第三章基因組的結(jié)構(gòu)和功能

第三章基因組的結(jié)構(gòu)和功能第一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四表型和基因型某一機(jī)體可以觀察到的特征稱為表型（phenotype），與表型相應(yīng)的基因組成稱為基因型（genotype）。如細(xì)菌能否合成亮氨酸記為L(zhǎng)eu+和Leu-，相應(yīng)的基因型為L(zhǎng)eu+和Leu-。

等位基因

（1）二倍體細(xì)胞有2套基因，一套來自父本，另一套來自母本，每個(gè)細(xì)胞的全部基因均由2套基因組成，每一對(duì)基因稱做等位基因。

（2）由于突變作用引起DNA結(jié)構(gòu)變異，所以某一基因可具有若干種不同的形式，這種同一基因不同的形式互稱等信基因（allele）。第二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四基因的基本結(jié)構(gòu)5’、、、AGCCGACTATGTCGAAGCTT、、、、、、GCTTGACTATAAGACA、、、3’3‘、、、TCGGCTGATACAGCTTCTAA、、、、、、CGAACTGATATTCTGT、、、5‘轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)貯存RNA或蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)信息區(qū)轉(zhuǎn)錄終止區(qū)第三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四基因組（gencme）細(xì)胞或生物中，一套完整單倍體遺傳特質(zhì)的總和（包括一種生物所需的全套基因及間隔序列）稱為基因組（P27）?；蚪M的結(jié)構(gòu)主要指不同的基因功能區(qū)域在核酸分列中的分布和排布情況，基因組的功能是貯存和表達(dá)遺傳信息。人類基因組包含多染色體和XY兩條性染色體上的全部遺傳物質(zhì)（核基因組）以及胞線粒體上的遺傳物質(zhì)（線粒體基因組）。（X免疫基因，男XY，女XX）。*1個(gè)配對(duì)（精子或卵子），1個(gè)單倍體細(xì)胞或1個(gè)病毒所包含的全套基因，稱為基因組。第四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四第一節(jié)原核基因組Prokaryoticgenome以細(xì)菌為代表講述，有稱bacteriagenome。細(xì)菌對(duì)醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)有重要貢獻(xiàn)，是基因工程研究的主要材料之一。因?yàn)椋?.構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，基因結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，取材便利，易于培養(yǎng)，可選擇突變株進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果容易重復(fù)。（如選擇DDDPI缺乏的Ecoli突變株，Ecoli仍可合成DNA，說明酸I對(duì)EcoliDNA合成不起作用。）2.與人類有共同的要子生物學(xué)規(guī)律可，如：（1）遺傳物質(zhì)都是DNA；（2）主要的功能分子都是蛋白質(zhì)；（3）基因密碼是通用的，等等。3.尤其是E.coli,是分子克隆是“明星“,基因工程主要原因的工程菌，因?yàn)榛蚬こ痰闹饕ぷ魇强寺】撕嘶蛟谠讼到y(tǒng)中表達(dá)。第五頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四一、原核生物基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點(diǎn)1.基因組通常僅由一條環(huán)狀雙鏈DNA分子組成。其DNA是與蛋白質(zhì)結(jié)合，但并不形成染色體結(jié)構(gòu)，只是習(xí)慣上將之稱為染色體。細(xì)菌染色體DNA在胞內(nèi)形成一個(gè)致密區(qū)域，即類核（nucleoid），類核無核膜將之與胞漿分開。2.基因組中只有1個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。3.具有操縱子結(jié)構(gòu)。操縱子（operon）是指數(shù)個(gè)功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)在一起，構(gòu)成信息區(qū)，連同其上游的調(diào)控區(qū)（包括啟動(dòng)和操縱區(qū)）及其下游的轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)構(gòu)成的基因表達(dá)單位。（見第六章）4.結(jié)構(gòu)基因無重疊現(xiàn)象，基因組中任何一段DNA不會(huì)用于編碼2種蛋白質(zhì)。5.基因序列是連續(xù)的，無內(nèi)含子結(jié)構(gòu)。第六頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四6.編碼區(qū)和非編碼區(qū)（主要是調(diào)控序列）在基因組中約各占50%。（5%，95%）7.基因組中的重復(fù)序列很少。編碼蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基因多為單拷貝，但編碼rRNA的基因往往是多拷貝的，這有利于核糖體的快速組裝。（15AA/秒，2AA/秒）8.具有編碼同功酶的基因（isogene）這是一類結(jié)構(gòu)不完全相同，而功能相同的基因。如E.coli含有2個(gè)編碼乙酸乳酸合成酶的基因和2個(gè)編碼分支酸變位酶同工酶的基因。9.細(xì)菌基因組中存在可移動(dòng)的DNA序列，包括插入序列和轉(zhuǎn)座子。10.原核基因的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)子（promoter）、操縱基因（operator）、調(diào)控序列、結(jié)構(gòu)基因（structuregene）、終止子（terminator）。（見第六章）第七頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四二、染色體外的遺傳物質(zhì)———質(zhì)粒（一）概念

1.質(zhì)粒（plasmid）是獨(dú)立于許多細(xì)菌及某些真核細(xì)胞染色體外共價(jià)閉合環(huán)狀的DNA分子（covalantclosedcircnlar,cccDNA），能獨(dú)立復(fù)制的最小遺傳單位。（P35-6）

2.質(zhì)粒是雙鏈的DNA分子，大小在1—200kb之間，和病毒不同，它們沒有衣殼蛋白（裸DNA）。第八頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四

