第四章基因与基因组的结构与功能 甘肃装业大学
第四章 基因与基因组的结构与功能
基因、基因组的概念 o基因：是原核、真核生物以及病毒的DNA和 RNA分子中具有遗传效应的核苷酸序列，是 遗传的基本单位和突变单位以及控制性状的 功能单位。 基因组：是指生物体或者细胞中，一套完整 单体遗传物质的总和。 。不同生物的基因组大小及复杂性不同。生物 的复杂性与基因组内的基因数量有关。进化 程度越高，基因组越复杂。 甘肃装少大学
基因、基因组的概念 基因：是原核、真核生物以及病毒的DNA和 RNA分子中具有遗传效应的核苷酸序列，是 遗传的基本单位和突变单位以及控制性状的 功能单位。 基因组：是指生物体或者细胞中，一套完整 单体遗传物质的总和。 不同生物的基因组大小及复杂性不同。生物 的复杂性与基因组内的基因数量有关。进化 程度越高，基因组越复杂
比如人基因组的全长为大约3X10对碱基， 编码3-4万个蛋白分子 Human family Human cel Nuclear genome Mitochondrial genomes 83 甘萧装业大学
比如人基因组的全长为大约3 X 109对碱基， 编码 3-4万个蛋白分子
oC值（C-value)：在真核生物中，每种生物的单倍 体基因组的DNA总量总是恒定的，称为C值 C-value is the quantity of DNA in the genome(per haploid set of chromosomes). 。C值是每种生物的一个特征，不同生物之间差别很大 。低等真核生物中与形态学复杂程度相关，但高等真 核生物中变化很大 甘萧装业大学
C值（C-value）：在真核生物中，每种生物的单倍 体基因组的DNA总量总是恒定的，称为C-值 【C-value is the quantity of DNA in the genome(per haploid set of chromosomes).】 C值是每种生物的一个特征，不同生物之间差别很大 低等真核生物中与形态学复杂程度相关，但高等真 核生物中变化很大
oC值悖理：是指真核生物中DNA含量的反常现象。 表现为： 。C值不随生物的进化程度和复杂性而增加，如肺 鱼的C值为112.2，而人的C值是3.2，与牛的相近 。关系密切的生物C值相差甚大，如豌豆为14，蚕 豆为2，相差7倍 。真核生物DNA的量远远大于编码蛋白质等物质所 需的量。 甘薪装业大学
C值悖理：是指真核生物中DNA含量的反常现象。 表现为： C值不随生物的进化程度和复杂性而增加，如肺 鱼的C值为112.2，而人的C值是3.2，与牛的相近 关系密切的生物C值相差甚大，如豌豆为14，蚕 豆为2，相差7倍 真核生物DNA的量远远大于编码蛋白质等物质所 需的量
例：人类与E.co编码基因数目的比较研究 E.coli.4X10 bp DNA约编码3000种基因 人类29X108bp的DNA是大肠杆菌的700多倍 有上百万个基因？？？
例：人类与E.coli编码基因数目的比较研究 E.coli. 4 X 106bp DNA 约编码3000种基因 人类29 X 108 bp 的DNA 是大肠杆菌的700多倍 有上百万个基因？？？
不同生物种类的C值分布范围 Flowerng plants Birds 植物 Mamm als Reptiles Amphibians Bomy fish 动物 araC门ous fish Echinoderms Crustaceans Insects Molds Algae 条商 ©ram+】bacteria Gram()bactena 细菌 Mycoplasma 1010101010U10 甘萧袭业大学
动物 真菌 等 细菌 植物 不同生物种类的C值分布范围
噬菌体（PHAGE) 1、ΦX174噬菌体：很小的E.coli噬菌体 oDNA为单链环状，有5386个核苷酸 (Frederick Sanger-于1977分析测定，为此荣获第二次 诺贝尔奖) 2、ΦX174噬菌体基因排列更加体现经济原则 a、11个蛋白质基因，转录成三个mRNA b、DNA分子绝大部分用来编码蛋白质，不翻 译部分只占4% 甘萧装业大学
噬菌体（PHAGE ） 1、ΦX174噬菌体：很小的E.coli噬菌体 DNA为单链环状，有5386个核苷酸 （Frederick Sanger于1977分析测定，为此荣获第二次 诺贝尔奖 ） 2、ΦX174噬菌体基因排列更加体现经济原则 a、11个蛋白质基因，转录成三个mRNA b、DNA分子绝大部分用来编码蛋白质，不翻 译部分只占4％
C、显著的特点是有重叠基因 mRNA 噬菌体链DNA合成 (overlapping genes或嵌套 H 基因nested genes). 。重叠基因有以下几种情况： A mRNA *一个基因完全在另一个基因 G 中X174 内部 如：B和A* E和D 互补链DNA合成 其读码结构互不相同 mRNA F -ATG--∥---AATGCC--∥--TAACG--∥-TAA-- A* ATGCCN----NNATAA B 甘萧装业大学
C、显著的特点是有重叠基因 （overlapping genes 或嵌套 基因 nested genes） 重叠基因有以下几种情况： * 一个基因完全在另一个基因 内部 如：B和A＊ E和D 其读码结构互不相同 ---ATG-----//------AATGCC ----//---ATAACG---//--TAA---- A* B ATGCCN----NNATAA
mRNA *部分重叠 K和C 噬菌体链DNA合成 H A *两个基因共用少数碱基对 A mRNA G 如：A*和CD和J 中X174 K B 互补链DNA合成 C Start codon mRNA F -----ATGA------- E A* Stop codon D Stop codon -------TAATG------- J Start codon 甘萧袭业大学
* 部分重叠 K和C * 两个基因共用少数碱基对 如：A *和C D和J -------ATGA------- C Start codon -------TAATG------- A* Stop codon D Stop codon J Start codon