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1、转位因子(transposable element),可移动的基因成分，指能在一个DNA分子内部或两个DNA分子之间移动的片段。在细菌中可指在质粒和染色体之间或在质粒和质粒之间移动的片段。 类型：1、插入序列（insertion sequence,IS) 2、转座子（transposon,Tn) 3、转座的噬菌体（transposable phage ),Insertion sequence,一类简单转位因子，长度约7002000bp，由一个转位酶基因及两侧的反向重复序列（inverted repeat sequence,IR)组成，不带任何其它基因。 转位时复制宿主靶位点一小段DNA（415
2、bp）形成两端的正向重复序列。,反转重复（inverted repeated)：由反方向互补的两个DNA片段组成，两个反转重复序列又叫回文序列(palindrome sequence)。 镜像重复(mirror repeat)：由反方向完全相同的两个序列组成。 直接重复(direct repeat)：由同一方向完全相同的两个序列组成。正向重复序列、顺向重复序列。,转座子（ transposon),一类较大的可移动成分。除有关转座的基因外，至少带有一个与转座作用无关并决定宿主菌遗传性状的基因。 转座子中的转位酶常称为转座酶，其功能是介导转座子插入到DNA的其它部位。,复合型Tn：由一个基因序列及
3、两侧臂组成。两侧臂为IS序列。 TnA族T n:两端是正向或反向重复序列，中间有与Tn功能相关的基因（编码转座酶）及抗生素抗性基因。总是作为一个单位进行转座，其末端不能单独转座。 接合型Tn：,Transposable phage,具有转座功能的溶源性噬菌体，包括Mu 和D108等。,Eukaryote Genome,基因组结构与功能的特点 基因组结构 人类基因组的组织结构特征 人类基因组计划,真核生物基因组结构与功能的特点,1、含两份同源的基因组 2、结构复杂，基因数庞大，具有许多复制起点，每个复制子大小不一。 3、真核基因由一个结构基因与相关的调控区组成，转录产物为单顺反子。 4、含有大量
4、重复序列。 5、非编码序列（non-coding sequence NCS)占90%以上。,6、断裂基因（split gene)。基因与基因间的非编码序列为间隔DNA（ spacer DNA). 7、功能相关的基因构成各种基因家族，可串联在一起，也可相距很远。 8、可移动因素（mobile genetic element),又称为自私基因（selfish DNA).,真核生物基因组的结构,结构基因 顺式作用元件（ cis-acting element) 基因家族(gene family) 重复序列(repeat sequence) 端粒(telomere),Cis-acting element
5、s,指与结构基因表达调控相关、能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的DNA序列。并非都位于转录起始点上游，包括启动子、增强子、上游启动子元件、反应元件、加尾信号等。 反式作用因子（trans-acting elements): 可通过结合顺式作用元件而调节基因转录活性的蛋白质因子。,启动子（promoter),是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列，位于结构基因转录起始点的上游-25bp处，本身不被转录。 启动子必须与转录因子结合才能被RNA聚合酶识别与结合。 TATA盒。,上游启动子元件（upstream promoter elements),TATA盒上游的一些特定的DNA序列，反式作用
6、因子能与这些元件结合调控基因的转录效率。 上游启动子元件包括CAAT盒、CACA盒及GC 盒 。 CAAT盒：5GCNCAATCT3 GC盒：5CCGCC3 CACA盒：GCCACACCC,反应元件（response element),一些信息分子的受体被细胞外信息分子激活后，能与特异的DNA序列结合，调控基因的表达。由于能介导基因对细胞外的某种信号产生反应，称为反应元件。 具有较短的保守序列。糖皮质激素反应元件（GRE）序列为：GGTACANNTGTTCT。,增强子（enhancer),是一段DNA序列，其中含有多个能被反式作用因子识别与结合的顺式作用元件，能调控（常为增强）邻近基因的转录。
7、 一般位于转录起始点上游-100-300bp处，但在基因外或某些内含子中也有增强子序列。 负增强子（negative enhancer)又称沉默子（silencer)：负调控序列。,加尾信号,结构基因的最后一个外显子中有一个保守序列AATAAA与下游一段GT丰富区或T丰富区共同构成polyA加尾信号。 与RNA聚合酶结合的延长因子能识别这种结构并与之结合，然后在AAUAAA下游1030个碱基的部位切断RNA并加上polyA 尾巴。,基因家族（gene family),指核苷酸序列或编码产物的结构具有一定程度同源性的一组基因。 假基因（pseudogene): 在多基因家族中有的成员并不能表达出