從生化學(xué)來說，除酵母的殺傷質(zhì)粒（killerplasmid）是RNA外，其余質(zhì)粒是染色體外的cccDNA分子。

從遺傳學(xué)來說，質(zhì)粒是與宿主染色體有別的復(fù)制子（真核細(xì)胞分裂過程中，DNA纖維分成許多復(fù)制單位，該單位稱為復(fù)制子）。在細(xì)胞分裂時(shí)能恒定傳遞給交代細(xì)胞的獨(dú)立遺傳因子或能在胞內(nèi)寄生和復(fù)制的復(fù)制子。第九頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四3.質(zhì)粒與宿主細(xì)胞的關(guān)系（1）質(zhì)粒對(duì)宿主的生存不是必需的，只是“友好”的“借居”宿主細(xì)胞中，既不殺傷細(xì)胞，對(duì)宿主的代謝活動(dòng)也無影響，宿主離開質(zhì)粒照樣的生存下去。（2）質(zhì)粒離開宿主就無法生存，只有依賴宿主細(xì)胞的（酶和蛋白質(zhì)）幫助，才能完成自身的復(fù)制（擴(kuò)增）、轉(zhuǎn)錄。（3）質(zhì)粒經(jīng)常為宿主執(zhí)行一些適當(dāng)?shù)倪z傳功能，作為對(duì)宿主細(xì)胞的補(bǔ)償（“交房租”）。（4）質(zhì)粒賦于宿主各種有利的表型（質(zhì)粒編碼蛋白質(zhì)或酶），使宿主獲得生存優(yōu)勢(shì)，與我們基因工程實(shí)驗(yàn)緊密相關(guān)的，如抗生素抗性基因：Ampr酶，水解β-內(nèi)酰胺環(huán),解除氨關(guān)毒性,使細(xì)菌抗氨關(guān)。Tetr膜蛋白,可阻止四環(huán)素進(jìn)入細(xì)胞,使細(xì)菌抗四環(huán)素。第十頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四4.質(zhì)粒發(fā)現(xiàn)和研究意義

1）理論意義質(zhì)粒能夠復(fù)制、傳遞和表達(dá)遺傳信息，從分子遺傳學(xué)觀點(diǎn)來看是一種有機(jī)體，是比病毒更原始的生命形式，是生命起源研究的起一塊體重要基石。

2）實(shí)踐意義是基因工程的重要載體（vector），能把外源基因（目的基因）送到宿主細(xì)胞中去克隆擴(kuò)增或克隆表達(dá)（見第八章）。

①質(zhì)粒是可以改造的，可以剪切、剪接的，基因工程的重要任務(wù)之一就是嚴(yán)格改造質(zhì)粒的同時(shí)，控制質(zhì)粒不傳遞，若一個(gè)致癌質(zhì)?？梢詡鬟f就會(huì)傳到外都是。

第十一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四②作為基因工程載體的3個(gè)特點(diǎn)：A.都能獨(dú)立自主的復(fù)制；B.都能便利的加以檢測(cè)（抗生素抗性）；C.都能容易引進(jìn)宿主細(xì)胞中去，也易從宿主細(xì)胞中分離純化（提質(zhì)粒）。質(zhì)粒符合上述3個(gè)條件?；蚬こ讨兄饕褂萌斯?gòu)建的質(zhì)粒。第十二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（二）質(zhì)粒的分類

1.按質(zhì)粒的復(fù)制機(jī)理，分為2類：1）嚴(yán)謹(jǐn)控制型（stringentcontrdtype）

2）松弛控制型（relaxedcontroltype）(1)拷貝數(shù)少，一般<10個(gè)，分子量大；(1)拷貝數(shù)多，10-200個(gè)，分子量??；(2)復(fù)制受限，受細(xì)菌宿主DNA復(fù)制系(2)復(fù)制不受細(xì)菌DNA復(fù)制系統(tǒng)限制，統(tǒng)的控制；僅需DDDPI，當(dāng)宿主蛋白質(zhì)合成受抑制(3)特點(diǎn)是這類質(zhì)粒可以自傳遞；時(shí)（如培養(yǎng)中加入氯要素時(shí)），其拷貝(4)嚴(yán)謹(jǐn)控制機(jī)理（低拷貝原因），認(rèn)數(shù)可猛增至1000-3000之多，該性質(zhì)對(duì)為是該質(zhì)?？梢援a(chǎn)生阻逼蛋白，反饋基因工程技術(shù)十分有利。抑制自身DNA合成。3）分子量小，不具備自傳遞能力；4）基因工程使用松弛型（高拷貝數(shù)）質(zhì)粒，以獲得列多的基因產(chǎn)物。*拷貝數(shù)（copynumber)—細(xì)胞所含的按每—基因組計(jì)算的某種質(zhì)粒或基因的數(shù)目。第十三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四2.按分子量大小，分為2類1）小型質(zhì)粒，<15kb

2)大型質(zhì)粒>15kb小型質(zhì)粒，無接合和自傳遞能力，在按多屬接合型或自傳遞型，大型質(zhì)粒只合質(zhì)粒協(xié)助也能轉(zhuǎn)移，也可心通過轉(zhuǎn)化能通過細(xì)菌的接合作用人一個(gè)細(xì)菌作用進(jìn)入受體細(xì)胞，這類質(zhì)粒種類較多，傳到另一個(gè)細(xì)菌。（如F質(zhì)粒）。幾乎每種細(xì)菌都可以含有2種以上，基因工程一般用小型質(zhì)粒。第十四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四3.按質(zhì)粒轉(zhuǎn)移方式，分為3類1）接合型質(zhì)粒（conjugaativeplasmid）帶有效接觸基因質(zhì)粒，只能使細(xì)菌接合，本身不被傳遞.2）可移動(dòng)質(zhì)粒（mobiliableplasmid）可以被傳遞，但不能使細(xì)菌接合型與可移動(dòng)性共存時(shí)，能傳遞可移動(dòng)質(zhì)粒。3)自傳遞質(zhì)粒（selftranmissibleplasmid）兼具1）2）兩種功能因而可以自傳遞，如F質(zhì)粒。

