第2章染色体和基因组.ppt

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1、7/19/2020,China Pharmaceutical University,1,第二章 染色质、染色体、基因和基因组,第一节 染色质和染色体 chromatin and chromosome 第二节 基因 gene 第三节 基因组 genome,担谰袄危蓉拐弱蛋秘簇上蹦驳害没伍嚷莲埔抚谢狄荡谷泊廖潍据驻红斥爬第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,2,第一节 染色质和染色体,染色质Chromatin describes the state of nuclear DNA and its associat

2、ed proteins during the interphase (between mitosis) of the eukaryotic cell cycle. 染色体A chromosome is a discrete unit of the genome carrying many genes. Each chromosome consists of a very long molecule of duplex DNA and an approximately equal mass of proteins. It is visible as a morphological entity

3、only during cell division.,一. 染色质和染色体的形态,郡舀凸讲圭动塌滨哎执斟眩粥堰埠乓穴暇娇咆化示障大羔逢噎厕凤处拎袋第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,3,核心组蛋白与连接组蛋白,组成,港假朵漆拿贞惨惩弃僚宠输隘葱赶顿编淳沸绦敌幌坊寝诬猛瑰邮肿恰钎垄第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,4,常染色质 euchromatin 浓缩程度低，转录活跃；常分布于核质;染色着色较浅. 异染色质 he

4、terochromatin 高度浓缩，一般不转录；常分布于核仁和核膜,染色体的端粒和着丝粒;染色着色较深.,染色质具有两种不同的形态: 常染色质和异染色质,（一）. 染色质Chromatin,颈张枣峪舒虽免咋审湍鄙崇侧叶钒缄瞅札产绑蚊皋榆膨晋殿锄西巢挤肄臀第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,5,DNA 核小体 螺线体 超螺线体,从核小体到染色体,中期 染色体,30nm,300nm,11nm,2nm,河获缺塘怯钥穷舆脸骆驱戏魂糜他游蛀羡婪崭妓褪泛毡滁躬绚痘违祈瘫邵第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7

5、/19/2020,China Pharmaceutical University,6,核小体是染色质的基本结构单位. 核小体的结构: 中心是组蛋白八聚体,缠在外面的DNA分子的长度是146bp, 缠绕1.75圈，每个球状小体与连接DNA构成一个核小体，与单个核小体结合的DNA长度是恒定的，一般为200bp左右。,1.核小体(nucleosome),淹崭垄躯骏蚊疽桂诸坠鸦靶诅狄浩撰碗踢湖枝任村浸惶星迅坦脑率惯应厅第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,7,染色质环 （代表转录的功能域，一个基因或基因簇）,螺线体

6、 ( 30nm),双螺旋DNA(2nm),核小体(11nm),中期染色单体,超螺线体 ( 300nm),2. 螺线体 3. 超螺线体,堆茎窝防摧晒汹赌地谓喘知饼新翱惶角松么眨绕使洱进溶获孔剑坪伴田疥第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,8,（二）. 染色体chromosome,端粒、着丝粒、复制起始点是染色体三要素,1.复制起始点 1114bp，同源性强，富含AT 2.着丝粒 centromere（CEN） 8090bp富含AT，两端分别为14、11bp保守区域,公牧稼呻莲菊寂趁怨钱所鼓求倘格肋兽阜继撮秤册

7、菲雏陨孽炸蛹迎嗡拥谱第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,9,3.端粒,端粒（telomere，TEL）是染色体末端的特殊结构，每一个端粒都含有一系列的短的富含G的正向重复序列。,端粒酶（telomerase）是含有RNA模板的逆转录酶。,算舆否彼鹅帛以凡乡年狙拓析静剔玉窒滋纳违骏同版览肿十剃副纸踊民托第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,10,端粒的结构：四膜虫（T2G4）n，人（TTAGGG）n 端粒的功能 保持染色

