如题所述
C值反常:通常,越是高等的生物,其基因组越长,但存在多种反常现象。 在高等生物中,基因数量越多,基因密度越小。 mRNA在转录后需要经过剪切去除内含子序列,才能成为成熟的RNA。
染色体是细胞分裂时期出现的一种可被碱性染料强烈染色,并具有特定形态和结构特征的复合物,是遗传信息的载体,由DNA、RNA(主要是未完成转录而与模板DNA相连的RNA,其含量不到DNA的10%)和蛋白质构成,具有储存和传递遗传信息的功能。细菌的DNA是一条相对分子质量约为10^7的共价闭合双链分子,通常也被称为染色体。作为遗传物质,染色体具有以下特征:1)分子结构相对稳定。2)能够自我复制,以保持亲子代之间的连续性。3)能够指导蛋白质的合成。4)能够产生可遗传的变异。
真核细胞染色体的组成包括:1)蛋白质,包括组蛋白和非组蛋白。组蛋白是染色体的结构蛋白,它们与DNA组成核小体。通常可以用2mol/L的氯化钠或0.25mol/L HCl/硫酸处理染色质以使组蛋白与DNA分开,然后通过离子交换柱层析分离。不重复序列通常只有一个或几个拷贝,占DNA总量的40%-80%,结构基因基本上属于不重复序列。中度重复序列的重复次数为10^3至10^4,占总DNA的10%-40%,包括各种rRNA、tRNA以及某些结构基因如组蛋白基因等。高度重复序列——卫星DNA,这类DNA仅在真核生物中发现,占基因组的10%-60%,由6-100个碱基组成,在DNA链上串联重复成千上万次。实验室中通常用CsCl密度梯度离心将卫星DNA与其他DNA分开,形成两个以上的峰,即含量较大的主峰和高度重复序列的小峰,后者又称为卫星区带。卫星DNA不转录,其功能不明,可能与染色体的稳定性有关。
HMG蛋白质,即高迁移率族蛋白,是指一系列染色质相关蛋白。DNA结合蛋白是非组蛋白,与DNA复制或转录有关的酶或调节物。核小体是构成染色质的基本结构单位,由核心颗粒和连接区DNA组成,由H2A、H2B、H3和H4各两个分子形成的八聚体和由约200bp DNA组成。
真核生物基因组结构的特点包括:1)基因组庞大。2)存在大量重复序列。3)大部分为非编码序列。4)真核基因组的转录产物为单顺反子。5)真核基因是断裂基因,含有内含子。6)存在大量顺式作用元件,包括启动子、增强子、沉默子等。7)真核基因组中存在大量的DNA多态性。DNA多态性是指DNA序列中发生变异导致的个体间核苷酸序列的差异,主要包括单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)和串联重复序列多态性(tandem repeats polymorphism)。8)真核基因组具有端粒结构,端粒是真核生物线性基因组DNA末端的一种特殊结构,由一段DNA序列和蛋白质形成的复合体,其DNA序列相当保守,具有保护线性DNA完整复制、保护染色体末端和决定细胞寿命等功能。
原核生物基因组的特点包括:1)结构简单。2)存在转录单元。原核生物DNA序列中功能相关的RNA和蛋白质基因往往聚集在基因组的一个或几个特定部位,形成功能单位或转录单元,它们可被一起转录为含多个mRNA的分子,称为多顺反子mRNA。3)有重叠基因。
DNA复制涉及拓扑异构酶、解旋酶、单链结合蛋白、引物合成酶、DNA聚合酶和DNA连接酶。生物体内能独立复制的单位称为复制子,复制时,双链DNA要解开成两股分别进行,因此,这个复制起始点呈叉子形式,被称为复制叉。复制叉从复制起始点开始沿着DNA链连续移动,可产生两个复制叉,进行双向复制。从细菌、酵母、线粒体、叶绿体中鉴定出的复制起始点的共同特点是含有丰富的AT序列。通常,细菌、病毒、线粒体的DNA分子都是作为单个复制子完成复制的。真核生物基因组可以同时在多个复制起始位点进行双向复制,真核生物复制子并非同时起作用。复制子中控制复制终止的位点称为复制终止点。环形大肠杆菌DNA,复制从双向进行,到复制起始位点180度的地方便是复制终止位点。复制方向,通过放射自显影实验可以判断DNA复制的方向性。