*轉(zhuǎn)化作用（transformation）—這是涉及細(xì)菌攝入外源DNA而實(shí)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移一種機(jī)制。（見第八章）第十五頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（三）質(zhì)粒的功能質(zhì)粒的功能主要通過質(zhì)粒本身攜帶的基因偏碼蛋白質(zhì)表現(xiàn)出來。攜帶質(zhì)粒的宿主細(xì)胞可表現(xiàn)出相應(yīng)表型。1.性質(zhì)粒即雄性細(xì)菌F質(zhì)粒，它本身轉(zhuǎn)到F-宿主細(xì)胞時(shí)，使后者變成F+，改變宿主細(xì)菌性別。2.抗生素抗性抗藥性（R）質(zhì)粒使細(xì)菌產(chǎn)生抗生素抗性，這種抗藥性抗性基因也可以轉(zhuǎn)移到缺乏這種抗藥基因的細(xì)菌體內(nèi)，使之產(chǎn)生抗藥性。3.產(chǎn)生毒素的質(zhì)粒如col質(zhì)粒能產(chǎn)生大腸桿菌素因子（colicin），殺死不合該毒素的親緣細(xì)菌。4.降解復(fù)雜的有機(jī)化合物作為能源質(zhì)粒。5.產(chǎn)生限制和修飾酶。（見第八章）第十六頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（四）質(zhì)粒的基本特性

1.自主復(fù)制

質(zhì)粒的復(fù)制是自主調(diào)節(jié)的，不受染色體復(fù)制調(diào)節(jié)因素的影響。復(fù)制調(diào)控系統(tǒng)由質(zhì)粒上的復(fù)制起點(diǎn)（ori），質(zhì)粒的rep基因和cop基因組成。Rep蛋白啟動(dòng)質(zhì)粒的復(fù)制，cop基因本身或其表達(dá)產(chǎn)物可抑制復(fù)制作用，從而控制質(zhì)的拷貝數(shù)。

2.質(zhì)粒的不相容性

利用相同復(fù)制系統(tǒng)的質(zhì)粒不能共存于同一個(gè)細(xì)胞內(nèi)。

PMB和COLEI是兩個(gè)密切相關(guān)的復(fù)制調(diào)控系統(tǒng)，帶有PMB和COLEI復(fù)制調(diào)控系統(tǒng)的質(zhì)粒是不相容的。但它們與帶有PSC101或P15A復(fù)制調(diào)控系統(tǒng)是完全相容的，可以共存于一個(gè)細(xì)胞內(nèi)。不相容性使質(zhì)粒能夠很容易被克隆。

3.質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移性在自然條件下，在些質(zhì)粒可以通過細(xì)菌接合作用在細(xì)菌細(xì)胞向傳遞?；蚬こ讨谐Ｓ玫馁|(zhì)粒載體缺乏轉(zhuǎn)移所需的基因（mob基因），不能通過接合作用在細(xì)胞間傳遞，但可采用人工方法轉(zhuǎn)化到細(xì)菌細(xì)胞中。第十七頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四三.轉(zhuǎn)位因子

轉(zhuǎn)位因子（transposableelement）即可移動(dòng)的基因成分（可移動(dòng)基因，movablegenemob），是指能夠在一個(gè)DNA分子內(nèi)部或兩上DNA分子之間移動(dòng)的DNA片段。在細(xì)菌中指在質(zhì)粒和染色體之間或在質(zhì)粒和質(zhì)粒之間移動(dòng)的DNA片段（文獻(xiàn)上有時(shí)形象地稱其為是跳躍基因，jumpinggene）。轉(zhuǎn)位也是DNA重組的一種形式。

第十八頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四移動(dòng)基因最早由美國(guó)冷泉港實(shí)驗(yàn)室（coldspringHarborLaboratory）的女科學(xué)家B.MClintock于上個(gè)世紀(jì)40年代晚期在玉米中首次發(fā)現(xiàn)的。60年代，為J.A.Shapirc研究大腸桿菌高效突變實(shí)驗(yàn)證實(shí)。1983年榮獲諾貝爾生物學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。第十九頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（一）轉(zhuǎn)位因子的種類及特征細(xì)菌的轉(zhuǎn)位因子包插入序列，轉(zhuǎn)座子及可轉(zhuǎn)座的噬菌體。1.插入序列（insertionsequence,IS）IS的形體圖TSTranspcsasegeneTSIRIRTStargetsite靶位點(diǎn)Transposasegene轉(zhuǎn)位酶基因IRinvertedrepeated反向（倒轉(zhuǎn)重復(fù)順序）第二十頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（1）IS是一類較小的轉(zhuǎn)位因子，長(zhǎng)度約700-2000bp，按發(fā)現(xiàn)順序IS1、IS2…命名，只攜帶轉(zhuǎn)移的必需基因，不含有其它偏碼蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基因，本身沒有表型效應(yīng)。（2）IS兩側(cè)為反向（倒轉(zhuǎn)）重復(fù)順序（16-41bp），中間為轉(zhuǎn)位酶基因，在插入新的位點(diǎn)側(cè)有3~116p順向重復(fù)順序（directwrepeatedsequencedk）,DR是靶位點(diǎn)序列復(fù)制的產(chǎn)物。（3）IS到處活動(dòng)，可以插入到E.coli染色體的各個(gè)位置上，也可以插入到質(zhì)粒和某些噬菌體基因組上，甚至同一基因不同位點(diǎn)上。這種插入作用可以雙向進(jìn)行，可以是正向，也可以是反向插入IS這種移動(dòng)方式稱為轉(zhuǎn)位作用（transposition）。（4）在一個(gè)世代的107細(xì)菌中有1次插入。*TR（反向倒轉(zhuǎn)重復(fù)序列）：GGAAGGT、、、ACCTTCCCTTCCA、、、TGGAAGG*DR（正同向重復(fù)序列）：TACGTTACGT第二十一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四2.轉(zhuǎn)座子（transposon,Tn）(1)Tn是一類較大的可移動(dòng)成分，除mobgene外，尚含有其它基因，如抗藥基因等。Tn是在研究抗藥基因中發(fā)現(xiàn)的，由此知道抗藥基因可在質(zhì)粒之間，質(zhì)粒與染色體之間或質(zhì)粒與可轉(zhuǎn)座的噬菌體之間來回移動(dòng)，Tn的轉(zhuǎn)位原理和Is基本相同，轉(zhuǎn)位頻率為10-3~10-6/拷貝。(2)根據(jù)結(jié)構(gòu)特征的不同，Tn可以分為2個(gè)亞類：