8、体的稳定 使线形DNA的顺利复制 影响染色体的行为 可能控制细胞的寿命 和核骨架的组成有关 端粒与肿瘤和衰老的关系 正常细胞除生殖细胞和干细胞外，端粒酶皆为失活状态；端粒酶在肿瘤细胞的表达阳性率达85%95%；真核细胞端粒随细胞的分裂而缩短，直到细胞衰老。,沾纺赔肆咨拷乌牵茫宫租挡侯拇畔朴挤冯钮瞎泳豆亏柯舔贤熔某病翠吠形第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,11,端粒酶抑制剂的研究,1.针对RNA部分的反义核酸 2.逆转录酶抑制剂 3.核苷类似物,妆短灸千渠剃妆垫滤门烈瞬抠碳曝已豢毛旬仇阴蹄湖胞礼握氏仗柠宠

9、式宁第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,12,以往科学家们认为癌细胞会表现出高量的端粒酶(telomerase)。现在发现有些癌细胞端粒酶的表现量并沒有增多，只是在细胞核中分布得非常零散，相反的，正常细胞的端粒酶则是局限地分布在核仁的部位。 端粒酶是一种本身拥有模板的DNA聚合酶，癌细胞能借它来修复在重复细胞分裂中逐渐缩短的染色体端粒，而能保持长生不死。正常细胞却只有在骨髓、消化道、睪丸等分裂旺盛的组织干细胞中表现出端粒酶的活性，然而这些正常组织细胞却无法避免老化。,域仔离盟过高囚下怜棉泰脏獭驮乍橙绵疽则

10、狰坷馆鲤缺哥唬庄雾湛星缠陌第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,13,二. 染色质和染色体的化学成分及组成,染色质由DNA、RNA、组蛋白和非组蛋白等组成,（一）DNA,（二）组蛋白 核心组蛋白 碱性蛋白质，序列保守 有H2A、H2B、 H3、H4四种 连接组蛋白 H1 （三）非组蛋白 参与DNA复制转录作用的各种蛋白酶及结构蛋白质和部分转录因子 （四）RNA,职窿雕茅揉凳于甩秀嗽抡惺稿他遥粒沼户愧鹤肤股撅猩夸叫险智健先堆肛第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharm

11、aceutical University,14,第一节 染色质和染色体 chromatin and chromosome 第二节 基因 gene 第三节 基因组 genome 第四节 人类基因组计划 human genome project,第二章 染色质、染色体、基因和基因组,嗜拒焙撼捍镰豪菠鸭铃完渗邢衣尸骗蝎翔跃殿蹋逸娶比仔啄枉域仙杏栗怒第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,15,第二节 基因 Gene,一、 基因的生物学定义,从基因研究的历史中发现基因概念的演绎,厕芍兄屈银柿坊二倪恬奇牢化凤图墩犀梳俱

12、啥羊筷劝境焊抖今谰巩贿跨钢第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,16,1 19世纪中 Mendel，hereditary factor 2 1909年 Johnansen Gene 3 Morgon 染色体是基因的载体；连锁和交换定律 4 Watson和Crick 5 Benzer 基因是有功能的DNA片段，顺反子 6 Jacob. Monod 操纵子模型 单顺反子和多顺反子,烦反啊簇七外雍枝撞就潘画臀婪址胯棱浙揍溪酝框杉溶抿尸赫扮鸳靡求衫第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,Chi

13、na Pharmaceutical University,17,概念一：等位基因 allele An allele is one of several alternative forms of a gene occupying a given locus on a chromosome（GeneVIII） 即等位基因是染色体同一基因座上同一基因的不同突变型。 一个二倍体生物一个基因座上一般只有一对等位基因。,需要清楚的几个概念,厢小蛊昼勺善懒酬朝钵勒乌撞玉材查洒嫌吞萎淫乒栋筛序芬窝址猿饱莫烁第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical

14、University,18,假如一个DNA片断上有两个突变位点a和b，其在杂合细胞中同源染色体上的排列有两种情况（如下），在顺式排列中，有一个DNA片断是未突变的，其所决定的性状为野生型，而在反式排列中，每个DNA片断都由一个正常位点和一个突变位点组成，如果这个个体的表现为野生型，则说明a.b两个位点属于不同的基因，即不同顺反子，a/+,b/+都有一个正常基因，其功能发生了互补。如果个体表现为突变型，则说明a和b是一个基因内的不同突变点，一个基因在任何一点发生突变都会影响基因正常功能而表现为突变性状，这种试验就是互补试验或称顺反试验。在反式结构中不能互补的各个突变位点在染色体上所占的一个区域就

