現(xiàn)象 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 質(zhì)粒 (plasmid) ? 質(zhì)粒的類型 ? 接合型質(zhì)粒、可移動型質(zhì)粒和自傳遞質(zhì)粒 ? 嚴(yán)謹(jǐn)型質(zhì)粒和松弛型質(zhì)粒 ? 窄宿主譜質(zhì)粒和廣宿主譜質(zhì)粒 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 轉(zhuǎn)座因子 (transposable factor) ? 定義 : ? 類型及特點 : ? 插入序列 ( insertion sequence , IS ) ? 轉(zhuǎn)座子 (Tn) ? 可轉(zhuǎn)座的噬菌體 ( transposable phage) 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 轉(zhuǎn)座因子 (transposable factor) ? 插入序列 (IS)特點 ? 是一類較小的沒有表型效應(yīng)的轉(zhuǎn)座因子 ,長度約 700~2022bp ? 由一個轉(zhuǎn)位酶基因和兩側(cè)的反向重復(fù)序列(inverted repeat sequence, IR)組成 ? 可雙向插入靶位點 ,插入位點兩側(cè)形成順向重復(fù)序列 (direct repeat sequence, DR) 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 轉(zhuǎn)座因子 (transposable factor) 插入序列分子結(jié)構(gòu) IR IR 轉(zhuǎn)位酶基因 IR GAATTCGGCTTAAG CTTAAGCCGAATTC GAATTCGGAATTCG CTTAAGCCTTAAGC DR 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 轉(zhuǎn)座因子 (transposable factor) ? 轉(zhuǎn)座子 (Tn) ? 是一類較大的可移動元件 ? 含有關(guān)轉(zhuǎn)座的基因 ,如轉(zhuǎn)座酶 。 ? 帶有一個或幾個與轉(zhuǎn)座作用無關(guān)的但可決定宿主菌遺傳性狀的基因 ,如大腸桿菌毒素Ⅰ 基因、抗藥性基因等 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 轉(zhuǎn)座因子 (transposable factor) ? 轉(zhuǎn)座子 (Tn) ? 復(fù)合型 Tn分子結(jié)構(gòu) IR/類 IR 轉(zhuǎn)座酶 基因 基因序列 分子生物學(xué) 第二章 染色體與基因 厚德 博學(xué) 精誠 濟世 轉(zhuǎn)座因子 (transposable factor) ? 轉(zhuǎn)座子 (Tn) ? Tn3族轉(zhuǎn)座子 :在轉(zhuǎn)座過程中 ,轉(zhuǎn)座酶 ( TnpA) 催化轉(zhuǎn)座子兩端產(chǎn)生單鏈切口 ,它們分別與交錯切開的靶位點的突出端連接。在宿主 DNA 聚合酶的作用下 ,以單鏈為模板復(fù)制 ,導(dǎo)致轉(zhuǎn)座子和靶序列形成雙鏈 , 供體和受體 DNA 分子融合形成共合體 。在共合體中