① 復(fù)合型Tn:轉(zhuǎn)座酶由IS編碼，IS可以是反向（或正向）重復(fù)構(gòu)型。② TnA:數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)基因（mob、mdr等）十IR組成。

StructuralgenesIRIRStructuralgeneIS1IS1第二十二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四3.可轉(zhuǎn)座的噬菌體（transposablephage）(1)包括Mu和D108兩種噬菌體，是一類溫和噬菌體*。(2)感染細(xì)菌后，可以整合到細(xì)菌染色體中，插入位點(diǎn)是隨機(jī)的（而入phage插入位點(diǎn)是專一的），可以插到結(jié)構(gòu)基因內(nèi)部，引起突變，Mu即Mutator(突變子)因此得名。(3)插入部位的2側(cè)有短的DR，插入時(shí)，一個(gè)拷貝留在原位，新合成的拷貝插入新的部位。(4)和IS，Tn相比，Mu末端不含IR，這是可轉(zhuǎn)座成分的一個(gè)例外。第二十三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四*噬菌體（phage）—是侵襲細(xì)菌的病毒，主要由蛋白質(zhì)和核酸組成。噬菌的生活周期分為①溶菌周期和②溶原周期。溶原性噬菌體（溫和噬菌體）→宿主菌→將自身DNA整合到細(xì)菌染色體中→和細(xì)菌染色體一起復(fù)制→隨細(xì)菌增殖傳到細(xì)菌子代中去，不產(chǎn)生子代Phage.第二十四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四(二)轉(zhuǎn)位作用的機(jī)理1.復(fù)制性轉(zhuǎn)位機(jī)理共聯(lián)體生成和解離，靶序列的切割與復(fù)制。2.非復(fù)制型轉(zhuǎn)位作用轉(zhuǎn)位將供體DNA轉(zhuǎn)座因子兩側(cè)各切斷一條單鏈并與靶序列的兩個(gè)游離末端連接，隨后并沒有復(fù)制過程，而是由轉(zhuǎn)座酶將供體DNA轉(zhuǎn)座因子的另一端也切斷，因此在供體DNA留下一個(gè)致死性缺口。轉(zhuǎn)座子的兩條游離單鏈在靶位點(diǎn)退火接合，DNA聚合酶項(xiàng)平缺口。第二十五頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（三）轉(zhuǎn)位的遺傳效應(yīng)1.基因重排可能產(chǎn)生1個(gè)新的蛋白分子等，基因重排是進(jìn)化的動(dòng)力。2.基因突變插入到基因內(nèi)部，可引起插入失活。3.插入位點(diǎn)引入新的基因如引進(jìn)抗藥基因。第二十六頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（四）細(xì)菌有限制—修飾系統(tǒng)細(xì)菌的限制—修飾系統(tǒng)是分別由特定的基因編碼的限制酶和修飾酶組成的二元系統(tǒng)。1.防御外源性DNA入侵。2.構(gòu)成細(xì)菌種屬和菌株之間交叉繁殖屏障，但又允許外源DNA有某些遺漏，利于物種進(jìn)化。3.基因工程重要的工具酶。（350/400）甲基化酶1.保護(hù)自身DNA不受限制酶切割（限制）。2.影響DNA分子構(gòu)象，利于基因表達(dá)調(diào)控。限制酶和甲基化酶辯證關(guān)系。第二十七頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四第二節(jié)真核生物基因組

一.真核生物基因組的結(jié)構(gòu)(一)真核基因的基本結(jié)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)基因、內(nèi)含和外顯子、斷裂基因。（1）結(jié)構(gòu)基因（structuralgene）指能轉(zhuǎn)錄成為mRNA、rRNA或tRNA的DNA順序。（2）內(nèi)含子和外顯子真核生物的結(jié)構(gòu)基因是不連續(xù)的，編碼序列被非編碼序列打斷，在編碼序列之間的序列稱為內(nèi)含子（intron），編碼序列稱為外顯子（extron）。（3）斷裂基因（splitgene）在真核類結(jié)構(gòu)基因組中，編碼順序被許多稱為內(nèi)含子的非編碼區(qū)分割成幾段稱之。第二十八頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四2.順式調(diào)控元件

順式調(diào)控元件（cis—actingelements）指與結(jié)構(gòu)基因表達(dá)調(diào)控相關(guān)，能夠被基因調(diào)控蛋白特異性識(shí)別和結(jié)合的DNA序列。能與順式作用元件結(jié)合調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄活性的蛋白質(zhì)因子稱為反式作用因子（trans—actingfactors）。順式調(diào)控元件有：第二十九頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（1）啟動(dòng)子（promoter）

①概念：?jiǎn)?dòng)子是促進(jìn)DNA轉(zhuǎn)錄的DNA序列，是DNA分子上可與RNApol特異性識(shí)別結(jié)合并使之轉(zhuǎn)錄的部位，但啟動(dòng)子本身不被轉(zhuǎn)錄。

