4结构基因组学讲述
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《基因组学》这门课程主要包含基因组和基因组研究两大部分。
基因组部分主要介绍基因组的基础知识,基因组研究重点介绍基因组研究的方法和进展,重点介绍结构基因组、功能基因组和比较基因组的内容。
1 基因组基因组指一种生物所拥有的整套遗传物质,它包含该生物的全部遗传信息。
绝大多数生物都以脱氧核糖核酸(DNA)为遗传物质,仅有一些病毒以核糖核酸(RNA)为遗传物质。
DNA是由4种脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3′,5′-磷酸二酯键相连构成的长链。
大多数DNA是由两条多聚脱氧核苷酸链以极性相反,反向平行的方式,由氢键连接而成的双螺旋结构。
也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174等。
有的DNA为环形,有的DNA 为线形。
RNA一般是单链线形分子,构成RNA的核苷中的核糖为2′位非脱氧的OH基,其碱基中没有胸腺嘧啶,只有尿嘧啶。
生物进化从低等到高等,从简单到复杂,遗传信息量不断增加,因而基因组也相应不断增大。
然而在高等生物进化阶段上述规律不成立,这表明高等生物基因组中存在大量的无用序列。
原核生物基因组通常为一个环状DNA分子,原核生物基因组很小,因而其组织结构十分经济有效,很少含有无用的多余序列。
真核生物基因组由多个DNA分子组成,每个皆为双链线形分子。
真核生物的每个DNA分子皆与蛋白质结合,构成染色体,染色体上有着丝粒结构,可以进行有丝分裂。
真核生物基因组通常比较大,含有内含子序列,有大量重复序列,其表达调控机制较复杂。
真核生物的一个基因在基因组上通常由编码序列外显子和非编码序列内含子组成。
DNA转录为RNA后,内含子序列必须切除。
外显子通常都较短,内含子的长度可以从很短到非常长。
内含子的插入和缺失可造成基因的进化。
随着物种进化程度的提高,不仅间断基因的比例增加,而且每个间断基因所包含的外显子(或内含子)数目也增加。
真核生物基因组中存在基因家族与基因簇。
我们把来源相同、结构相似、功能相关的一组基因称为基因家族。
高考生物基因组成知识点基因组是指一个生物体细胞内的全部基因的集合,是生物遗传信息的总和。
在高考生物中,基因组成是一个重要的知识点,它涉及基因的结构、组织、功能和调控等方面。
本文将从基因的组成、基因的结构和表达以及基因调控等方面进行探讨,旨在帮助高考生更好地理解和掌握基因组成知识点。
一、基因的组成基因是决定遗传特征的基本单位。
在细胞核中,基因由DNA分子组成,DNA是由四种碱基(腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胸腺嘧啶T和胞嘧啶C)组成的双链螺旋结构。
基因组的组成基本上就是基因序列的组合,而基因序列是由这四种碱基的排列组合而成的。
二、基因的结构和表达基因可以分为启动子、编码区和终止子等部分。
启动子位于基因序列的起始位置,它能够启动转录过程。
编码区是基因序列中真正进行信息转录和翻译的部分,它包含了编码蛋白质所需要的全部信息。
终止子位于编码区的末端,它帮助信使RNA终止转录。
基因的表达是指基因通过转录和翻译过程将遗传信息转变为蛋白质的过程。
在转录过程中,DNA的双链解旋形成单链,然后通过RNA聚合酶将RNA合成物合成mRNA。
在翻译过程中,mRNA与核糖体结合,通过tRNA将氨基酸按照mRNA上的密码子顺序连接起来,最终形成蛋白质。
三、基因调控基因的调控是指控制基因表达水平的过程。
在细胞内部,基因的表达水平受到多种因素的调控,包括DNA甲基化、组蛋白修饰、转录因子结合等。
DNA甲基化是指DNA分子上的腺嘌呤碱基(A)被甲基化修饰。
DNA甲基化可以抑制基因的转录,从而影响基因的表达水平。
组蛋白修饰是指组蛋白分子上的化学修饰,如乙酰化、甲基化等。
组蛋白修饰可以改变染色质的结构,使得某些基因得到启动或抑制。
转录因子是一类参与基因转录的蛋白质,它们能够与启动子结合,激活或抑制基因的转录。
基因调控是一个复杂而精细的过程,能够使细胞对外界环境的变化作出响应,并确保基因在适当的时候、适当的程度表达出来。
总结起来,在高考生物中,基因组成是一个重要的知识点。