主细胞中分离纯化（提质粒）。
• 质粒符合上述3个条件。 • 基因工程中主要使用人工构建的质粒。
(二)质粒的遗传控制
质粒能在不断增殖的细胞中以一定的拷贝数稳定 遗传，主要取决于4个不同的系统的精细调节。
1. 复制调控系统 –– 控制质粒的拷贝数 2. 分配系统 –– 使质粒在细菌分裂过程中精确分配到子细胞中 3. 细胞分裂控制系统 –– 能够抑制细胞分裂，使细胞分裂与
6. 基因有连续的和间断的 （与宿主有关）
7. 相关基因丛集 8. 基因重叠 9. 病毒基因组含有不规则结构基因
(1) 几个结构基因的编码区无间隔 (2) mRNA没有5端的帽结构
10.一种(3)病结毒构基基因因本组身只没是有一翻种译核起始酸序列
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第二节 原核生物基因组
一、原核生物基因组结构与功能的特点
第一节 病毒基因组
一、病毒基因组核酸的主要类型
按照核酸的性质、基因组结构及复制的特 点，可以将病毒基因组分为以下几种类型。
单链正股DNA 双链DNA 单链正股RNA 单链负股RNA 双链RNA
RNA病毒基因组所携带的遗传信息一般都在同一条链上，序列 与mRNA相同的为正股(+)，与mRNA互补的为负股(–)。在DNA中，不同 基因可以不同的链作为转录模板，很难严格的定义为正股或负股。因 此，有的病毒DNA有正股和负股之分，有的则没有。
• 质粒与宿主细胞的关系
• （1）质粒对宿主的生存不是必需的，只是“友好”的“借 居”宿主细胞中，既不杀伤细胞，对宿主的代谢活动也无 影响，宿主离开质粒照样的生存下去。
• （2）质粒离开宿主就无法生存，只有依赖宿主细胞的（酶 和蛋白质）帮助，才能完成自身的复制（扩增）、转录。
• （3）质粒经常为宿主执行一些适当的遗传功能，作为对宿 主细胞的补偿（“交房租”）。
概念
基因(gene)：
基因是指DNA分子中参与编码特异的蛋白质（多 肽链）或RNA的一段核酸序列。
基因组(genome)：
“基因组(genome)”一词是1920年Winkles从GENes 和chromosOMEs两词中取其部分组成的。泛指一个细胞 或一个生物体的全部遗传信息。在真核生物，基因组 是指一套（单倍体）染色体DNA。例如，人类基因组包含
5.2 5.4 46
4000
0.00017 0.00018 0.0015
0.13
1
环状
1
线性单链
1
线性
1
环状
1000
0.033
17
41000
1.4
4
2800000
4.1
23
病毒基因组结构简单，所含结构基因很少；原核生物基因
组所含基因数量较多，且有较为完善的表达调控体系；真核生
物基因组所含基因数量巨大，表达调控系统也更为精细。
了细胞核染色体DNA（22条常染色体和X、Y两条性染色体）和线 粒体DNA所携带的所有遗传物质。
病毒 病毒SV40 噬菌体X174 噬菌体 原核生物 大肠杆菌 真核生物 酵母 果蝇 人
不同生物体中DNA的大小和基本特征
千碱基对
长度(cm)
染色体数(单倍体)
不同生物体中DNA的大小和基本特征
形状
二、病毒基因组结构与功能的特点
1. 不同病毒基因组大小相差较大乙肝病毒3.2kb，痘病毒300kb 2. 不同病毒的基因组可以是不同结构的核酸 3. 病毒基因组有连续的也有不连续的（流感病毒
由8条单链RNA分子构成 ，呼肠孤病毒10条双链RNA片段构成）
4. 病毒基因组的编码序列大于90％ 5. 单倍体基因组(逆转录病毒基因组有两个拷贝)
• （4）质粒赋于宿主各种有利的表型（质粒编码蛋白质或 酶），使宿主获得生存优势，与我们基因工程实验紧密相 关的，如抗生素抗性基因：
• Amp r 酶，水解β-内酰胺环,解除氨苄毒性,使细菌抗氨苄。
• Tet r 膜蛋白,可阻止四环素进入细胞,使细菌抗四环素。
• 4.质粒发现和研究意义
• 1）理论意义 质粒能够复制、传递和表达遗传信 息，从分子遗传学观点来看是一种有机体，是比病 毒更原始的生命形式，是生命起源研究的一块重要 基石。
1. 基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成，无核膜包裹。转 录与翻译偶联在一起。
2. 基因组中只有1个复制起始点 3. 具有操纵子结构，转录单位一般是多顺反子 4. 编码顺序一般不会重叠 5. 基因是连续的,无内含子,转录后不需要剪切 6. 编码区大约占50％ 7. 基因组中重复序列很少 8. 具有编码同工酶的基因 9. 细菌基因组中存在着可移动的DNA序列,包括插入序列和转座子 10. DNA分子中具有多种功能的识别区域(如复制起始区、复制终止区、
顺反子
顺反子(cistron)：由结构基因转录生成的 mRNA序列称为顺反子。
单顺反子(monocistron) ：一个编码基因转录生 成一个mRNA分子，经翻译生成一条多肽链，此相 应的mRNA序列称为单顺反子。真核生物基因的转 录产物为单顺反子。
多顺反子(polycistron) ：原核生物中，大多数 功能相关的结构基因成簇地串联在一起，形成操纵 子，由操纵子控制转录生成的mRNA是多顺反子。
• 2）实践意义 是基因工程的重要载体（vector）， 能把外源基因（目的基因）送到宿主细胞中去克隆 扩增或克隆表达。
• ①质粒是可以改造的，可以剪切、剪接的，基因 工程的重要任务之一就是严格改造质粒的同时，控 制质粒不传递，若一个致癌质粒可以传递就可能会 传到外。
• ②作为基因工程载体的3个特点： • A.都能独立自主的复制； • B.都能便利的加以检测（抗生素抗性）； • C.都能容易引进宿主细胞中去，也易从宿
转录启动区和终止区等),这些区域往往具有特殊的序列，并且含有 反向重复序列 11. 不同的原核生物基因组中的GC含量相差较大
二、质粒 (一)概念
质粒是细菌细胞内携带的染色体外的DNA 分子，是共价闭合的环状DNA分子。能独
立复制的最小遗传单位。
1. 只能在宿主细胞内进行独立复制和扩增 2. 分子量一般为106~108，小型质粒长度一般为1.5~15kb 3. 质粒对宿主细胞的生存不是必需的 4. 携带的遗传信息能赋予细菌特定的遗传性状