②功能特點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)子位于結(jié)構(gòu)基因上游啟動(dòng)子有方向性決定轉(zhuǎn)錄方向及那一條DNA鏈作模板轉(zhuǎn)錄（以信息鏈的互補(bǔ)鏈作模板轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄的mRNA與信息鏈一致）。

③真核生物的啟動(dòng)子元件是TATAboxTATA盒與TATA因子的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合后即成為完整的啟動(dòng)子。（見第六章）第三十頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（2）上游啟動(dòng)子元件（upstreampromoterelementsups）①UPS是TATA盒上游的一些特定的DNA序列。②反式作用因子可與這些元件結(jié)合，通過調(diào)節(jié)TATA因子與TATAbox的結(jié)合、RNApol與啟動(dòng)子結(jié)合及轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物形式來調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄效率。第三十一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（3）反應(yīng)元件（responseelements）一些信息分子的受體被細(xì)胞外信息分子激活后，能與特異的DNA序列結(jié)合，調(diào)控基因的表達(dá)。

這種DNA序列實(shí)際上也是順式元件，由于能介導(dǎo)基因?qū)?xì)胞外的某種信號(hào)產(chǎn)生反應(yīng)，被稱為反應(yīng)元件。反應(yīng)元件都具有較短的保守序列。這些無件通常位于啟動(dòng)子附近和增強(qiáng)子內(nèi)，有不少是回文序列。第三十二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（4）增強(qiáng)子（enhancer）和沉默子（silencer）增強(qiáng)子是一段DNA序列，其中含有多個(gè)能被反式作用因子識(shí)別與結(jié)合的順式作用元件。反式作用因子與這些元件結(jié)合后,通常為增強(qiáng)鄰近基因的轉(zhuǎn)錄。增強(qiáng)子一般位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游-100～-300bp處，但在基因之外或某些內(nèi)含子中也有增強(qiáng)子序列（P42）。增強(qiáng)子作用特點(diǎn)：①可在5’端或3’端發(fā)揮作用；②不受序列方向制約；③通過增強(qiáng)啟動(dòng)子發(fā)揮作用。沉默子負(fù)調(diào)控序列、負(fù)增強(qiáng)子；第三十三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（5）加尾信號(hào)在結(jié)構(gòu)基因的最后一個(gè)外顯子中有一個(gè)保守的AATAAA序列，此位點(diǎn)下游有一段GT豐富區(qū)或T豐富區(qū)，這兩部分序列共同構(gòu)成poly(A)加尾信號(hào)。mRNA轉(zhuǎn)錄到此部位后，產(chǎn)生AAUAAA和隨后的GU（或U）豐富區(qū)。與RNApol結(jié)合的延長(zhǎng)因子可以識(shí)別這種結(jié)構(gòu)并與之結(jié)合，然后在AAuAAA下游10-30個(gè)堿基的部位切斷RNA,并加上poly(A)尾.第三十四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四(二)基因家族(genefamily)基因家族

是指核苷酸序列或編碼產(chǎn)物具有一定程度同源性的一組基因.基因家族

中各個(gè)基因之間的關(guān)系:1.家族中各基因的核苷酸序列相同這些基因族也被稱為單純多基因家庭(如rRNA,tRNA家族)和復(fù)合多基因家族(如組蛋白基因家族).tRNA基因:人類基因約有1300個(gè)tRNA基因，編碼50多種tRNA。每種tRNA可有10-幾百個(gè)基因拷貝。同種tRNA往往串聯(lián)在一起形成基因簇，但基因間有非轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)分隔，常常比結(jié)構(gòu)基因長(zhǎng)近10倍。第三十五頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四2.家族中各基因核苷酸序列高度同源（1）人類生長(zhǎng)激素基因家族包括人生長(zhǎng)激素（hGh）、人胎盤促乳素和催乳素（prolactin）。它們之間的同源性很高，尤其是hGh和hcs之間，蛋白質(zhì)氨基酸序列有85%的同源性，mRNA上序列上有92%的同源性，說明它們是來自一個(gè)共同祖先基因。3種基因并不都排列在一起，hGh和hcs基因位于第17號(hào)染色體長(zhǎng)臂，催乳素基因位于第6號(hào)染色體。（2）α-株蛋白和β-株蛋白基因家族這些基因家族的各個(gè)成員在DNA分子上的排列順序按照發(fā)育的不同階段先后次序排列，故也稱“發(fā)育控制復(fù)合多基因家族”。第三十六頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四3.家族中各基因編碼的蛋白質(zhì)有高度的同源性，但基因的核苷酸序列可能不同。如src癌基因家族src,abl,fes,fgr,fps,fym,kck,lyn,ros,tkl,yes此家族中各基因的DNA序列沒有明顯的同源性。但每個(gè)基因產(chǎn)物都含有250個(gè)氨基酸順序的同源蛋白激酶結(jié)構(gòu)域。4.家族各基因編碼的蛋白質(zhì)中具有很小的保守基序（conservedmotif)。如DEADbox基因家族。DEADbox：Asp-Glu-Ala-Asp.此家族中各基因的DNA序列沒有明顯的同源性，但所有的表達(dá)產(chǎn)物都具有解旋酶的功能，都具有同樣的保守基序（DEAD盒），DEAD是酶活性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。第三十七頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四5.基因超家族（genesuperfamily）基因超家族是指一組由多基因家族及單基因家族組成的更大的基因家族。它們的結(jié)構(gòu)有程度不等的同源性，因此它們可能起源于相同的祖先基因，但是它們的功能并不一定相同，這一點(diǎn)正是與多基因家族的差別所在。這些基因在進(jìn)化上也有親緣關(guān)系，但親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，故將其稱為基因超家族。如：（1）免疫球蛋白超基因家族表達(dá)產(chǎn)物都有免疫球蛋白樣的結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)。有2個(gè)微球蛋白、MHCI類抗原的α鏈,Ⅱ類抗原的α鏈和β鏈,Thy1、CD4、CD8等與免疫有關(guān)的分子。在后又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了許多免疫系統(tǒng)內(nèi)以及與免疫無關(guān)的家族成員。第三十八頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（2）絲氨酸蛋白酶基因超家族其基因產(chǎn)物都有一個(gè)特殊的功能區(qū)，具有酶的功能。功能區(qū)中絲氨酸是活性中心瓣關(guān)鍵氨基酸殘基?，F(xiàn)有很多新成員加進(jìn)去，如載脂蛋白（apolipoprotein），它們只是轉(zhuǎn)移膽因醇蛋白顆粒中的成分而不具備任何水解蛋白質(zhì)的酶功能。（3）信號(hào)傳遞途徑中的小GTP接合蛋白，現(xiàn)在稱為ras超家族，包括ras家族、rho家族、rab家族，大約已有30個(gè)蛋白質(zhì)基因被確定為該家族成員。第三十九頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（三）假基因（pseudogene)

