原核生物基因组结构和基因
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关于原核生物和真核生物的知识点总结原核生物与真核生物是生物界的两种不同的类别,分别拥有不同的结
构和功能。
原核生物是指具有原核基因组和三种核酸(DNA、RNA和蛋白质)的单细胞生物,如细菌和古细菌,它们是最早出现的基本细胞类型。
真核生物是指拥有真核细胞基因组的具有多细胞结构的复杂生物,包括植物、动物、真菌和几种原生动物。
首先,原核生物和真核生物的最大区别是其基因组的组成。
原核生物
拥有一个原核基因组,其中包含DNA,RNA和蛋白质。
真核生物拥有一个
更丰富的真核基因组,其中包含DNA,RNA和蛋白质,还有一种叫做核糖
核酸(rRNA)的物质。
这种物质的存在使得真核生物可以更有效地使用基因,从而实现更精细的生物功能。
其次,原核生物和真核生物在形态结构上也有较大的差异。
原核生物
是单细胞生物,具有细胞膜、核仁、线粒体等细胞组织。
真核生物拥有更
多的细胞组织,如细胞膜、核仁、线粒体、胞浆和液泡,形成多细胞组织,并且有不同的细胞组织可以完成不同的功能。
此外,真核生物还有可以进
化的进化过程,从而实现更多的生物功能。
此外,原核生物和真核生物之间还有一个重要的差异是其能量代谢途
径的不同。
原核生物基因组和真核生物基因组的区别:1、真核生物基因组指一个物种的单倍体染色体组(1n)所含有的一整套基因。
还包括叶绿体、线粒体的基因组。
原核生物一般只有一个环状的DNA分子,其上所含有的基因为一个基因组。
2、原核生物的染色体分子量较小,基因组含有大量单一顺序(unique-sequences),DNA仅有少量的重复顺序和基因。
真核生物基因组存在大量的非编码序列。
包括:.内含子和外显子、.基因家族和假基因、重复DNA序列。
真核生物的基因组的重复顺序不但大量,而且存在复杂谱系。
3、原核生物的细胞中除了主染色体以外,还含有各种质粒和转座因子。
质粒常为双链环状DNA,可独立复制,有的既可以游离于细胞质中,也可以整合到染色体上。
转座因子一般都是整合在基因组中。
真核生物除了核染色体以外,还存在细胞器DNA,如线粒体和叶绿体的DNA,为双链环状,可自主复制。
有的真核细胞中也存在质粒,如酵母和植物。
4、原核生物的DNA位于细胞的中央,称为类核(nucleoid)。
真核生物有细胞核,DNA序列压缩为染色体存在于细胞核中。
5、真核基因组都是由DNA序列组成,原核基因组还有可能由RNA组成,如RNA病毒。
原核生物和真核生物区别(从细胞结构、基因组结构和遗传过程分析)主要差别由真核细胞构成的生物。
包括原生生物界、真菌界、植物界和动物界。
真核细胞与原核细胞的主要区别是:【从细胞结构】1.真核细胞具有由染色体、核仁、核液、双层核膜等构成的细胞核;原核细胞无核膜、核仁,故无真正的细胞核,仅有由核酸集中组成的拟核2.真核细胞有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡等细胞器,原核细胞没有。
真核细胞有发达的微管系统,其鞭毛(纤毛)、中心粒、纺锤体等都与微管有关,原核生物则否。
3.真核细胞有由肌动、肌球蛋白等构成的微纤维系统,后者与胞质环流、吞噬作用等密切相关;而原核生物却没有这种系统,因而也没有胞质环流和吞噬作用。
真核细胞的核糖体为80S型,原核生物的为70S型,两者在化学组成和形态结构上都有明显的区别。
原核生物与真核生物基因表达的区别最佳答案原核生物的机体能在基因表达过程的任何阶段进行调控,如调控可在转录阶段、转录后加工阶段和翻译阶段进行。
转录的调控主要发生在起始阶段,这样可避免浪费能量合成不必要的转录产物。
通常不在转录延伸阶段进行调控,但可在终止阶段进行调控,终止可以防止越过终止子而进行下一个基因的转录。
RNA的初级转录产物本身是一个受调控的靶分子,转录物作为一个整体其有效性可以受到调控,例如,它的稳定性可以决定它是否保存下来用于翻译。
此外,初级转录产物转变为成熟分子的加工能力可决定最后mRNA分子的组成和功能。
在真核细胞中,还可对RNA从核到胞浆中的转运进行调控。
