基因组的结构和功能
② 小卫星DNA(minisatellite DNA): 其重复单位为15~70 bp,存在于常染色体。Fra bibliotek编辑ppt
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③ 微卫星DNA/短串联重复序列(microsatellite DNA/short tandem repeat, STR):
其重复单位为2~5 bp,存在于常染色体,常见 于内含子中。
人类基因组DNA中平均每6~10kb就有一个
STR位点 。不同个体之间在一个同源STR位点
的重复次数不同。 由于重复单位及重复次数不
同,使其在不同种族,不同人群之间的分布具
有很大差异性,构成了STR遗传多态性。
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➢ 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 。
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3. 基因组中存在大量的重复序列以及非编码序 列。真核生物基因组内非编码序列占90%以 上,是与细菌、病毒的重要区别,在一定程 度上也是生物进化的标尺。
4. 真核生物基因组中也存在一些可移动的DNA
序列(转座元件)。
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一、真核生物基因组中重复序列的结构与功能
真核生物基因组中通常存在大量的重复序列, 可占整个基因组DNA的90%以上。
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➢典型的长散在核元件(LINEs)是KpnⅠ重复序 列家族,因在其序列中存在限制酶KpnⅠ的切 点而得名。
➢KpnⅠ家族的重复单位一般为6 ~ 7 kb或更长,
其两侧也各有一段正向重复序列,功能上与Alu
家族相似。
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(三)单拷贝序列: ➢ 单拷贝序列在基因组中只出现一次或几次, 因此复性速度很慢。 ➢ 单拷贝序列属于结构基因,它储存了巨大 的遗传信息,编码各种功能不同的蛋白质。
➢限制性内切酶Alu的切点为(AG CT),将其切成 130bp和170bp的两段。
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➢Alu 家 族 的 功 能 是 多 方 面 的 , 可 能 参 与 hnRNA 的 加 工 与 成 熟 , 也 与 遗 传 重 组 及 染 色体不稳定性有关。最近研究表明,Alu顺 序可能具有转录调节作用。
➢ STR分析法已经成为法医学领域个体识别和 亲权鉴定的重要分析方法,可应用于司法案 件调查,也就是遗传指纹分析。
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15-year old Lynda Mann
15-year old Dawn Ashworth
Alec J.Jeffreys和历史上第一张DNA指纹图谱
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1802年的一副杰斐逊和莎莉的讽刺画像
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➢真核基因组中,中度重复序列主要包括短散在 核元件(short interspersed nuclear elements, SINEs)和长散在核元件(long interspersed nuclear elements,LINEs)。
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➢典型的短散在核元件(SINEs)是灵长类所特 有的Alu重复序列家族,因在其序列中存在限 制酶Alu的切点而得名。
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(二)中度重复序列: ➢ 中度重复序列是指在基因组中重复数十次 至数万次的部分,其复性速度快于单拷贝 序列,但慢于高度重复序列。
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➢中 度 重 复 序 列 中 有 一 部 分 是 编 码 rRNA 、 tRNA、组蛋白及免疫球蛋白的结构基因,另 一部分可能与基因调控有关。
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➢高度重复序列按其结构特点可分为三种: 1. 反向重复序列(inverted repeats):
➢ 是由两个相同顺序的互补拷贝在同一DNA 双链上反向排列而成。
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反向重复序列的两种形式
发卡结构
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回文结构
画上荷花和尚画 书临汉字翰林书
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2. 卫星DNA(satellite DNA) : ➢ 卫星DNA的重复单位一般由2~70 bp组成, 成串排列。 ➢ 卫星DNA占基因组的比例随种属而异,在 0.5~31% 范围内。
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真核生物基因组中的重复序列
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二、多基因家族与假基因
多基因家族(multigene family)——指DNA序 列具有较高的同源性(通常大于50%),并且 其编码产物具有相同或相似生理功能的一组结 构基因。
多基因家族中的基因通常是由同一祖先基因经
进化或变异而来。
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采用复性动力学方法来研究真核生物基因组 时,可按其复性速度的快慢或出现频率的高
低,将这些重复序列分为高度重复序列,中 度重复序列和单拷贝序列三大类。
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(一)高度重复序列: ➢ 高度重复序列在基因组中重复频率高,可 达106次,因此复性速度很快。高度重复序 列在基因组中所占比例随种属而异,一般 在10~60%范围内。 ➢ 人的高度重复序列约占整个基因组的20% 左右。
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➢卫 星 DNA 的 碱 基 组 成不同于其它部分, 故可用等密度梯度 离心法从基因组中 分离出来。
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➢ 人类基因组中可分离出三类卫星DNA ,共占 人类基因组的5 ~ 6%:
① 大卫星DNA(macrosatellite DNA): 其重复单位为5~171 bp,主要分布于染色 体的着丝粒区。
第二章 基因组的结构与功能
Chapter 2 Structure and Function of Genome
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基因组(genome)是指生物体中一套完整的 遗传物质的总和。 基因组的结构是指具有一定生物学功能的片段 在核酸分子上的分布与排列情况。 基因组的功能是贮存和表达遗传信息。
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第一节 真核生物基因组的 结构与功能
Section 1 Structure and Function of Eukaryotic Genome
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真核生物基因组的特点
1. 真核生物基因组都是由大分子双链线状DNA 构成。染色体通常成对出现(双倍体)。
2. 基因组非常庞大,结构非常复杂,有多个复 制起始位点。
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多基因家族可分为两类: 1. 基因家族成簇地分布在同一染色体上并同时
进行转录,如组蛋白基因家族;
chromosome 7
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