基因組學(xué)、蛋白組學(xué)

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1、第三章基因組和基因組學(xué)GenomeandGenomics基因（Gene）的概念定義：基因是決定一定功能產(chǎn)物的DNA序列（片斷），是遺傳的結(jié)構(gòu)和功能單位。功能產(chǎn)物：RNA和蛋白質(zhì)染色體組（Chromosomeset）每個(gè)生殖細(xì)胞中的全部染色體稱為一個(gè)染色體組。人體體細(xì)胞內(nèi)含兩個(gè)染色體組。基因組（Genome）每個(gè)染色體組的DNA構(gòu)成一個(gè)基因組。廣義的基因組包括細(xì)胞核染色體基因組和細(xì)胞質(zhì)中的線粒體基因組。是一個(gè)細(xì)胞或一種生物體的整套遺傳物質(zhì)基因組學(xué)（Genomics）是指對(duì)所有基因進(jìn)行基因組作圖，核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析。第一節(jié)原核生物基因組原核生物的

2、生命活動(dòng)可進(jìn)行基因復(fù)制復(fù)雜的代謝活動(dòng)適應(yīng)環(huán)境的變化獲取自身所需的能量合成自身生長(zhǎng)所需的原料調(diào)節(jié)自身的酶系統(tǒng)組成及功能調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)某種蛋白質(zhì)的數(shù)量一、原核生物基因組一般特征DNA較小，一般為106~107堿基對(duì)基因數(shù)目較少，大約為3500個(gè)基因通常為一條環(huán)狀雙鏈DNA（dsDNA）只有一個(gè)DNA復(fù)制起始點(diǎn)GC含量差異很大，25%~75%之間，可用于推測(cè)細(xì)菌的種類（一）原核生物的類核結(jié)構(gòu)基因組DNA位于細(xì)胞中央的核區(qū)，無核膜形成類核結(jié)構(gòu)，中央為RNA和支架蛋白，外圍是雙鏈閉環(huán)的超螺旋DNA原核基因組類核結(jié)構(gòu)（二）原核生物的操縱子結(jié)構(gòu)是指數(shù)個(gè)功能上相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)在

3、一起，連同上游的調(diào)控區(qū)（包括調(diào)節(jié)基因、啟動(dòng)子、操縱基因）以及下游的轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)，共同組成的一個(gè)基因表達(dá)單位。（三）原核生物的結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因是連續(xù)的，無內(nèi)含子成分多順反子結(jié)構(gòu)多數(shù)為單拷貝基因，編碼rRNA、tRNA的基因?yàn)槎嗫截惤Y(jié)構(gòu)基因的編碼順序一般不重疊＊基因重疊是指基因組DNA中某些順序被兩個(gè)及以上基因所共用（四）具有編碼同功酶的基因表達(dá)功能相同的產(chǎn)物的一類基因，但基因結(jié)構(gòu)不完全相同。二、質(zhì)粒質(zhì)粒（plasmid）指細(xì)菌細(xì)胞染色體以外，能獨(dú)立復(fù)制并穩(wěn)定遺傳的共價(jià)閉合環(huán)狀DNA分子（一）質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)環(huán)狀雙鏈超螺旋DNA分子分子量4×106~1×108D