但是在细菌中,mRNA只要一合成,就可用于翻译。
翻译也像转录一样,在起始阶段和终止阶段进行调控。
DNA转录的起始和RNA翻译的起始路线也很相似。
真核生物基因表达的调控要比原核生物复杂得多,特别是高等生物,不仅由多细胞构成,而且具有组织和器官的分化。
细胞中由核膜将核和细胞质分开,转录和翻译并不是偶联,而是分别在核和细胞质中进行的,基因组不再是环状或线状近于裸露DNA,而是由多条染色体组成,染色体本身结构是以核小体为单位形成的多极结构,真核生物的个体还存在着复杂的个体发育和分化,因此说真核生物的基因表达调控是多层次的,从DNA到RNA到有功能蛋白质多途径进行调控的。
主要的调控途径有如下几个方面:①DNA和染色体水平上的调控:基因的拷贝数扩增或丢失和基因重排,DNA修饰,在染色体上的位置,染色体结构(包括染色质、异染色质、核小体)都可影响基因表达。
②转录水平上的调控:转录起始的控制和延伸的弱化对mRNA前体的水平都会产生影响。
③转录后RNA加工过程和运送中的调控:真核基因转录出的mRNA前体,要经过加工才能成熟为mRNA,包括切割、拼接、编辑、5`和3`末端修饰等,成熟的mRNA再运出细胞核。
④翻译水平上的调控:5`端前导序列形成茎环结构降低翻译水平或抑制蛋白结合5`端,阻止mRNA的翻译。
原核生物与真核生物的遗传物质与基因组织结构的差异按照细胞的结构和遗传物质在细胞内的分布可将生命有机体划分为原核生物和真核生物两大类。
噬菌体和病毒既不是原核生物也不是真核生物它们是一种超分子的亚细胞生命形式它们的遗传物质是DNA或RNA。
特征原核生物真核生物核膜无有不同染色体数目11核小体结构无有核仁无有遗传交换质粒介导单向配子融合DNA是原核生物染色体的主要组成成分含量占染色体的80以上其余为RNA和蛋白质。
原核生物的遗传物质一般为环状DNADNA存在于细胞内相对集中的区域一般称为拟核nucleoid但并无核膜包裹。
拟核当中的DNA只以裸露的核酸分子存在虽与少量蛋白质结合但不形成染色体结构。
当然它还有一些位于拟核之外的遗传物质——质粒和转座因子。
真核生物中也含有转座因子原核生物一般只有一条染色体即一个核酸分子DNA或RNA而且染色体DNA大多数以双链、共价闭和、环状的形式存在。
多少年来一直以为原核生物的单一环状染色体是区别于真核生物中的多条线状染色体的最好标志。
然而越来越多的研究证明除单一环状的染色体外有些细菌具有多条环状染色体还有些细菌具有线状染色体。
如根癌土壤杆菌含有2条染色体其中一条是长度为3.0Mb的环状染色体另一条是长度为2.1Mb的线状染色体原核细胞中含有一些DNA结合蛋白它们与DNA结合后帮助DNA进行高度折叠。
这些参与DNA折叠的蛋白质称为类组蛋白histone-like protein。
除类蛋白外DNA还与其他蛋白质相结合如与复制、转录和加工有关的蛋白质结合在一起这样其环状染色体DNA以紧密缠绕的、致密的、不规则小体形式存在该小体即是拟核。
真核生物基因组与原核生物基因组有很大的差异真核生物基因的结构、基因表达的过程、表达调控等方面都远比原核生物复杂。
真核生物和原核生物的最大差异之一是遗传物质的分布和存在状态。
原核细胞的遗传物质是以裸露DNA或RNA的形式位于拟核之中而真核细胞的遗传物质是以与组蛋白和非组蛋白相结合缠绕成多条染色体的形式集中于细胞核中。
复旦大学2020—2021学年第1学期《现代分子生物学》考试试卷(A卷)院/系年级专业姓名学号考生答题须知1.所有题目答题答案必须做在考点发给的答题纸上,做在本试题册上无效。
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3.答题时一律使用蓝、黑色墨水笔或圆珠笔作答(画图可用铅笔),用其它笔答题不给分。
4.答题时不准使用涂改液等具有明显标记的涂改用品。
一、单选题(共10题,每题2分,共20分。
每题的备选项中,只有一个最符合题意)1.下列有关基因的叙述,错误的是( )。
A.蛋白质是基因表达的唯一产物B.基因是DNA链上具有编码功能的片断C.基因也可以是RNAD.基因突变不一定导致其表达产物改变结构E.基因具有方向性2.请根据原核生物负转录调控的类型及其特点,请选择正确答案,完成下列表格( )。
