真核生物基因组结构 (2)

第二讲真核生物基因组真核生物的基因组比较庞大，并且不同生物种间差异很大，例如人的单倍体基因组由3.16×109 bp组成。

在人细胞的整个基因组中实际上只有很少一部份（约占2%~3％）的DNA序列用以编码蛋白质。

第一节真核生物基因组特点真核生物体细胞内的基因组分细胞核基因组与细胞质基因组，细胞核基因组是双份的（二倍体，diploid），即有两份同源的基因组；细胞质基因组可有许多拷贝。

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。

细胞核基因组存在重复序列，重复次数可达百万次以上，大多为非编码序列；因此，基因组中不编码的区域多于编码区域。

大部分基因含有内含子，因此，基因是不连续的。

真核生物基因组远远大于原核生物的基因组，具有许多复制起点，但每个复制子的长度较小。

一、细胞核基因组与细胞质基因组（一）细胞核基因组细胞核基因组的DNA与蛋白质结合形成染色体（chromosome）。

除配子细胞外，体细胞有两个同源染色体，因此基因组有两份同源的基因组。

染色体储存于细胞核内，是基因组遗传信息的载体。

（二）线粒体基因组线粒体基因组DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）为双链环状超螺旋分子，类似于质粒DNA，分子量小，大多在1~200×106之间，如人类mtDNA仅由16569bp组成。

mtDNA的复制属于半保留复制，可以是θ型复制，或滚环复制，或D环复制，由线粒体DNA聚合酶催化完成。

线粒体基因组主要编码与生物氧化有关的一些蛋白质和酶，如：呼吸链中的细胞色素氧化酶有七个亚基，其中三个亚基由mtDNA编码，其余四个亚基由细胞核DNA编码；细胞色素还原酶有七个亚基，基中的一个亚基由mtDNA编码；ATP酶含有十个亚基，其中四个亚基由mtDNA编码。

线粒体基因组可能还包括一些抗药性基因。

此外，线粒体基因组有自己的rRNA，tRNA，核糖体等系统，因此线粒体本身的一些蛋白质基因也可以在线粒体内独立地进行表达。

第二章基因与基因组结构与功能（一）选择题A型题1．原核生物染色体基因组是A．线性双链DNA分子B．环状双链DNA分子C．线性单链DNA分子D．线性单链RNA分子E．环状单链DNA分子2．真核生物染色体基因组是A．线性双链DNA分子B．环状双链DNA分子C．线性单链DNA分子D．线性单链RNA分子E．环状单链DNA分子3．有关原核生物结构基因的转录，叙述正确的是A．产物多为多顺反子RNAB．产物多为单顺反子RNAC．不连续转录D．对称转录E．逆转录4．原核生物的基因组主要存在于A．质粒B．线粒体C．类核D．核糖体E．高尔基体5．下列有关原核生物的说法正确的是A．原核生物基因组DNA虽然与蛋白结合，但不形成真正的染色体结构B．结构基因中存在大量的内含子C．结构基因在基因组中所占比例较小D．原核生物有真正的细胞核E．基因组中有大量的重复序列6．下列有关原核生物的说法不正确的是A．原核生物的结构基因与调控序列以操纵子的形式存在B．在操纵子中，功能上关联的结构基因串联在一起C．在一个操纵子内，几个结构基因共用一个启动子D．操纵元件也是结构基因E．基因组中只存在一个复制起点7．真核生物染色质中的非组蛋白是A．碱性蛋白质B．序列特异性DNA结合蛋白C．识别特异DNA序列的信息存在于蛋白上D．不能控制基因转录及表达E．不参与DNA分子的折叠和组装8．真核生物染色质的基本结构单位是A．α-螺旋B．核小体C．质粒D．ß-片层E．结构域9．关于真核生物结构基因的转录，正确的说法是A．产物多为多顺反子RNAB．产物多为单顺反子RNAC．不连续转录D．对称转录E．新生链延伸方向为3'→5'10．外显子的特点通常是A．不编码蛋白质B．编码蛋白质C．只被转录但不翻译D．不被转录也不被翻译E．调节基因表达11．下列有关卫星DNA说法错误的是A．是一种高度重复序列B．重复单位一般为2~10 bpC．重复频率可达106D．能作为遗传标记E．在人细胞基因组中占5%~6%以上12．下列有关真核生物结构基因的说法不正确的是A．结构基因大都为断裂基因B．结构基因的转录是不连续的C．含有大量的重复序列D．结构基因在基因组中所占比例较小E．产物多为单顺反子RNA13．染色体中遗传物质的主要化学成分是A．组蛋白B．非组蛋白C．DNAD．RNAE．mRNA14．真核生物染色质中的组蛋白是A．酸性蛋白质B．碱性蛋白质C．一种转录因子D．带负电荷E．不带电荷15．指导合成真核生物蛋白质的序列主要是A．高度重复序列B．中度重复序列C．单拷贝序列D．卫星DNAE．反向重复序列16．真核生物基因组一般比较庞大，但所含基因总数却很少，究其原因下列说法不正确的是A．产物多为单顺反子RNAB．存在大量的重复序列C．非编码区所占比例较大D．存在大量的内含子E．编码区所占比例很小17．在DNA重组技术中，最常用到的并存在于原核生物中的载体是A．BACB．人工染色体C．噬菌体D．质粒E．YAC18．与原核细胞基因组相比，真核细胞基因组的编码方式与其不同，主要体现在A．以单顺反子的形式进行转录B．以多顺反子的形式转录C．存在大量的重复序列D．基因组较大E．结构基因所占比例较小19．用非特异性核酸酶酶切真核细胞的染色质DNA时，大多数情况下可得到约200 bp的片段，其主要原因是A．DNA片段较短B．每个核小体单位包含约200 bp的DNAC．核酸酶没有特异性D．基因组结构简单E．DNA是线性的B型题A．不连续的B．连续的C．瞬时的D．无规律的E．不需要启动子20．原核生物结构基因中编码信息是21．真核生物结构基因中编码信息是A．质粒B．线粒体DNAC．核糖体中的核酸D．核小体E．重复序列22．原核生物的基因组除染色体DNA外还包括23．真核生物的基因组除染色体DNA外还包括A．线性分子B．环状分子C．单链分子D．RNAE．cDNA24．线粒体基因组是25．质粒基因组是X型题26．原核生物基因组位于哪种结构中A．质粒B．线粒体C．类核D．内质网E．核糖体27．真核生物基因组位于哪种结构中A．核糖体B．线粒体C．染色体D．质粒E．高尔基复合体28．真核生物染色体中的核心组蛋白包括A．H1B．H2AC．H2BD．H3E．H429．线粒体DNAA．能独立编码线粒体中的一些蛋白质B．是核外遗传物质C．是环状分子D．是线性分子E．编码的蛋白质不能进入细胞核30．病毒基因组可以是A．DNAB．RNAC．线性分子D．环状分子E．可以形成多顺反子mRNA（二）名词解释1.基因组（genome）2.质粒（plasmid）3.内含子（intron）4.外显子（exon）5.断裂基因（split gene）6.假基因（pseudogene）7.单顺反子RNA（monocistronic RNA）8.多顺反子RNA（polycistronic RNA）9.卫星DNA（satellite DNA）10.单拷贝序列（single copy sequence）（三）简答题1．原核生物染色体中结构基因的特点是什么？2．简述质粒的基本特征。