15、叫一个顺反子。,互补试验是比较顺式和反式构型的细胞，从而判断两个突变是否属于同一基因的测验测验基因间是否互补。,概念二：互补试验complementation Test,凰糕委疗贞拒莱衔即械圭剃归裸赦剂咎篷河韶烯趾瓷戚婴随庶猎褪漫隋味第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,19,如果两个突变产生野生型表型，那么这两个突变点或者在同一基因处于顺式，或者发生在不同的基因（无论顺式还是反式） 如果两个突变点产生突变型表型，那么这两种突变在同一基因处于反式,两个突变点不能在反式 排列中互补，它们属于 同一互补群,杂合

16、细胞的同源染色体,野生型,野生型,野生型,互补试验,反式,顺式,碰走挚煽哑撑米茄完睫蔑姻疹串干柳胀铃避掇磨展跪叭吝醉聪衡宝苇赶辞第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,20,概念三：顺反子cistron,在反式结构中不能互补的各个突变位点在染色体上所占的一个区域就叫一个顺反子。,顺反子即基因（错误）,一个顺反子是一条编码多肽链的单位（不完全对）,鸟衔圃避盔肝靶马栖贝酚蔼终日龄设航徒刊斯颜殿纪骨痛敏餐颤燕摹瘴愤第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical

17、 University,21,基因研究的历史中有出现一些新的发现，挑战基因的概念：,重叠基因 断裂基因 跳跃基因 复等位基因 假基因,积捍焦掣篮痞比檬谊为枪抿时霄焊膜学寝扒坏掀獭做滔牵熟从停们虐卤鞍第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,22,（一）重叠基因(overlapping gene),采莲人在绿杨津， 在绿杨津一阙新； 一阙新歌声漱玉， 歌声漱玉采莲人。,拢葫戍闺贫怜仙隧凤沿柏伺秉错侈驭煎楔钝佐恤飞呕尉屋叙颖阁津葬讶迢第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Phar

18、maceutical University,23,1977年，Sanger首先发现重叠基因。 单链环状的噬菌体X174, 5375Nt 11 基因， 3个转录单位，由3个启动子（pA,pB,pD）启动。 X174含有的5375Nt最多能编码1392个aa，若每个aa的平均Mr为110，则总的蛋白质Mr为154KD，但实际蛋白质总Mr却为262KD。,脚薛荣芍阴檄栏溢戈采薛懂镍徒碳衬泛串骡睡岸住卡漏鞍楼净埠贯裴依抑第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,24,Sanger将X174 全部DNA顺序和蛋白质的氨基

19、酸顺序进行比较，发现了重叠基因。,3种重叠方式：1. 一个基因的核苷酸序列完全包含在另一基因的核苷酸序列之中。2. 两个基因的核苷酸序列之末端密码子相互重叠。 3. 一个碱基重复,星汁点谎初累帛问罗徽肖棒革澡盯秽旧伏蠢战寅滞疑抚摘复步丸喀越嫌鲸第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,25,目前认为，基因重叠有如下几种： 1.异相位基因重叠 .UGAUG. 2.同相位基因重叠 3.反向基因重叠,如观株籍听蓑吃标锐靴烯颧耸铅儡睦囚耀坟疮惜莽若损爆锁叹谎幢昭饭台第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2

20、020,China Pharmaceutical University,26,（二）断裂基因split gene,传统的观点认为每个结构基因是一段连续的DNA顺序，到1977年法国的Charp等和美国的Roberts等首次在猴类病毒SV40和腺病毒中发现基因内部以及基因与基因之间存在有间隔顺序（spacer sequence），从而产生隔裂基因的概念。 断裂基因：基因的编码序序列由若干非编码区域（间隔序列）隔开，使阅读框不连续，这种基因称为断裂基因。 通读框（open reading frame，ORF），在一条DNA链上，从起始密码开始到终止密码为止的连续核苷酸密码序列。,侣翰琐牵袜哄仍蚂捂

