基因与基因组

可被转录形成mRNA，并进而翻译成多肽链，构成各种功能蛋白质，包括组成细胞和组织器官基本成分的结构蛋白、催化各种生化反应的酶和激素等。

基因与基因组

• 生命有机体
  • 三总结六分界
    • 病毒接、细菌界、蓝藻界、真菌界、植物界、动物界
  • 原核生物
    • 遗传物质—类核或拟核习惯上也称为“染色体”
    • 细胞质内仅有核糖体而没有其他细胞器
    • 以简单二分裂方式繁殖
    • 细菌、蓝细菌、放线菌
  • 真核生物
    • 遗传物质集中存在于核膜包围的细胞核中,并与特殊的蛋白质结合为核蛋白－－染色体
    • 有细胞器,细胞骨架
    • 有丝分裂和减丝分裂
    • 动物、植物、真菌
  • 超分子亚细胞形式
    • 繁殖必须在寄主体内进行，因而遗传机制与寄主密切相关
    • 病毒（Virus，寄主为动、植物等）使用真核生物的遗传法则
    • 噬菌体 (Phage，细菌病毒)适应原核生物的遗传策略
• 基因组概述
  • 基因组定义
    • 定义1：生物体内所有基因与基因间序列总和。
    • 定义2：生物有机体的单倍体细胞中的所有DNA，包括核中的染色体DNA和线粒体、叶绿体等亚细胞器中的DNA。
    • 病毒粒体中全部DNA或RNA序列。
    • 一个物种（个体、细胞）的基因组有四个内涵： 代表DNA或RNA分子的总和； 代表基因的总和； 代表染色体的总和； 代表遗传信息的总和。
  • 基因组大小与C值矛盾
    • 碱基（对）数目
    • C值
      • 生物体单倍体DNA总量，基因组DNA全部碱基（对）数。C值是物种的一个重要特性常数。
      • C-值在不同生物之间差别很大。
      • 原核和低等真核生物中，C-值与生物在进化上所处的地位和形态学复杂程度相关。
      • 在高等真核生物中，C-值不随生物的进化程度和复杂性而增加。
      • 在高等真核生物中，亲缘关系密切的生物C值相差甚大。
    • C值矛盾
      • 在高等生物中，存在C值大小与功能复杂程度不完全成比例的现象。
• 基因
  • 概念
    • 基因(Gene): 是合成一条有功能的多肽或RNA分子所必须的全部核苷酸序列。
    • 有功能的多肽：基因携带的信息内容通过相应的形式表现出来，即指导合成蛋白质，进而产生生理功能。
    • (有功能的)RNA分子：能够影响其他基因的表达。
    • 核酸：是脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）的总称。
    • DNA：DeoxyriboNucleic Acid, 脱氧核糖核酸，一般泛指某一生物体内所有的脱氧核糖核酸。
    • 染色体是高度螺旋状态，染色质是松散状态，均为DNA＋蛋白质
  • 种类
    • 按基因在细胞内的分布
      • 细胞核基因
        • 位于细胞核内的染色体上，绝大多数基因属于细胞核基因。
      • 细胞质基因
        • 位于细胞质内，如细菌中的质粒，真核细胞中的线粒体基因(动、植物)和叶绿体基因(植物)。
          • 质粒(Plasmids):染色体(或拟核)以外的DNA分子，具有自主复制能力，能赋予宿主菌某些生物学性状，有利于细菌在特定的环境条件下生存。
          • 线粒体基因(动、植物) 叶绿体基因(植物):半自主复制、自主程度有限、母系遗传
    • 按基因产物
      • 编码蛋白质的基因
      • 编码功能RNA的基因
    • 按基因功能
      • 结构基因
        • 可被转录形成mRNA，并进而翻译成多肽链，构成各种功能蛋白质，包括组成细胞和组织器官基本成分的结构蛋白、催化各种生化反应的酶和激素等。
      • 调节基因
        • 指某些可调节控制结构基因表达的基因，合成阻遏蛋白或转录激活因子。
      • 只转录不翻译的基因
        • 核糖体RNA基因（编码rRNA基因简称rDNA）：核糖体的主要成分核糖体发挥功能的关键分子
        • 转运RNA基因（编码tRNA基因简称tDNA）：将氨基酸带入核糖体，在mRNA指导下合成蛋白
  • 结构
    • 编码区
      • 基因中编码RNA或蛋白质的核苷酸序列。
      • 起始密码子到终止密码子之间的序列。
    • 非编码区
      • 不编码蛋白质。可调控遗传信息的表达，习惯上称为调控序列。
  • 原核基因结构
    • 操纵子
      • 一个转录单位可能包括多个开放式阅读框架
      • 原核生物基因的开放式阅读框架是连续的
      • 原核生物的mRNA是多顺反子mRNA
    • 基因重叠
      • 指两个或两个以上的基因共用一段DNA顺序的现象 。
      • 如，大基因内包含小基因；前后两个基因首尾重叠；几个基因的重叠等等。
  • 真核基因结构
    • 割裂基因
      • 基因的编码序列被非编码序列所间隔，形成嵌合排列的形式称为割裂基因。也被称为不连续基因（Discontinuous gene）或断裂基因（Interrupted gene）。
      • 外显子（Exon）：断裂基因中的编码序列称为外显子，它是基因中可表达为多肽的部分。
      • 内含子（Intron）：断裂基因中的非编码序列称为内含子。
    • 单顺反子
      • 一个mRNA分子上只携有一种多肽分子的氨基酸序列信息，这一mRNA就称作为单顺反子mRNA (monocistronic mRNA)。它是只能转译成一条多肽链。
    • 可变剪接
      • 选择性剪接（也叫可变剪接）是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式（选择不同的剪接位点组合）产生不同的mRNA剪接异构体的过程。
      • 可变剪接使最终的蛋白产物会表现出不同或者是相互拮抗的功能和结构特性，或者在相同的细胞中由于表达水平的不同而导致不同的表型。
• 1.本质还是经转录----翻译形成的蛋白质 2.有特殊结构域，进入细胞核，结合DNA序列 3.调节结构基因的表达 4.信号“放大”
• 真核生物与原核生物的区别