调节物结合到DNA上正调节负调节是ⅠⅡ否ⅢⅣA.Ⅰ:开启;Ⅱ:关闭;Ⅲ:关闭;Ⅳ:开启B.Ⅰ:关闭;Ⅱ:关闭;Ⅲ:关闭;Ⅳ:开启C.Ⅰ:开启;Ⅱ:开启;Ⅲ:开启;Ⅳ:关闭D.Ⅰ:关闭;Ⅱ:开启;Ⅲ:开启;Ⅳ:关闭3.下列mRNA5′端序列中,具有典型的原核生物Shine-Dalgamo(SD)序列特征的是( )。
A.5′……UUAAG……3′B.5′……AGGAG……3′C.5′……GCCCG……3′D.5′……CUCCA……3′4.下列哪一种类型的酶可能不参与切除修复(ExcisionalRepair)?( )A.DNA聚合酶B.RNA聚合酶C.DNA连接酶D.解旋酶(helicase)E.外切酶(exonuclease)5.下列可能引起移码突变的是( )。
A.点突变B.转换C.颠换D.缺失E.插入3个或3的倍数个核苷酸6.Western杂交是用于下列杂交技术中的哪一个?( )A.DNA-DNAB.RNA-RNAC.DNA-RNAD.抗体-抗原结合 7.DNA甲基化是基因表达调控的重要方式之一,甲基化的位点是( )。
第二章基因【目的要求】掌握:基因的概念及结构特点;结构基因;基因转录调控相关序列;顺式作用元件;多顺反子,单顺反子。
一、基因:是负责编码RNA或一条多肽链的DNA片段,包括编码序列、编码序列外的侧翼序列及插入序列。
二、结构基因:基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列成为结构基因。
三、基因转录调控相关序列:1原核生物基因的调控序列中最基本的是启动子和终止子,有些基因中还有不同的调节蛋白结合位点或操纵元件。
操纵元件:是一段能够被不同基因表达调控蛋白识别和结合的DNA序列,是决定基因表达效率的关键元件。
2真核生物基因中的调控序列一般被称为顺式作用原件,包括启动子和上游启动子元件、增强子、反应元件和poly(A)加尾信号。
启动子和上游启动元件:TATA盒-TFIID-RNA聚合酶复合物(启动转录);CAA盒-CTF(决定转录的效率);GC盒-Sp1(促进转录)。
增强子:可特异性的与转录因子结合,增强转录因子的活性。
四、顺式作用元件:真核生物基因中的调控序列一般被称为顺式作用原件。
包括启动子和上游启动子元件、增强子、反应元件和poly(A)加尾信号。
五、多顺反子:原核生物的结构基因多转录为多顺反子mRNA,即每一个mRNA分子带有几种蛋白质的遗传信息(来自几个结构基因),利用共同的启动子及终止信号,组成“操纵子”的基因表达调控单元。
转录出来的mRNA分子可以编码几种不同的、但是多为功能相关蛋白质。
六、单顺反子:真核生物结构基因转录为单顺反子mRNA,即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,基本上没有操纵子的结构。
转录生成的mRNA前体中既有编码序列(外显子),又有间隔序列(内含子),需要进行转录后的剪切加工以及各种修饰,形成成熟的mRNA。
1熟悉:基因型;表现型;基因突变;;外显子;内含子;选择性剪接。
一、基因型:指逐代传递下去的成对因子的集合,因子中一个来源于父本,另一个来源于母本。
原核基因组的结构特点
原核基因组的结构特点主要包括以下几个方面:
1. 通常由一条环状双链DNA分子组成,这是原核生物基因组的主要特点之一。
2. 基因组中只有一个复制起点,这使得原核生物的DNA复制相对简单和快速。
3. 基因通常是连续的,没有内含子。
原核生物的基因组中很少有内含子,这使得基因表达更为简单和直接。
4. 基因组中重复序列很少,这意味着基因组相对较为紧凑,没有大量的重复序列。
5. 编码蛋白质的结构基因多为单拷贝基因,这可能与原核生物基因组的简单性和进化历史有关。
6. 基因组中存在多种功能的识别区域,如复制起始区、复制终止区、转录启动
区和终止区等,这些区域对于基因的表达和调控具有重要作用。
7. 基因组中存在可移动的DNA序列,包括插入序列和转座子等。
这些可移动的DNA序列可以影响基因的表达和基因组的稳定性。