分子生物学-基因组和基因组学(二)(总分39.5, 做题时间90分钟)一、判断题1.基因组大小的增加主要是由基因的数目增加所引起的。

SSS_JUDGEMENT正确错误分值: 1答案:错误真核生物基因组大小与基因的数目不直接相关。

2.多数细胞器的基因组DNA都是环形。

SSS_JUDGEMENT正确错误分值: 1答案:正确3.双链RNA是左手螺旋。

SSS_JUDGEMENT正确错误分值: 1答案:错误与双链DNA一样，都是右手螺旋。

4.富含GC碱基对的DNA比富含AT碱基对的DNA熔点高，主要原因是GC碱基对间有三对氢键而AT碱基对间只有两对氢键。

SSS_JUDGEMENT正确错误分值: 1答案:错误主要原因是富含GC碱基A的DNA双螺旋中的碱基堆积力更高。

5.人类基因组中DNA的甲基化最主要发生在碱基G。

SSS_JUDGEMENT正确错误分值: 1答案:错误6.人类基因组DNA中编码序列所占的比例大概是50%。

SSS_JUDGEMENT正确错误分值: 1答案:错误人类基因组DNA中的非编码序列超过50%。

7.真核生物中指导蛋白质合成的结构基因大多数为非重复序列。

SSS_JUDGEMENT正确错误分值: 1答案:正确8.真核生物的所有基因都含有内含子。

SSS_JUDGEMENT正确错误分值: 1答案:错误少数真核生物的基因没有内含子。

9.A型、B型和Z型双链DNA都是右手螺旋。

SSS_JUDGEMENT正确错误分值: 1答案:错误Z型双链DNA是左手螺旋。

10.双链DNA有紫外吸收，但双链DNA变性成为单链DNA后，不再有紫外吸收。

SSS_JUDGEMENT正确错误分值: 1答案:错误单链DNA如果单链内部的配A，形成二级结构后，仍然有紫外吸收。

11.多细胞真核生物的基因组通常比单细胞真核生物的大。

SSS_JUDGEMENT正确错误分值: 1答案:正确12.线粒体的基因组DNA多数没有rRNA基因。

真核生物基因组-2（二）中度重复序列中度重复序列是指在真核基因组中重复数十至数万次（<105）的重复序列。

其复性速度快于单拷贝顺序，但慢于高度重复序列。

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。

依据重复序列的长度，中度重复序列可分为两种类型。

1．短分散片段（short interspersed repeated segments，SINES）重复序列的平均长度为300bp（一般<500bp），与平均长度为1000bp左右的单拷贝序列间隔排列，拷贝数可达10万左右。