4、可發(fā)生構(gòu)象變化，出現(xiàn)超螺旋、半開環(huán)、線狀三種構(gòu)象具有較強(qiáng)的抗切割和抗變性的能力（二）質(zhì)粒的命名與分類命名：用p代表質(zhì)粒，后面用兩個(gè)大寫字母代表作者或?qū)嶒?yàn)室名稱及編號(hào)。如pUC118分類：可根據(jù)復(fù)制機(jī)制、功能、轉(zhuǎn)移方式、大小以及對(duì)宿主的依賴程度不同進(jìn)行分類。復(fù)制機(jī)制嚴(yán)緊型質(zhì)粒松弛型質(zhì)粒質(zhì)粒功能F質(zhì)粒（性質(zhì)粒）R質(zhì)粒（抗藥性質(zhì)粒）Col質(zhì)粒（大腸桿菌素生長(zhǎng)因子）轉(zhuǎn)移方式結(jié)合型質(zhì)?？梢苿?dòng)型質(zhì)粒自傳遞型質(zhì)粒質(zhì)粒的宿主范圍窄宿主譜型質(zhì)粒廣宿主譜型質(zhì)粒（三）質(zhì)粒的生物學(xué)特性可移動(dòng)性；自我復(fù)制的能力；攜帶篩選標(biāo)記（抗藥性基因、營(yíng)養(yǎng)缺陷型基因、抗重金屬基因、抗紫外線／X射線抗性

5、基因）；不相容性。pBR322質(zhì)粒物理圖譜三、可移動(dòng)的DNA序列定義：又稱轉(zhuǎn)座因子（tranposableelement）或轉(zhuǎn)座元件。是一類在細(xì)菌染色體、質(zhì)?；蚴删w之間自行移動(dòng)并具有轉(zhuǎn)位特性的獨(dú)立DNA序列。是基因重組的一種方式。分類：可分為三類插入序列轉(zhuǎn)座子可轉(zhuǎn)座的噬菌體（一）插入序列插入序列（insertionsequence，IS）：具有轉(zhuǎn)座能力的簡(jiǎn)單遺傳因子，長(zhǎng)度一般小于2kb。IS因子只含有與轉(zhuǎn)座有關(guān)的基因與序列。共同特征是在其末端都具有一段反向的重復(fù)序列（IR）。（二）轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子（transposons）：　　每個(gè)轉(zhuǎn)座子都帶有3個(gè)基因：一個(gè)是編

6、碼對(duì)氨芐青霉素抗性的β–內(nèi)酰胺酶(β-lactamase)基因，其它二個(gè)是編碼與轉(zhuǎn)座作用有關(guān)的基因（TnpA和TnpR）。（三）可轉(zhuǎn)座的噬菌體可轉(zhuǎn)座的噬菌體（transposablephage）:是一類溫和型噬菌體，如Mu噬菌體。（四）轉(zhuǎn)座子的遺傳效應(yīng)引起突變引入新的基因基因重排第二節(jié)病毒基因組病毒的生物學(xué)特性結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不能獨(dú)自復(fù)制依賴宿主細(xì)胞完成復(fù)制完整的病毒顆粒由核酸和蛋白質(zhì)組成一、病毒基因組特征分子較小，一般為1.5×103~3.6×106，基因數(shù)少；每種病毒只含一種核酸（RNA或DNA），可為雙鏈或單鏈、環(huán)狀或線性；核酸分正鏈和負(fù)鏈，與mRNA序列一致的

7、為正鏈，與mRNA序列互補(bǔ)的為負(fù)鏈；反轉(zhuǎn)錄病毒（逆轉(zhuǎn)錄病毒）是一類特殊類型的單鏈正鏈RNA病毒，含有RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶，能使RNA反轉(zhuǎn)錄生成DNA。一、病毒基因組特征基因組中有基因重疊現(xiàn)象，能攜帶較多的遺傳信息；有操縱子結(jié)構(gòu)和相關(guān)基因叢集；感染真核細(xì)胞的病毒基因內(nèi)部含有內(nèi)含子；少或無重復(fù)序列；基因組中編碼序列占90%以上；基因組多為單倍體；含有不規(guī)則結(jié)構(gòu)基因病毒基因組結(jié)構(gòu)二、幾種典型的病毒基因組SV40病毒基因組：又稱為猴猿病毒40，分離于猴腎細(xì)胞。雙鏈環(huán)狀DNA。引起細(xì)胞空泡變性或誘發(fā)肉瘤。是分子病毒學(xué)研究的工具。SV40病毒轉(zhuǎn)錄后加工二、幾種典型的病毒

8、基因組腺病毒基因組：線狀