8、有功能的产物，用表示。,球蛋白基因,1、核酸序列相同：即为多拷贝基因如rRNA基因家族，tRNA基因家族，组蛋白基因家族。 2、核酸序列高度同源：如人类生长激素基因家族包括三种激素的基因，人生长激素、人胎盘促乳素和催乳素，它们之间高度同源。 3、编码产物有同源功能：基因序列的相似性可能较低，但基因编码的产物具有高度保守的功能区。如src癌基因家族,4、编码产物具有小段保守基序：有些基因家族中各成员的DNA序列可能不明显相关，而所编码的产物却有共同的功能特征，存在小段保守的氨基酸基序。 5、,基因超家族（gene superfamily)指一组由多基因家族及单基因组成的更大的基因家族，它们的结构
9、有不同的同源性，但功能并不一定相同。如免疫球蛋白基因超家族。,重复序列（repeat sequence),1 、高度重复序列：重复次数105的DNA序列如卫星DNA和反向重复序列。 2、中度重复序列：重复次数为101105。 3、单拷贝序列：大多数编码蛋白质的结构基因属这一类。,端粒（telomere),以线性染色体形式存在的真核基因组DNA的末端的一种特殊结构，是一段DNA序列和蛋白质形成的一种复合体。保守序列:TTAGGG重复序列.,人类基因组的重复序列,1、反向重复序列（inverted repeats)：5% 2、串联重复序列（tandem repeats):具有一个固定的重复单位，头
10、尾相连。10% （1）编码区串联重复顺序 （2）非编码区串联重复顺序 3、散在重复顺序（interspersed repeats),反向重复序列（inverted repeats),指两个顺序相同的互补拷贝在DNA链上呈反向排列。一种形式为两个反向排列的拷贝之间隔着一段间隔顺序如： 5AAACCACCGCTGGTAGCGGTGGTTT3 3TTTGGTGGCGACCATCGCCACCAAA5 另一种是两个拷贝反向串联在一起，也称为回文结构（palindrome).,串联重复序列（tandem repeats):,1、编码区串联重复顺序：如组蛋白基因。编码五种组蛋白的基因密集在一个基本的7.0k
11、b的重复单位上，各重复单位之间有高度的序列一致性。 2、非编码区串联重复顺序：常存在于间隔DNA和内含子内。是组成卫星DNA（satellite DNA)的基础。,卫星DNA（ satellite DNA）,如果DNA分子之间存在浮力密度的差异，在氯化铯密度梯度离心将会沉降于不同的位置。 DNA的浮力密度（）与其G-C含量存在关系：=1.660+0.00098(G-C%)。 因此经过密度梯度离心，高度重复序列DNA可以在基因组DNA的主带旁形成一条或多条小带，这取决于其G-C含量及重复程度，故又称为卫星DNA或随机DNA。,根据核心顺序的长短分为大卫星DNA、小卫星DNA、微卫星DNA。,大卫
12、星DNA（macrosatellite DNA)又称为经典DNA。总长度100kb几个Mb。根据浮力密度的不同分为、和、卫星DNA。各类型都由不同的重复顺序家族组成。,小卫星DNA（ minisatellite DNA)由中等大小 的串联重复序列构成，总长约0.120kb，分布在所有染色体，往往近于端粒处。高度可变的卫星DNA、端粒DNA（串联的短片段重复序列（TTAGGGG)n,微卫星DNA（microsatellite DNA):重复单位为15 bp, 重复次数为1060次，总长度小于150bp，常见以(AC)n和(TG)n二聚核苷酸为重复单位，由Miesfeld 1981年发现。,散在重
13、复顺序（interspersed repeats),1、短散在核元件（short interspersed nuclear elements SINEs), 主要是Alu 重复序列家族。序列中有限制酶Alu的酶切位点（AGCT）而得名。重复次数3050万，散在分布于基因组中，与基因表达调控有关。 2、长散在核元件（long interspersed nuclear elements,LINEs):Kpn重复顺序。,3kb,人类基因组DNA的多态性,DNA位点多态性（DNA site polymorphism) 限制性片段长度多态性（ restriction fragment length po
14、lymorphism RFLP) 串联重复顺序多态性（tandem repeats polymorphism),DNA位点多态性（DNA site polymorphism),由于等位基因间在特定位点上DNA序列存在差异造成的。ABO血型组是发现的第一个人类多态性。 人类白细胞抗原（HLA）是最复杂最具多态性的体系，位于6 号染色体。仅其中的DR抗原编码位点有60多个等位基因。,限制性片段长度多态性（RFLP）,用同一种限制酶消化不同个体的DNA时，会得到长度各不相同的限制性片段类型。当碱基组成的变化改变了限制性内切酶识别位点时，就会得到不同的限制性片段类型，这样的位点称为多态性位点。 通过限
15、制酶酶切片段的长度多态性来揭示DNA碱基组成不同的技术称为限制性片段长度多态性技术（RFLP技术）。 PFLP的基础是高度重复序列和点突变。,串联重复顺序多态性,重复单位很小，但重复次数有较大的变化，主要发生在小卫星DNA和微卫星DNA中，也称为可变数目的串联重复序列( variable number of tandem repeats VNTRS)。 小卫星DNA多态性：由于重复单位的数目不同引起。 微卫星DNA多态性：由于重复单位的重复次数不同而具有高度的遗传多态性。,Human genome project (HGP),人类基因组作图 遗传图（genetic map) 物理图（physical map) 转录图(transcription map) 序列图(sequence map) 基因的鉴定 模式生物的基因组计划 人类基因组多样性计划,