1.假基因在多基因家族中某些與正常功能基因在核苷酸序列上相似，但不能轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄后生成無功能基因產(chǎn)物的DNA序列，被稱為假基因。DNA序列，被稱為假基因。2.假基因常用符號(hào)ψ表示，如ψα1表示與α1相似的假基因.3.假基因與有功能的基因同源,原來也可以是有功能的基因,由于發(fā)生缺失(deletion)、例位(inversion)或點(diǎn)突變（pointmutaion）等，成為無功能的基因，即形成了假基因，哺乳動(dòng)物基因組中的1/4基因?yàn)榧倩?，可能為進(jìn)化的痕跡。

第四十頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（四）編碼序列真核生物基因組編碼序列只占DNA總量的5%，但由于其基因組非常大，故其基因數(shù)量就原核生物基因組要大得多（幾十倍）。第四十一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（五）真核基因組中的轉(zhuǎn)座子

在真核基因組中，編碼序列在染色體中的位置相對(duì)比較穩(wěn)定，但一些中度重復(fù)序列往往是可移動(dòng)的。在些可移動(dòng)成分的結(jié)構(gòu)與原核基因組的轉(zhuǎn)位因子相似，是通過DNA介導(dǎo)的。

而另外一些中度重復(fù)序列的轉(zhuǎn)移成分，要先轉(zhuǎn)錄成RNA，再逆轉(zhuǎn)錄生成cDNA,然后重新整合到基因組中，這種逆轉(zhuǎn)錄旁路的轉(zhuǎn)移成分稱為逆轉(zhuǎn)錄座子（retroposon），是RNA介導(dǎo)的。第四十二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四(六)重復(fù)序列（repeatsequence）

重復(fù)序列中，除了編碼rRNA、tRNA、組蛋白及免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)基因外，大部分是非編碼序列。它們的功能主要與基因組的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，組織形式以及基因表達(dá)調(diào)控有關(guān)。

目前已發(fā)現(xiàn)一些重復(fù)序列的特征與遺傳有密切聯(lián)系,因此可以通過測(cè)定重復(fù)次數(shù)而協(xié)助遺傳病的診斷。

第四十三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四據(jù)出現(xiàn)的頻率不同可將DNA序列分為3類：1.高度重復(fù)序列在基因組中的重復(fù)次數(shù)>1052.中度重復(fù)序列在基因組中的重復(fù)次數(shù)為101-1053.單拷貝序列在整個(gè)基因組中出現(xiàn)1次或少數(shù)幾次（100-101）。第四十四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（七）端粒（telommere）

以線性染色體形式存在的真核基因組DNA的末端都有一種特殊的結(jié)構(gòu)，稱為端粒。（形式上膨大成粒狀而得名）。結(jié)構(gòu)1.是染色體末端DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成復(fù)合體。僅在真核細(xì)胞染色體末端存在。2.其DNA序列相當(dāng)保守，一般由多個(gè)串聯(lián)在一起的短寡核苷酸（5-86p）序列構(gòu)成。3.堿基成分因種屬而異，重復(fù)次數(shù)在不同生物中變化較大，如小鼠的端粒DNA達(dá)150kb,人類的端粒DNA約5~15kb。功能1.保護(hù)線性DNA的完整復(fù)制2.保護(hù)染色體末端及決定細(xì)胞的壽命等。第四十五頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四二.人類基因組中的重復(fù)順序（一）反向重復(fù)順序（invertedrepeats,IR）ATTAGCGCTAATATTAGCGGATGCTAATTAATCGCGATTATAATCGCCTACGATTA1.連續(xù)的反向重復(fù)順序，這種結(jié)構(gòu)又稱回文結(jié)構(gòu)（palindrome)，是指一段DNA順序，在兩條鏈上，正讀與反讀意義相同。2.不連續(xù)的反向重復(fù)順序之間含有間隔順序。1.2占人類基因組5%，可能與復(fù)制、轉(zhuǎn)錄調(diào)控有關(guān)。第四十六頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（二）串聯(lián)重復(fù)順序（tandemrepeats）1.編碼區(qū)串聯(lián)重復(fù)順序如組蛋白基因、5srRNA基因等。其意義在于快速大量合成相應(yīng)基因的mRNA.2.非編碼區(qū)串聯(lián)重復(fù)順序通常存在于間隔DNA*和內(nèi)含子內(nèi)，是組成衛(wèi)得DNA*的基礎(chǔ)。衛(wèi)星DNA可分為三類，大衛(wèi)星DNA、小衛(wèi)星DNA和微衛(wèi)星DNA。第四十七頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四*間隔DNA(spacerDNA)—真核基因組中，在基因之間也有一些非編碼順序?qū)⑺鼈兏糸_，一般稱為間隔DNA，是和內(nèi)含子性質(zhì)不同的插入順序。*衛(wèi)星DNA（satelliteDNAsat-DNA）—又稱隨體DNA。這部分DNA是在用cscl密度梯度離心時(shí)發(fā)現(xiàn)的。第四十八頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四大腸桿菌DNA剪切成若干片段后離心只得到1個(gè)峰，而蟹DNA在主峰旁邊還有1個(gè)小峰，其中所含DAN稱sat-DNA.Sat-DNA的A+T/G+C比值不同于主峰DNA的比值，因而其密度也不同于主峰DNA。比值改變?cè)蚴撬鼈兒写罅康闹貜?fù)順序而使某段DNA分子（A+T）或（G+C）偏低或偏高。（下圖因比值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于主峰DNA，導(dǎo)致密度較低所致）。第四十九頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（三）散在重復(fù)順序（intersprersedrepeats）散在重復(fù)順序是人類基因組中非串聯(lián)非反向的重復(fù)順序，包括少數(shù)活躍的轉(zhuǎn)位因子，根據(jù)重復(fù)序列的長(zhǎng)度可將該家族分為2個(gè)主要類型，短散在核元件和長(zhǎng)散在核元件。1.SINEs(shatinterspersednuclearelements)2.LINES(longinterspersednuclearelements)

