简述真核基因组的组织特征?
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发布时间:2022-04-25 17:05
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时间:2023-05-08 19:12
真核生物的基因组一般比较庞大,例如人的单倍体基因组由3×106 bp碱基组成,按1000个碱基编码一种蛋白质计,理论上可有300万个基因。但实际上,人细胞中所含基因总数大概会超过10万个。这就说明在人细胞基因组中有许多DNA序列并不转录成mRNA用于指导蛋白质的合成。DNA的复性动力学研究发现这些非编码区往往都是一些大量的重复序列,这些重复序列或集中成簇,或分散在基因之间。在基因内部也有许多能转录但不翻译的间隔序列(内含子)。因此,在人细胞的整个基因组当中只有很少一部份(约占2-3%)的DNA序列用以编码蛋白质。
真核生物基因组有以下特点。
1.真核生物基因组DNA与蛋白质结合形成染色体,储存于细胞核内,除配子细胞外,体细胞内的基因的基因组是双份的(即双倍体,diploid),即有两份同源的基因组。
2.真核细胞基因转录产物为单顺反子。一个结构基因经过转录和翻译生成一个mRNA分子和一条多肽链。
3.存在重复序列,重复次数可达百万次以上。
4.基因组中不编码的区域多于编码区域。
5.大部分基因含有内含子,因此,基因是不连续的。
6.基因组远远大于原核生物的基因组,具有许多复制起点,而每个复制子的长度较小。
高度重复序列:
高度重复序列在基因组中重复频率高,可达百万(106)以上,因此复性速度很快。在基因组中所占比例随种属而异,约占10-60%,在人基因组中约占20%。高度重复顺序又按其结构特点分为三种。
(1)倒位(反向)重复序列
这种重复顺序复性速度极快,即使在极稀的DNA浓度下,也能很快复性,因此又称零时复性部分,约占人基因组的5%。反向重复序列由两个相同顺序的互补拷贝在同一DNA链上反向排列而成。变性后再复性时,同一条链内的互补的拷贝可以形成链内碱基配对,形成发夹式或“+”字形结构。倒位重复(即两个互补拷贝)间可有一到几个核苷酸的间隔,也可以没有间隔。没有间隔的又称回文(palimdr-ome),这种结构约占所有倒位重复的三分之一。若以两个互补拷贝组成的倒位重复为一个单位,则倒位重复的单位约长300bp或略少。两个单位之间有一平均1.6kb的片段相隔,两对倒位重复单位之间的平均距离约12kb,亦即它们多数散布非群集于基因组中。
(2)卫星DNA
卫星DNA(satelliteDNA)是另一类高度重复序列,这类重复顺序的重复单位一般由2-10bp组成,成串排列。由于这类序列的碱基组成不同于其他部份,可用等密度梯度离心法将其与主体DNA分开,因而称为卫星DNA或随体DNA。在人细胞组中卫星DNA约占5-6%。按照它们的浮力密度不同,人的卫星DNA可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种。果蝇的卫星DNA顺序已经搞清楚,可分为三类,这三类卫星DNA都是由7bp组成的高度重复顺序:卫星Ⅰ为5'ACAACT3',卫星Ⅱ为5'ACAAATT3'。而蟹的卫星DNA为只有AT两个碱基的重复顺序组成。
(3)较复杂的重复单位组成的重复顺序
这种重复顺序为灵长类所独有。用*性内切酶HindⅢ消化非洲绿猴DNA,可以得到重复单位为172bp的高度重复顺序,这种顺序大部份由交替变化的嘌呤和嘧啶组成。有人把这类称为α卫星DNA。而人的α卫星DNA更为复杂,含有多顺序家族。
(4)高度重复顺序的功能
a.参与复制水平的调节反向序列常存在于DNA复制起点区的附近。另外,许多反向重复序列是一些蛋白质(包括酶)和DNA的结合位点。
b.参与基因表达的*DNA的重复顺序可以转录到核内不均一RNA分子中,而有些反向重复顺序可以形成发夹结构,这对稳定RNA分子,免遭分解有重要作用.
c.参与转位作用几乎所有转位因子的末端都包括反向重复顺序,长度由几个bp到1400bp。由于这种顺序可以形成回文结构,因此在转位作用中即能连接非同源的基因,又可以被参与转位的特异酶所识别。
d.与进化有关不同种属的高度重复顺序的核苷酸序列不同,具有种属特异性,但相近种属又有相似性。如人的α卫星DNA长度仅差1个碱基(前者为171bp,后者为172bp),而且碱基序列有65%是相同的,这表明它们来自共同的祖先。在进化中某些特殊区段保守的,而其他区域的碱基序列则累积着变化。
e.同一种属中不同个体的高度重复顺序的重复次数不一样,这可以作为每一个体的特征,即DNA指纹
f.α卫星DNA成簇的分布在染色体着丝粒附近,可能与染色体减数*时染色体配对有关,即同源染色体之间的联会可能依赖于具有染色体专一性的特定卫星DNA顺序。
中度重复顺序
中度重复序列大致指在真核基因组中重复数十至数万(<105)次的重复顺序。其复性速度快于单拷贝顺序,但慢于高度重复顺序。少数在基因组中成串排列在一个区域,大多数与单拷贝基因间隔排列。依据重复顺序的长度,中度重复顺序可分为两种类型。
....太多了,摘不下来
http://www.37c.com.cn/topic/004/theory/LL1_2_6.htm 去这里看
参考资料:http://www.37c.com.cn/topic/004/theory/LL1_2_6.htm