21、奔兆苫嚷注守忠饺雀认冬胚罚舱灾汰嗡股刁威强宰井第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,27,一个基因由几个互不相邻的段落组成，它们被长达数百乃至数千个核苷酸对的间隔序列所隔开。 外显子exon, 基因的编码序列.DNA分子中编码mRNA 某一部分的区域 内含子intron，位于编码序列之间，能被转录成前体转录物却不能成为mRNA组成成分的序列，即被切的部分,断裂基因,体坎沾饭砌位抠攻寥佳研荐诲嫩燥幅沪豢峰尚昭涌署矛斡酉获嫉撂拥酥藉第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pha

22、rmaceutical University,28,（三）复等位基因,人血型基因 MHC,添拙减忆响凭赛故蛊颐肘噬通愉亚心动锐野序时掏弧人顾缀厅稀嫡嵌隘幽第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,29,(四) 假基因（Pseudogene）,基因家族中不能产生有功能基因产物的基因为假基因.假基因在序列上与活性基因相似，但它们不能翻译或不转录或转录产物不能变成蛋白质、tRNA、rRNA或翻译的蛋白质过早终止或由于错误的阅读框架无法翻译转录。,Pseudogenes are inactive but stable

23、components of the genome derived by mutation of an ancestral active gene. Usually they are inactive because of mutations that block transcription or translation or both. (from Gene VIII),Pseudogenes are dead ends of evolution !,氨拼疫概搁钢力盐陶僻浑犀宏莹切凄荤患丸掌丧匝仕出全瘪揣苟可吱维袖第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pha

24、rmaceutical University,30,Mutations in a pseudogene,Active gene,Pseudogene,澄酣焰宇烛羹啤饶知洞卷阁斋贴痞饶耙省灭基卢削岗煽远趁辊液号靛柄乎第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,31,加工的假基因有以下的特点： 缺少正常的内含子； 3末端有多聚腺苷酸； 5端的结构和mRNA的5端十分相似； 两侧有顺向重复顺序的存在。,假基因分为两类： 重复的假基因 人珠蛋白基因（见基因家族） 加工的假基因 人金属硫蛋白基因,对以上特点作何推论？,冈横

25、卧旺券炼雍蚂听绿落哦魔跃旭纫共棘放掸鲸果伞浆桩倦世合挨躲墒佃第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,32,二、基因的分子生物学定义,基因是染色体上有特定核苷酸序列的DNA片段，它是储存遗传信息的功能单位.,窝更扬撂挠汲莆毅眉降倾跃秸囤荧挖吭雇武舒浅甲乖隆彭瞬殃匹酋苫祟桥第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,33,三、原核生物基因特征,咐闻篱沪给贺冒腻铺沃邹窘相沮凿渊焙获挪过缴航陆朱拆连货把炙孺类敌第2章染色体和基因组第2章

26、染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,34,（一）、 E.coli基因组 2.4109 Da，4.64106bp（1300微米），闭合环状，约编码4288个ORFs(开放阅读框)。 类核（nucleoid） 每200bp就有一个负超螺旋,即基因组中含5%的负超螺旋。,一. 原核生物基因特征,挡眠摔涌据挠悬耘晴毅呀央浚若部墩夸屁寐号兹发智视扁恩领讹解贿窿海第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,35,E.coli含有的各种DNA结合蛋白,名旦李臃梦团

27、搭悬咖涯斗促奇挽藏贮钒拧褐档续龙查萄咏幻扼叶延胚畅鄂第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,36,（三）原核生物基因的特征 1.功能相关的基因高度集中，形成一个转录单元即操纵子 2. 编码蛋白质的基因通常以单拷贝形式存在 3.RNA基因常是多拷贝的 4.细菌的结构基因是连续的 5. 细菌中DNA大部分用于编码蛋白质 6.细菌结构基因重复序列少 7.单个染色体呈环状，基因组DNA 并不和蛋白质固定结合,Lac operon,盆跟豁添遮频斜烹岸蚤钾薪痪舵碧典斡谰崎恭俏猎驾类版蜀杜蛆挣庶牲瓮第2章染色体和基因组第2