代表Alu家族(逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子)

KpnI家族（1）序列中含Alu限制酶位點(diǎn)（1）序列中含KpnⅠ限制酶位點(diǎn)（2）基因組中重復(fù)數(shù)3-5×105（2）全長(zhǎng)6-7kb（3）Alu順序之間間隔:3-5kb（3）KnpⅠ消化后可見4條帶（4）相對(duì)集中在染色體R帶（4）集中分布在染色體G或Q帶

逆轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)座子RNA介導(dǎo)轉(zhuǎn)座,合成cDNA→基因組第五十頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四三.人類基因組DNA多態(tài)性某一機(jī)體可以觀察到的特征,稱為表現(xiàn)(phenotype),與表型相應(yīng)的基因組成稱為基因型(genotype).人類個(gè)體之間所以表現(xiàn)為千差萬別,其物質(zhì)基礎(chǔ)在于基因組DNA的差異.DNA序列的多態(tài)性就是這些差異中十分重要的1種,DNA序列多態(tài)性可分為位點(diǎn)的多態(tài)性和串聯(lián)重復(fù)順序多態(tài)性,前者又可造成限制性長(zhǎng)段長(zhǎng)度多態(tài)性.第五十一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四(一)DNA位點(diǎn)多態(tài)性(DNAsitepolymorphism)

DNA位點(diǎn)多態(tài)性是由于等位基因間在特定位點(diǎn)上DNA序列存在差異造成的.在各種DNA位點(diǎn)多態(tài)性系統(tǒng)中,HLA(人類白細(xì)胞抗原)是最復(fù)雜的一種.就其表型而言,從理論上來說,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了現(xiàn)有地球人口,人類為遠(yuǎn)交群體,因此要在無血緣關(guān)系人群找到HLA表型完全相同的個(gè)體幾乎是不可能的.(見分子免疫學(xué)).第五十二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四(二)限制性中段長(zhǎng)度多態(tài)性(restictionfragmentlengthpolymorplism,RFLP)1.DNA位點(diǎn)的多態(tài)性可影響限制酶的切割位點(diǎn)，造成限制片段長(zhǎng)度多態(tài)性，即用同一種限制酶消化不同個(gè)體DNA時(shí)，會(huì)得到長(zhǎng)度各不相同的限片段類型。是DNA多態(tài)性的一種特別有用的形式，當(dāng)DNA分子由于中性突變，使某種限制酶切點(diǎn)數(shù)增加，減少或移位，導(dǎo)致限制性片段長(zhǎng)度發(fā)生改變（也稱為RFLP），就會(huì)得到不同限制性片段類型，這樣的位點(diǎn)稱為多態(tài)性位點(diǎn)。第五十三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四(三)重復(fù)順序長(zhǎng)度多態(tài)性1.小衛(wèi)星DNA多態(tài)性很復(fù)雜，個(gè)體之間的差異極高。2.微衛(wèi)星DNA多態(tài)性,功能不太清楚.(四)DNA位點(diǎn)的多態(tài)性可以作為遺傳標(biāo)記，用于基因診斷或個(gè)體鑒定，其與疾病的相關(guān)研究正在進(jìn)行之中。

第五十四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四本節(jié)概要地介紹了對(duì)人類基因組研究和認(rèn)識(shí)，但顯然還有大量的未知，比如僅弄清楚了極有限的功能基因，一小部分基因序列，距離徹底了解人類自身遺傳背景還很遙遠(yuǎn)。正是存在這種科學(xué)內(nèi)在的驅(qū)動(dòng)力，人類在20世紀(jì)末開始了的探索自身為主要目的的偉大科學(xué)計(jì)劃—人類基因組計(jì)劃，其重要意義完全可以與原子彈計(jì)劃和阿波羅登月計(jì)劃相比。第五十五頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四第三節(jié)病毒基因組基因組（genome）1個(gè)配（精子或卵子），1個(gè)單倍體細(xì)胞或1個(gè)病毒所包含的全套基因。病毒核酸或?yàn)镈NA或?yàn)镽NA，可以統(tǒng)稱為病毒染色體。完整的病毒顆粒具有蛋白質(zhì)外殼，以保護(hù)病毒核酸不受核酸酶的破壞，并能識(shí)別和侵襲特定的宿主。類病毒例外，它是一類植物病毒，為很小的單鏈閉環(huán)RNA（250-400堿基）。