先用低放射性的前导链DNA的合成以5'→3'方向,随着亲代双链DNA的解开而连续进行复制(目前只发现了5'→3'方向的DNA合成酶)。后随链合成过程中,一段亲本DNA单链首先暴露出来,然后以与复制叉相反的方向合成一系列冈崎片段,然后把它们连接成完整的后随链。这样的复制在生物界具有普遍性,被称为双螺旋DNA的半不连续复制。线性DNA双链的复制:复制叉生长方式有单一起始点的单向和双向,多个起始点的双向。环状DNA双链的复制:θ型,前导链DNA开始复制前,复制原点的核酸序列被转录生成短RNA链,作为起始DNA复制的引物。滚环型,是单向复制的一种特殊方式。D环型。
原核生物DNA复制的特点如下图为大肠杆菌DNA复制起始点(oriC)保守序列分布图:(其中DnaA是DNA解旋酶)1)DNA双螺旋的解旋,DNA在复制时,复制起始点双链首先解开,形成复制叉,这是一个有多种蛋白质及酶参与的复杂过程。例如:拓扑异构酶Ⅰ,解链酶,Dna蛋白等。一旦局部解开双链,就必须有SSB蛋白来稳定解开的单链,以保证该局部结构不会恢复成双链,接着由引发酶等组成引发体迅速作用于两条单链DNA上。无论是前导链还是后随链都需要一段RNA引物以起始子链DNA的合成。2)原核生物一个转录起始位点,控制多个基因。3)基因组大小、基因密度、基因间序列,功能未知,不是内含子。4)假基因:病毒感染,逆转录,整合到基因组上,称假基因。假基因无启动子。5)重复序列:微卫星DNA、基因组单位重复。以下序列不参与基因表达,不是基因:复制起始位点、着丝粒、端粒、黏粒将复制的DNA、姐妹染色单体绑在一起、大沟、小沟、大沟中有丰富的化学信息,如碱基对、DNA变性、复性,是可逆的。连环数=扭转数+缠绕数。扭转数是一条链绕着另一条的次数(DNA双螺旋可以看做一条链围绕另一条链的次数),缠绕数是螺旋的螺旋,是互卷和螺线管数目的总和。cccDNA就是没有螺旋的双链DNA分子,乙肝病毒DNA就是这样的分子。拓扑异构酶可以破坏糖-磷酸骨架(简单来说,拓扑异构酶作用方式是剪开其中一条链,使其穿过另一条链,来解开螺旋)。
染色体是细胞分裂时期出现的一种可被碱性染料强烈染色,并具有特定形态和结构特征的复合物,是遗传信息的载体,由DNA、RNA(主要是未完成转录而与模板DNA相连的RNA,其含量不到DNA的10%)和蛋白质构成,具有储存和传递遗传信息的功能。细菌的DNA是一条相对分子质量约为10^7的共价闭合双链分子,通常也被称为染色体。作为遗传物质,染色体具有以下特征:1)分子结构相对稳定。2)能够自我复制,以保持亲子代之间的连续性。3)能够指导蛋白质的合成。4)能够产生可遗传的变异。
真核细胞染色体的组成包括:1)蛋白质,包括组蛋白和非组蛋白。组蛋白是染色体的结构蛋白,它们与DNA组成核小体。通常可以用2mol/L的氯化钠或0.25mol/L HCl/硫酸处理染色质以使组蛋白与DNA分开,然后通过离子交换柱层析分离。不重复序列通常只有一个或几个拷贝,占DNA总量的40%-80%,结构基因基本上属于不重复序列。中度重复序列的重复次数为10^3至10^4,占总DNA的10%-40%,包括各种rRNA、tRNA以及某些结构基因如组蛋白基因等。高度重复序列——卫星DNA,这类DNA仅在真核生物中发现,占基因组的10%-60%,由6-100个碱基组成,在DNA链上串联重复成千上万次。实验室中通常用CsCl密度梯度离心将卫星DNA与其他DNA分开,形成两个以上的峰,即含量较大的主峰和高度重复序列的小峰,后者又称为卫星区带。卫星DNA不转录,其功能不明,可能与染色体的稳定性有关。
HMG蛋白质,即高迁移率族蛋白,是指一系列染色质相关蛋白。DNA结合蛋白是非组蛋白,与DNA复制或转录有关的酶或调节物。核小体是构成染色质的基本结构单位,由核心颗粒和连接区DNA组成,由H2A、H2B、H3和H4各两个分子形成的八聚体和由约200bp DNA组成。
