第一节 基因和基因组

一、基因(gene)
是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列．
一个典型的真核基因包括
①编码序列—外显子(exon)
②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron)
③5'-端和3'-端非翻译区(UTR)
④调控序列(可位于上述三种序列中)
绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene)，外显子不连续。
二、基因组(genome)
一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，
基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。
  人基因组3X1 09(30亿bp)，共编码约10万个基因。
每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。
人类基因组计划（human genome project, HGP）
基因组学（genomics）,结构基因组学（structural genomics）和功能基因组学（functional genomics）。
蛋白质组（proteome）和蛋白质组学（proteomics）

第二节 真核生物基因组

一、真核生物基因组的特点：  ，
①真核基因组DNA在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中．
②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2—3％)，
二、真核基因组中DNA序列的分类  •
(一)高度重复序列(重复次数>lO5)
卫星DNA(Satellite DNA)
(二)中度重复序列
1．中度重复序列的特点
①重复单位序列相似，但不完全一样，
②散在分布于基因组中．
③序列的长度和拷贝数非常不均一，
④中度重复序列一般具有种属特异性，可作为DNA标记．
⑤中度重复序列可能是转座元件(返座子)，
2．中度重复序列的分类
①长散在重复序列(long interspersed repeated segments．)  LINES
②短散在重复序列(Short interspersed repeated segments)  SINES
SINES：长度<500bp，拷贝数>105．如人Alu序列
LINEs：长度>1000bp(可达7Kb),拷贝数104-105，如人LINEl
(三)单拷贝序列(Unique Sequence)
包括大多数编码蛋白质的结构基因和基因间间隔序列，
三、基因家族(gene family)
一组功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因．可能由某一共同
祖先基因(ancestral gene)经重复(duplication)和突变产生。
基因家族的特点：
①基因家族的成员可以串联排列在一起，形成基因簇(gene cluster)或串联重复基因(tandemly repeated genes)，如rRNA、tRNA和组蛋白的基因；
②有些基因家族的成员也可位于不同的染色体上，如珠蛋白基因；
③有些成员不产生有功能的基因产物，这种基因称为假基因 (Pseudogene)．
Ψa1表示与a1相似的假基因．
假基因分类。加工过的假基因(processed pseudogene)。
典型的基因家族
1．tRNA基因  
单倍体人基因组中1300个tRNA基因，tRNA基因簇．
2．rRNA基因
>l00copy．rRNA基因簇(重复单元28S、18S、5.8s-rRNA)
3．组蛋白基因
30-40copy．定位：7q32-q36
组蛋白基因簇(重复单位：H1，H2A，H2B，H3、H4)
特点：无intron，Poly(A)- RNA．  
4．珠蛋白基因
α类：16p13，基因簇(24Kb)：5’—ζ—Ψζ—Ψα1—α2—α1—3’
β类：11p15，基因簇(60Kb)：5’— ζ—Gr—Ar—Ψβ—δ—β—3’
四、超基因家族(Supergene family ，Superfamily)
由基因家族和单基因组成的大基因家族，结构上有程度不等的同源性，但功能不同．
五、人类基因组中的重复序列标记
1、A1u序列
单倍体人基因组50万-100万拷贝，平均每隔3-6Kb就有一个Alu序列，
  人A1u序列长300bp：
    2X130bp重复序列；  
    +31bp间隔序列(中间)；
    两侧7-21bp正向重复(direct repeats)，返座子?
Alu序列广泛散布于人基因组，约90%巳克隆的人基因合有Alu序列
Alu序列标志。
2、可变数串联重复  •  ，  •
Variable number tamdem repeat， VNTR．
又称小卫星DNA(minisatellite DNA)
由短重复单位(6-40bp)串联重复(6-100次以上)而成，多位于基因的非编码区，广泛分布。
VNTR多态性—分子标记—DNA指纹图（fingerprint）.
小卫星DNA突变与肿瘤，H-Ras。
3、短串联重复（short tandem repeat,STR）
又称微卫星DNA（microstallite DNA）
  2-6个核苷酸组成的重复单位串联重复(10-60次),两侧为特异的单拷贝序列，人基因组中每l0kb DNA序列至少一个STR序列。
{CA)n，50，000-100，000拷贝．
新一代遗传标记，人类基因组研究，肿瘤，遗传病．

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