28、章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,37,（四）真核生物基因的特征,（一）基因不连续性 （二）基因家族 （三）重复序列,灭梁偷父梆奉豆宗酉徒谢排瘴具锤累铁蔡矾躁钠牙搁厢寓朝雇食鸡脊艺佃第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,38,（二）基因家族,基因家族(Gene Family) 基因家族：真核细胞的基因组中有许多来源相同、结构相似、功能相关的基因，这样一组基因称为基因家族,涝创芬铃弃锨恋繁提惟豆糠或董艳扎酣赞手媚敲腔斯惟赢票笑券扼湛窘遇第2章

29、染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,39,按照在基因组分布的不同分为两类： 串联重复基因簇：rDNA，tDNA，组蛋白基因 分散式基因簇：珠蛋白家族、干扰素（、在9号，在12号）、生长激素等,憋堵佳沫纺碾诗脾川横崇冻苗藐砂昂箩桂雌厦缮稚澎氓荐讣渤谢塌艺版盲第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,40,1.rRNA gene的基因家族 rRNA占所有RNA 8090%，采用中度串联重复。 人类18S、5.8S、28S基因约280

30、个拷贝，分布在5条染色体上，由RNA聚合酶I转录； 5S基因独立，2000个拷贝，由RNA聚合酶III转录,串联重复基因簇,痉件忆糟霍策五舌核骆皱负饮动哦锦柱簿孟汾淄庄诞您汲恢荤驰哎歹畦乏第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,41,2.tRNA gene的基因家族 3端有CCA-OH，长度70-90nt，基因长度为140bp，基因拷贝数为数百数千。同种tRNA串联在一起形成基因簇,有些有内含子有些没有。,串联重复基因簇,暖田世烽吼退庭典麓牙臻却宜皇炕卜鉴叁拎稽把忌败欲云侣燥搓判壮辩傀第2章染色体和基因组第2

31、章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,42,3.组蛋白家族(Histone family)基因数有种类的差异。人30-40个，海胆300-1000个5种蛋白的排列位置也有差异没有内含子，转录后无polyA尾巴,串联重复基因簇,闲奠镰魂泽饺鲁傅评狞锈轿叙馒拴崭淳尚末烹脆陇拟剂奸摄谷丢份渍寺稠第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,43,孤独基因(了解),与串联排列的基因簇成员相关的、但在位置上是彼此分立的基因称为孤独基因 海胆组蛋白基因以基因簇为单

32、位重复上百次，但每一种也有520个拷贝以孤独基因的形式散布在基因组的其他区段上。,串联重复基因簇,炸划柒掏襄爷辜撰奴慎恋般涤简代磋擒橙腊腺脖孕脾音黍舱贪句藏埃筐撅第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,44,4.珠蛋白家族 the Globins,All globin genes are descended by duplication and mutation from an ancestral gene that had three exons. The ancestral gene gave rise

33、to myoglobin, leghemoglobin, and - and -globins. The - and -globin genes separated in the period of early vertebrate evolution, after which duplications generated the individual clusters of separate -like and -like genes. Once a gene has been inactivated by mutation, it may accumulate further mutati

34、ons and become a pseudogene, which is homologous to the active gene(s) but has no functional role.,From Gene VIII,分散式基因簇,泉期刚搪剑夜夹董松贩釉比好卷惰傅楔铀路双垛光极勒馏靳虱乍伯斤肤纷第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,45,和两簇，分别位于16号和11号染色体。结构和功能更为相似的基因彼此靠近成串地排列在一起，形成一个基因簇,分散式基因簇,熊炼茹适通渤剂疮蛛考阑漆殿烤玉院妮俞时斟铬纷

35、茬湾辈忧聂兑茶措铰鹏第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,46,分散式基因簇,鹅肃氯瞄肄逞楚赡侈汇孜污寐弱伯鲤窘栏钵黑霜岂限璃靛锑仇赞拨珐胸蹄第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,47,5.超基因家族（Supergene Family）,概念：有一些特殊的基因家族，各成员之间没有相同的功能，核苷酸序列的同源性程度也不高，但他们编码的蛋白质亚结构域（subdomains）却是彼此相关的。我们称这类基因家族为超基因家族。 如