如Alu家族、Hinf家族等属于这种类型的中度重复序列。

Alu家族是哺乳动物基因组中含量最丰富的一种中度重复顺序家族，约占人类基因组的3%~6％。

Alu家族每个成员的长度约300bp，每个单位长度中有一个限制性内切酶Alu的切点（AG↓CT），Alu可将其切成两段，130bp和170bp，因而定名为Alu序列（或Alu家族）。

Alu序列分散在基因组中，在间隔区DNA，内含子中都发现有Alu序列。

Alu序列具有种特异性，以人的Alu序列制备的探针只能用于检测人的基因组中的Alu序列，由于在大多数的含有人的DNA的克隆中都含有Alu 序列，因此，可用以人的Alu序列制备的探针与克隆杂交来进行筛选。

2．长分散片段（long interspersed repeated segments，LINES）重复序列的长度大于1000bp，平均长度为3500~5000bp，如KpnⅠ家族等。

中度重复序列在基因组中所占比例在不同种属之间差异很大，在人类基因组中约为12％。

中度重复序列大多不编码蛋白质。

其功能可能类似于高度重复序列。

有些中度重复序列则是编码蛋白质或rRNA的结构基因，如HLA基因、rRNA基因、tRNA基因、组蛋白基因、免疫球蛋白基因等。

中度重复序列可存在于结构基因之间、基因簇之中，甚至存在于内含子内部等。

中度重复序列一般具有种属特异性，因此在适当的情况下，可以应用它们作为探针以区分不同种属哺乳动物细胞来源的DNA。

1、分子生物学的定义。

从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学，主要指遗传信息的传递（复制）、保持（损伤和修复）、基因的表达（转录和翻译）与调控。

2、简述分子生物学的主要研究内容。

a.DNA重组技术（基因工程）（1）可被用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽 ;（2）可用于定向改造某些生物的基因组结构 ;（3）可被用来进行基础研究b.基因的表达调控在个体生长发育过程中生物遗传信息的表达按一定时序发生变化（时序调节），并随着内外环境的变化而不断加以修正（环境调控）。

c.生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学）一个生物大分子，无论是核酸、蛋白质或多糖，在发挥生物学功能时，必须具备两个前提：(1)拥有特定的空间结构（三维结构）；(2)发挥生物学功能的过程中必定存在着结构和构象的变化。

结构分子生物学就是研究生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。

它包括3个主要研究方向：(1) 结构的测定 (2) 结构运动变化规律的探索 (3) 结构与功能相互关系d.基因组、功能基因组与生物信息学研究3、谈谈你对分子生物学未来发展的看法？(1)分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性，是人类认识论上的重大飞跃。

生命活动的一致性，决定了二十一世纪的生物学将是真正的系统生物学，是生物学范围内所有学科在分子水平上的统一。

(2)分子生物学是目前自然学科中进展最迅速、最具活力和生气的领域，也是新世纪的带头学科。

(3)分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞学、以及信息科学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的，同时也推动这些学科的发展。

(4)分子生物学涉及认识生命的本质，它也就自然广泛的渗透到医学、药学各学科领域中，成为现代医药学重要的基础。

1、DNA双螺旋模型是哪年、由谁提出的?简述其基本内容。

DNA双螺旋模型在1953年由Watson和Crick提出的。

真核细胞器基因组概述真核生物细胞器基因组概述中文摘要真核生物的基因组分为细胞核基因组和细胞器基因组。

细胞核基因组，占绝大多数的基因都由核基因组控制；细胞器基因组，与该细胞器功能相关的少数基因由该细胞器自身控制。

它们的基因结构、转录和翻译不一样，核基因组是真核的系统，细胞器基因组类似原核生物的系统。

核基因组占控制地位，它调控细胞器基因组，但后者也可以调节核基因组基因的表达。

本文主要对真核生物细胞器基因组进行描述。

关键字：真核生物基因组细胞器基因组Overview of eukaryotic organelle genomesAbstractEukaryotic genome into the nucleus genome and organelle genomes. Nuclear genome,the majority of genes controlled by the nuclear genome; organelle genomes, cells,functions associated with the small number of genes controlled by the organelle itself.Their gene structure, transcription and translation is not the same, eukaryotic nucleargenome is a system, organelle genomes like prokaryotes system. Total control of thenuclear genome position, which regulate organelle genome, but the latter can also adjustthe nuclear genome gene expression. In this paper, the genome of eukaryotic organellesare described.Keywords:Eukaryotes genomes organelle genomes前言基因组，Genome，一般的定义是单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组，或是单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。