真核生物基因组结构的特点包括:1)基因组庞大。2)存在大量重复序列。3)大部分为非编码序列。4)真核基因组的转录产物为单顺反子。5)真核基因是断裂基因,含有内含子。6)存在大量顺式作用元件,包括启动子、增强子、沉默子等。7)真核基因组中存在大量的DNA多态性。DNA多态性是指DNA序列中发生变异导致的个体间核苷酸序列的差异,主要包括单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)和串联重复序列多态性(tandem repeats polymorphism)。8)真核基因组具有端粒结构,端粒是真核生物线性基因组DNA末端的一种特殊结构,由一段DNA序列和蛋白质形成的复合体,其DNA序列相当保守,具有保护线性DNA完整复制、保护染色体末端和决定细胞寿命等功能。
原核生物基因组的特点包括:1)结构简单。2)存在转录单元。原核生物DNA序列中功能相关的RNA和蛋白质基因往往聚集在基因组的一个或几个特定部位,形成功能单位或转录单元,它们可被一起转录为含多个mRNA的分子,称为多顺反子mRNA。3)有重叠基因。
DNA复制涉及拓扑异构酶、解旋酶、单链结合蛋白、引物合成酶、DNA聚合酶和DNA连接酶。生物体内能独立复制的单位称为复制子,复制时,双链DNA要解开成两股分别进行,因此,这个复制起始点呈叉子形式,被称为复制叉。复制叉从复制起始点开始沿着DNA链连续移动,可产生两个复制叉,进行双向复制。从细菌、酵母、线粒体、叶绿体中鉴定出的复制起始点的共同特点是含有丰富的AT序列。通常,细菌、病毒、线粒体的DNA分子都是作为单个复制子完成复制的。真核生物基因组可以同时在多个复制起始位点进行双向复制,真核生物复制子并非同时起作用。复制子中控制复制终止的位点称为复制终止点。环形大肠杆菌DNA,复制从双向进行,到复制起始位点180度的地方便是复制终止位点。复制方向,通过放射自显影实验可以判断DNA复制的方向性。先用低放射性的前导链DNA的合成以5'→3'方向,随着亲代双链DNA的解开而连续进行复制(目前只发现了5'→3'方向的DNA合成酶)。后随链合成过程中,一段亲本DNA单链首先暴露出来,然后以与复制叉相反的方向合成一系列冈崎片段,然后把它们连接成完整的后随链。这样的复制在生物界具有普遍性,被称为双螺旋DNA的半不连续复制。线性DNA双链的复制:复制叉生长方式有单一起始点的单向和双向,多个起始点的双向。环状DNA双链的复制:θ型,前导链DNA开始复制前,复制原点的核酸序列被转录生成短RNA链,作为起始DNA复制的引物。滚环型,是单向复制的一种特殊方式。D环型。
原核生物DNA复制的特点如下图为大肠杆菌DNA复制起始点(oriC)保守序列分布图:(其中DnaA是DNA解旋酶)1)DNA双螺旋的解旋,DNA在复制时,复制起始点双链首先解开,形成复制叉,这是一个有多种蛋白质及酶参与的复杂过程。例如:拓扑异构酶Ⅰ,解链酶,Dna蛋白等。一旦局部解开双链,就必须有SSB蛋白来稳定解开的单链,以保证该局部结构不会恢复成双链,接着由引发酶等组成引发体迅速作用于两条单链DNA上。无论是前导链还是后随链都需要一段RNA引物以起始子链DNA的合成。2)原核生物一个转录起始位点,控制多个基因。3)基因组大小、基因密度、基因间序列,功能未知,不是内含子。4)假基因:病毒感染,逆转录,整合到基因组上,称假基因。假基因无启动子。5)重复序列:微卫星DNA、基因组单位重复。以下序列不参与基因表达,不是基因:复制起始位点、着丝粒、端粒、黏粒将复制的DNA、姐妹染色单体绑在一起、大沟、小沟、大沟中有丰富的化学信息,如碱基对、DNA变性、复性,是可逆的。连环数=扭转数+缠绕数。扭转数是一条链绕着另一条的次数(DNA双螺旋可以看做一条链围绕另一条链的次数),缠绕数是螺旋的螺旋,是互卷和螺线管数目的总和。cccDNA就是没有螺旋的双链DNA分子,乙肝病毒DNA就是这样的分子。拓扑异构酶可以破坏糖-磷酸骨架(简单来说,拓扑异构酶作用方式是剪开其中一条链,使其穿过另一条链,来解开螺旋)。
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