8. 原核生物基因组中存在操纵子结构,这是原核生物基因表达调控的一种重要方式。
操纵子结构包括调节基因、结构基因和调控序列,它们协同作用以控制基因的表达。
原核基因组的结构特点相对简单和紧凑,但它们仍然具有高度的遗传多样性和适应性,这使得原核生物能够在各种环境中生存和繁衍。
一、原核生物基因组结构的特征:1、原核生物的染色体是由一个核酸分子(DNA或RNA)组成的,DNA(RNA)呈环状或线性,而且它的染色体分子量较小。
2、功能相关的基因大多以操纵子形式出现。
如大肠杆菌的乳糖操纵子等。
操纵子是细菌的基因表达和调控的一个完整单位,包括结构基因、调控基因和被调控基因产物所识别的DNA 调控原件(启动子等)。
3、蛋白质基因通常以单拷贝的形式存在。
一般而言,为蛋白编码的核苷酸顺序是连续的,中间不被非编码顺序所打断。
4、基因组较小,只含有一个染色体,呈环状,只有一个复制起点,一个基因组就是一个复制子。
6、重复序列和不编码序列很少。
越简单的生物,其基因数目越接近用DNA 分子量所估计的基因数。
如MS 2 和λ噬菌体,它们每一个基因的平均碱基对数目大约是1300 。
如果扣除基因中的不编码功能区,如附着点attP ,复制起点、黏着末端、启动区、操纵基因等,几乎就没有不编码的序列了。
这点与真核生物明显不同,据估算,真核生物不编码序列可占基因组的90 %以上。
这些不编码序列,其中大部分是重复序列。
在原核生物中只有嗜盐细菌、甲烷细菌和一些嗜热细菌、有柄细菌的基因组中有较多的重复序列,在一般细菌中只有rRNA 基因等少数基因有较大的重复。
9、功能密切相关的基因常高度集中,越简单的生物,集中程度越高。
例如,除已知的操纵子外,λ噬菌体7 个头部基因和11 个尾部基因都各自相互邻接。
头部和尾部基因又相邻接,又如,有关DNA 复制基因O 、P ;整合和切离基因int ,xis ;重组基因red α、red β;调控基因N 、c Ⅰ、c Ⅱ、c Ⅲ、cro 也集中在一个区域,而且和有关的结构基因又相邻近。
10 DNA绝大部分用于编码蛋白质,结构基因多为单拷贝11、结构基因中无重叠现象(一段DNA序列编码几种蛋白质多肽链)12、基因组中存在可移动的DNA序列,如转座子和质粒等二、原核生物基因组功能的特点:1、染色体不与组蛋白结合。
初二生物原核生物基因组结构原核生物是一类最简单的生物,包括细菌和古细菌。
与真核生物相比,原核生物具有独特的基因组结构。
本文将介绍原核生物基因组的特点和结构。
一、基因组大小和复制方式原核生物的基因组相对较小,通常只包含几千到几百万个碱基对。
这与真核生物的基因组相比较小,因为原核生物的基因组中没有大量重复的DNA序列和非编码区域。
原核生物的基因组复制方式也与真核生物有所不同。
真核生物的基因组复制是以线性DNA分子为基础的,而原核生物的基因组复制则是以环状DNA分子为基础的。
这种环状DNA分子称为染色体。
二、DNA序列和基因结构原核生物基因组中的DNA序列相对较简单,通常包含少量非编码区域和大量编码区域。
编码区域包含了基因,而非编码区域则包含了启动子、转录因子结合位点等重要的调控元件。
原核生物基因的结构也与真核生物有所不同。
真核生物基因通常是由内含子和外显子组成的,而原核生物基因则通常没有内含子,只包含一个连续的编码区域。
这种结构的基因称为“典型基因”。
三、基因组组织和启动子原核生物基因组中基因的组织和编码区域之间的间隔相对较短。
这些间隔区域通常包含了启动子、转录因子结合位点等重要的调控元件。
启动子是控制基因转录的关键部分,它位于基因的起始位置。
原核生物的启动子通常由一系列特定序列组成,这些序列可与转录因子结合,从而启动基因的转录过程。
四、基因的表达和调控原核生物的基因表达和调控方式也与真核生物有所不同。
原核生物的基因表达和调控主要发生在转录水平上,而真核生物除了转录调控外,还包括转录后调控、翻译调控和后转录调控等多个层次。
原核生物的基因表达主要受到启动子的调控,当转录因子结合到启动子上时,可以激活或抑制基因的转录过程。
转录因子的结合与启动子上的特定序列相匹配,这种特异性结合是基因调控的关键。
