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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