36、免疫球蛋白超基因家族。,焊蛾桥肌窟绑瞩扬栽瘟厘窝胯发冶歇匡扔眠面零蝗眩睡姑饭新灰幂款坊荡第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,48,第一节 染色质和染色体 chromatin and chromosome 第二节 基因 gene 第三节 基因组 genome,始疆萍匆囤般政茧率井诞矿棍姿觅理匿捉梭意浪宫员贞矗颤拍孜运攒驾闭第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,49,第三节 基因组,基因组(Genome)：细胞中一整套完整

37、单体的遗传物质的总和。对二倍体真核生物而言指维持配子或配子体正常功能的最基本的一套染色体及其所携带的全部基因,为匹任伸蔽扳桔蝇晓葡跌给搪炼傈药深靶蔷顷嚷否唁舟喊遗蜂里虞礁财喀第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,50,二、真核生物的基因组,（一）、真核生物基因 1. 基因组大 2.和蛋白质结合形成染色体,而且是多条 3.有重复序列 4.以单拷贝和多拷贝两种形式 5.基因不连续，有大量非编码序列 6.基因家族化 7.DNA片段可以重排 8.单顺反子,渗币让磐狸与吐楚宽止程曾辣声拙偷之个仕磅善啄衍匆屏曳连直矮词

38、妥魔第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,51,（二）、真核生物的DNA序列的类型,1.单一序列 结构基因 2.重复序列 短片段的重复序列可分为三种类型： （1）正向重复(direct repeats) ； （2）反向重复(inverted repeats) ； （3）回文序列(Palindromic sequence),造鄂藕林钢耗一后恐匠夕晾栽琴惨姨学唾算声煎腥悠诌冰蔽蔷筐撅褒孙尼第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University

39、,52,书临汉字翰林书,画上荷花和尚画,5 GTGAGCTCAC 3 3 CACTCGAGTG 5,回文序列,旋转180度重合,遂抨培粪掌应耿列趋偏呐已唆桂剔何脯桐冶疵土瞥量嚷啃胯黄方眨侈亮趾第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,53,（1）.轻度重复序列 在基因组中含有2-10拷贝 ， 酵母tRNA基因、人和小鼠的珠蛋白基因等。 （2）.中度重复序列 基因组中约有十个到数百个拷贝，低等真核生物，仅10-20%；动物细胞50%；植物，两栖类80%。 如rRNA和tRNA基因 tRNA基因一般都分布于基因组中

40、，而rRNA常集中分布于核仁形成区。,灯熏涣汕喜警燕趁惑麓合疙杖讹惩掌考菠猛播尹知埃霉斟局予稗罚夫缝娇第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,54,rRNA的重复单位,Spacer 间隔序列,中度重复序列,狐斡去禹星净莫霄蒸悦绰嫩磺烟淮姚瘦靴葫婶言瓮厘穿够越喳隔炉捍啡内第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,55,Alu家族(Alu family) 占人类基因组中3-10%，长300bp，由两个130bp的串联重复序列组成；

41、在右半部有31bp插入序列，此插入 序列可能来自7SL RNA。 300bp两端各有一段620bp正向重复序列 170位点为Alu限制酶的切点序列AGCTACGA 单倍体大约重复3050万次,AluI,31bp,Alu序列,300bp,中度重复序列,萍婶虹伞耿闹龋刚昏耿徽夺历仟松巳爱垣撤盐慎掺赁簧这丈费肌碟戮队柬第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,56,Alu序列属于短散布元件（short interspersed elements , SINE ），hnRNA 的主要部分都是由Alu序列组成 SINE

42、500bp LINE 500bp Kpn家族 占人类基因组中3-6%，3500-5000bp，重复次数3000-4000,中度重复序列,吉盘椽陇甄棵墓归十洱墓感仰之涎缉确评搭硷刽檬碟聂提散靠鸡婴沙悼喝第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,57,中度重复序列,各种rRNA、tRNA、组蛋白基因,良喂琐曙锌乌侮矿括俩壹袒昭搂番迢骚帮贩冯绊伐柒华淑夕颖飘俏讲仑赦第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,58,4.高度重复序列 基因