综上所述,原核生物基因组有其独特的结构与特点。
相对于真核生物,原核生物的基因组较小,基因的组织和结构也有所不同。
原核生物基因组的结构特点原核生物基因组是指原核生物(包括细菌和古菌)中的遗传物质的总和,是细胞内遗传信息的载体。
与真核生物相比,原核生物基因组具有一些独特的结构特点。
本文将从基因组大小、基因密度、基因组重复、基因组结构和基因组稳定性等方面进行探讨。
原核生物基因组的大小相对较小。
细菌的基因组大小一般在几百万到几千万碱基对之间,最小的细菌基因组仅有几十万碱基对。
古菌的基因组大小相对较大,一般在几百万到几千万碱基对之间。
与之相比,真核生物的基因组通常在几百万到几十亿碱基对之间。
原核生物基因组较小的特点主要是由于其相对简单的细胞结构和功能的限制所致。
原核生物基因组的基因密度较高。
基因密度指的是在基因组中基因的数量与基因组大小的比值。
由于原核生物基因组较小,相对较多的基因被编码在有限的基因组中,因此基因密度较高。
细菌的基因密度通常在80%以上,古菌的基因密度也较高。
而真核生物的基因密度往往较低,通常在2-3%左右。
第三,原核生物基因组存在较多的基因组重复。
基因组重复指的是基因组中出现了相同或类似序列的现象。
在原核生物基因组中,常见的重复序列包括转座子、重复序列和基因家族等。
转座子是一类能够在基因组中移动的遗传元件,其存在可以导致基因组结构的变化。
重复序列是指在基因组中存在多个重复的DNA序列,可以影响基因的表达和调控。
基因家族是指在基因组中存在多个相似的基因,这些基因通常具有相似的结构和功能。
原核生物基因组的结构较为简单。
原核生物基因组通常由一个圆形染色体组成,也可以存在线性染色体或多个染色体。
与真核生物不同,原核生物的基因组没有明显的核小体和染色体螺旋结构。
基因组中的基因通常以串联的方式排列,没有明确的染色体区域和染色体间的组织结构。
原核生物基因组的稳定性相对较低。
原核生物的基因组存在较高的突变率和重组率,容易发生基因重组、水平基因转移和基因组重排等现象。
这些变异和重组事件可以导致基因组结构的变化和基因的丢失或获得,从而影响细菌的适应性和进化。
原核生物基因一、引言基因是生物体的基本遗传单位,负责编码生命活动所需的蛋白质。
原核生物是指没有核膜的一类生物,主要包括细菌、支原体、衣原体和蓝藻等。
原核生物基因的研究对于理解生命本质、探索生物进化、开发新的生物技术等方面都具有重要意义。
本文将重点介绍原核生物基因的结构、表达调控、多样性以及其他生物基因的对比等方面的内容。
二、原核生物基因结构原核生物基因通常由编码区和非编码区组成。
编码区负责编码蛋白质,由一系列连续的核苷酸组成,按照三联体密码子的方式编码氨基酸。
非编码区则是一些调控序列,如启动子、终止子等,它们参与基因的表达调控。
原核生物基因的结构相对简单,但它们却具有一些特殊的结构特征,如重叠基因、多顺反子等,这些特征与真核生物基因存在显著差异。
三、原核生物基因表达调控原核生物基因的表达调控主要涉及转录和翻译两个过程。
转录是指将DNA 中的信息转录为RNA的过程,而翻译则是将RNA中的信息翻译成蛋白质的过程。
原核生物基因的转录调控主要包括对转录起始、延伸和终止等过程的调控,而翻译调控则主要涉及对翻译起始、延伸和终止等过程的调控。
此外,原核生物基因的表达还受到环境因素的调节,如温度、pH值、营养物质等。
这些调控机制使得原核生物能够快速适应环境变化,维持生命活动。
四、原核生物基因的多样性原核生物基因具有丰富的多样性,这与其独特的进化历程和适应环境变化的能力密切相关。
原核生物基因的多样性主要体现在以下几个方面:1.物种多样性:原核生物包括许多不同的物种,如细菌、支原体、衣原体和蓝藻等,它们具有各自独特的基因组和遗传特征。
2.基因重组与变异:原核生物基因组中的基因可以通过重组和变异等方式产生遗传变异,这有助于它们适应不断变化的环境条件。
3.适应性进化:某些原核生物在特定的环境条件下能够发生适应性进化,产生新的基因和蛋白质,从而更好地适应环境变化。
4.共生与互作:某些原核生物之间存在共生或互作关系,这种关系有助于它们在特定环境下的生存和繁衍。