第三章基因与基因组学第三章基因与基因组学学习目标学习目标掌握基因、基因组、质粒的概念。熟悉原核生物、真核生物、病毒基因组的特征。质粒的种类和特性。了解工程质粒的应用；常见病毒的基因组。目录目录第一节基因与基因组的概念基因与基因组的概念第二节原核生物基因组原核生物基因组第三节真核生物基因组真核生物基因组第四节病毒基因组病毒基因组第一节基因与基因组的概念一、基因的分子生物学定义一个基因是编码有功能的蛋白质或RNA所必需的全部核酸序列（通常是DNA序列），包括编码序列、编码序列外的侧翼序列及插入序列。•插入图片一个细胞或病毒的全部遗传信息称为基因组（genome）。二、基因组第二节原核生物基因组原核生物的核物质分散，没有核膜包绕，遗传物质也比较简单，只有一个环状的DNA，不含组蛋白，无核仁，只有核糖体一种细胞器。细菌、立克次体、支原体、衣原体等都属于原核生物。什么是原核生物？（一）类核结构仅仅由一条环状双链DNA分子构成，不形成明显的细胞核。一、原核生物基因组一般特征（二）一个复制起始点原核生物的基因组中通常只有一个DNA的复制起始点。（三）操纵子结构原核生物绝大多数的结构基因按照功能的相关性成簇地串联于染色体上，连同其上游的调控区以及下游的转录终止信号共同组成了一个基因表达单位。（四）原核生物的结构基因原核生物的结构基因是连续的。一、原核生物基因组一般特征•插入图片（一）质粒的命名质粒(plasmid)是存在于细菌染色体以外的，具有自主复制能力的环状闭合的双链DNA分子。二、质粒（二）质粒的种类①耐药性质粒或R质粒②致育性质粒或称F质粒③毒力质粒或Vi质粒④细菌素质粒⑤代谢质粒二、质粒（三）质粒的特性①具有自我复制能力。②质粒DNA所编码的产物能赋予细菌某些特定的性状。③质粒不是细菌生命活动所必需的物质，可自行丢失或经人工处理。④质粒具有转移性。⑤质粒可分为相容性和不相容性两种。二、质粒（四）工程质粒的应用二、质粒它的遗传物质由染色体DNA及质粒DNA组成。染色体DNA是环状双链分子。基因组分子为2.64×109Da，总长度约为4.6×106个bp，整个基因组约有3500个基因，已经定位的有1400多个。染色体DNA的总长度为1100～1400μm，约为大肠杆菌菌体长度的1000倍。三、大肠杆菌基因组第三节真核生物基因组真核生物较为复杂，有真正的细胞核，有核膜、核仁。遗传物质与蛋白质结合形成染色体而集中在细胞核中。细胞质中有各种细胞器。多细胞动物、植物等都属于真核生物。什么是真核生物？（一）细胞核基因组特征1.体细胞一般为双倍体。2.真核基因组远大于原核基因组，具有许多复制起始点。3.单顺反子结构一个基因只编码一条多肽链或RNA链。一、真核生物基因组一般特征（一）细胞核基因组特征4.断裂基因它的结构基因是不连续的。5.重复序列真核基因组中非编码序列中存在着许多重复序列。一、真核生物基因组一般特征（一）细胞核基因组特征6.多态性（1）限制性片段长度多态性（2）单核苷酸多态性一、真核生物基因组一般特征（一）细胞核基因组特征7.端粒真核生物染色体末端存在着一种特殊结构，是DNA和蛋白质在染色体末端膨大形成的一种结构，能保护染色体末端，避免其融合或被降解。一、真核生物基因组一般特征端粒（二）细胞质基因组特征动物细胞线粒体DNA含有37个编码基因，分别编码2个rRNA、22个tRNA和13种蛋白质编码基因。一、真核生物基因组一般特征线粒体有如下遗传特性①mtDNA复制具有半自主性。②线粒体基因病为母系遗传。③异质性。④阈值效应。⑤mtDNA突变率高。⑥多拷贝。一、真核生物基因组一般特征第四节病毒基因组（一）基因组大小病毒的基因组很小，基因数少，所含的遗传信息也很少。（二）基因组核酸类型病毒的基因组可以由DNA或RNA中的一种组成。（三）基因重叠同一段DNA片段可编码两种甚至三种蛋白质分子。一、病毒基因组一般特征（四）病毒基因可连续也可间断（五）基因组中重复序列和非编码区少（六）基因组主要是单倍体（七）相关基因丛集（八）含有不规则结构基因一、病毒基因组一般特征（一）DNA病毒基因组的一般特点1．DNA病毒的基因组（1）线性双链DNA病毒（2）...