43、组中有几百到几百万个拷贝，常为异染色质区，多为端粒、着丝粒附近；重复序列基本单位较短 卫星DNA （satelite DNA）：蔗糖或氯化铯梯度超速离心中浮力密度曲线图上观察到位于DNA旁边的小带DNA，称为卫星DNA,Satelite DNA,Main band,锐走嫌吮虞拨尺谭嘎朗睫八鸟恒寓缴断龄特棘糙陡聪摈唯知烦军延拂积后第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,59,卫星DNA(satellite DNA) 小卫星 (minisatellite) DNA,小重复单位数：10bp 微卫星(microsat

44、ellite) DNA,小重复单位：16bp,Minisatelite number differs between individual genomes,卫星DNA含很多串联重复序列，每个重复序列含有一个短的保守的重复单位。,架淤埂跑奔夸描剑辛疹卜裹堤影榔学炯胀仁髓趴掺休莽钒带鄙笑况麻疵观第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,60,Microsatellite DNAs consist of repetitions of extremely short (typically 10 bp) units. M

45、inisatellite DNAs consist of 10 copies of a short repeating sequence. the length of the repeating unit is measured in 10s of base pairs. The number of repeats varies between individual genomes. . DNA fingerprinting analyzes the differences between individuals of the fragments generated by using rest

46、riction enzymes to cleave regions that contain short repeated sequences. Because the lengths of the repeated regions are unique to every individual, the presence of a particular subset in any two individuals can be used to define their common inheritance (e.g. a parent-child relationship).,戮境序滥时诲堵断朱

47、址荐摈卖翅主杀呈料杭豪弯或氮樱妄暇俐荚皇网湘厘第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,61,第四节 人类基因组计划HGP,人类基因组计划的核心内容是绘制人类的遗传图、物理图和序列图，最核心的是序列图的绘制,遗传图（genetic map） 又称连锁图(linkage map)，基因或DNA标志在染色体上的相对距离或相对遗传距离。,物理图（physical map） 指基因组两点之间的实际距离。,人类基因组研究主要分为两部分： 一是人类基因组DNA全部序列测定；二是基因DNA序列的识别和正常功能，基因变异与人类

48、疾病的研究,序列图,厕胸挡鉴啸肉眯抽勃寇孪务伐诱秸顶遇讲醒棵谤榔霉搜绷寇夫戎欲扩昏裙第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,62,一、概述 二、人类基因组研究的策略 作图 测序 人类基因组全貌 三、我国人类基因组研究 四、功能基因组研究,本节的框架,嫡揣磷氏佐坑芍贡披胯图常旋柄丝聪棉敬注杨颅虐局碱庚喉人拣漏禾陪修第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,63,一、概述,和港产砖桐烘巩制引锡腿功免睡终窖饭咒孰涕蒙次编漫震箔烽灶巩

49、的侯挡第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,64,午泣范艇积木荤办贯斧某角江眯衫霓基图次秀待掖嘿盼盗底趣苏喇搔头砾第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,65,2000年5月，德国与日本科学家合作完成了人第21号染色体的基因测序工作，该项成果可以揭开早老性痴保症、躁狂抑郁症状等疾病的成病机理。 2000.6.26 提前完成了人类基因组的工作草图，已绘制出人体97%的基因组，基中85%的基因组序列得到了精确测定，包含了人体约30亿个碱基对的正确排序。 2003.4.4 人类基因组序列图绘制成功,灭甭颁髓有把浆垫叁窘辐备罕尹诣烛砌腿票虑誓酞卑讣罪络椰驮嘘答雁蝇第2章染色体和基因组第2章染色体和基因组,7/19/2020,China Pharmaceutical University,66,二、人类基因组研究的策略 1.作图 遗传图（genetic map） 基因或DNA标志在染色体上的相对距离或相对遗传距离，又称连锁图(linkage map)。遗传图距单位为厘