第五十六頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四病毒核酸與所有的原、真核生物的核酸組比較，最為突出的特點(diǎn)是每種病毒顆粒只含1種核酸，或DNA或RNA，兩者不共存于1種病毒顆粒中，據(jù)此，病毒可以分成兩組，即DNA病毒和RNA病毒。病毒核酸分子量大?。篟NA病毒小106-107D，DNA病毒大；107-108D基因數(shù)：3-幾百個(gè)第五十七頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四一切烈性病毒（virulentvirus）都具備參下幾個(gè)時(shí)相的生活周期：（1）吸附；（2）核酸進(jìn)入細(xì)胞；（3）轉(zhuǎn)錄、翻譯和復(fù)制；（4）病毒顆粒成熟；（5）釋放病毒顆粒。典型的生活周期為6-48小時(shí)，噬菌體為20-60分鐘。病毒對(duì)細(xì)胞功能的干予，最典型的是噬菌體（phage），當(dāng)其入菌后，立即接管了細(xì)菌的各種主要功能，細(xì)菌自身的DNA復(fù)制RNA轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)合成，能量代謝等都停頓下來轉(zhuǎn)變成合成病毒的機(jī)器。有些動(dòng)物病毒也有類似的情況，但非普通規(guī)律。相對(duì)而言，動(dòng)物病毒和宿主細(xì)胞可以共存一段時(shí)間至病毒生活周期的后期才造成宿主細(xì)胞的嚴(yán)重?fù)p害，這些損害有如下3個(gè)類型：（1）抑制宿主RNA和DNA的合成。（2）核糖體合成受損。（3）蛋白質(zhì)合成受抑制是普遍現(xiàn)象。

與人類疾病有關(guān)的病毒屬于動(dòng)物病毒，它包括8個(gè)DNA病毒科和12個(gè)RNA病毒科，這些病毒基因組結(jié)構(gòu)和功能已基本清楚（見分子病毒學(xué)HIV、沒辦法）。第五十八頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（二）病毒有（十）鏈RNA和（一）鏈RNA之分。

（十）RNA病毒（一）RNA概念極性和mRNA極性相同，與mRNA極性相反或與（十）RNA堿基順序也相同?；パa(bǔ)的RNA。作用1.作為模板（與mRNA一樣）必須依賴翻譯出病毒多肽或蛋白質(zhì)。RNA的RNA2.作為模板，合成（一）RNA，pol合成（十）可以以（一）RNA為模板RNA（mRNA）合成子代病毒RNA。才能翻譯出3.作為模板合成cDNA.病毒（即以mRNA為模板反轉(zhuǎn)錄合成DNA）。蛋白質(zhì)。第五十九頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四二.病毒基因組結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn)（P28）（一）病毒核酸可以是ssDNA、dsDNA或RNA分子，分子結(jié)構(gòu)有發(fā)夾、環(huán)狀、線型、節(jié)段型。以SSDNA,dsRNA最為突出。（二）基因重疊即同一段基因可以編碼2種或以上的基因產(chǎn)物這種現(xiàn)象在其它生物細(xì)胞僅見于線粒體和質(zhì)體DNA.所以是病毒核酸較為獨(dú)特結(jié)構(gòu)能使小小病毒攜帶較多的遺傳信息，原因是病毒基因閱讀框可以錯(cuò)位（SV40）。第六十頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（三）連續(xù)的和不連續(xù)的基因

病毒基因結(jié)構(gòu)特征往往與其宿主細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)相似。原核病毒（如噬菌體）基因是連續(xù)的，沒有內(nèi)含子；真核病毒（如多瘤病毒）基因是不連續(xù)的，有內(nèi)含子。有意思的是，有些真核病毒的內(nèi)含子或其中的一部分對(duì)某一基因來說是內(nèi)含子，對(duì)另一基因卻是外顯子。如SV40和多瘤病毒的早期區(qū)域就是這樣的。除了（+）RNA病毒外，真核病毒基因都是先轉(zhuǎn)成mRNA前體，再經(jīng)過剪接等步驟能成為成熟的mRNA.第六十一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四(四)節(jié)段性基因大部分病毒核酸都是由一條雙鏈或單鏈構(gòu)成，少數(shù)病毒核酸由數(shù)個(gè)片段構(gòu)成。這類病毒一般度RNA病毒。如flu-v由6-7個(gè)片段構(gòu)成，各段在天然狀態(tài)下不連接，而且可以轉(zhuǎn)錄成6-7個(gè)片段相應(yīng)的mRNA。單獨(dú)的片段沒有感染性，感染要一起感染才發(fā)揮作用。(五)除了retro-v外，所有的病毒基因都是單倍體基因。即每個(gè)基因在某個(gè)病毒顆粒中只出現(xiàn)一次，即只有1套基因。(六)編碼區(qū)>非編碼區(qū)（95%/5%）。病毒核酸大多數(shù)順序都用來編碼蛋白質(zhì)。第六十二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四(七)基因常常成簇排列，沒有間隔序列或間隔序列很小。功能相關(guān)蛋白質(zhì)基因在基因組的1個(gè)或幾個(gè)特定部位，叢集成簇被轉(zhuǎn)錄成多順反子，然后加工成各種蛋白質(zhì)的mRNA模板。如腺病毒晚期基因。(八)不規(guī)則的結(jié)構(gòu)基因1.幾個(gè)結(jié)構(gòu)基因的編碼區(qū)不規(guī)則，因此有些結(jié)構(gòu)基因無翻譯起始序列。2.有的mRNA（=gene）沒有5’帽子，但有翻譯增強(qiáng)子。(九)DNA或RNA1種病毒基因組只是1種核酸。第六十三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四三、典型病毒基因組（一）SV40病毒基因組SV40（simiansarcomavirus40猴肉瘤病毒)屬乳多空病毒類，是最小的DNA病毒之一。它可長(zhǎng)期潛伏于猴腎細(xì)胞，對(duì)新生倉(cāng)鼠有致癌性，體外試驗(yàn)還可使多種屬細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化。

第六十四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四1、基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）雙鏈環(huán)狀DNA分子、MW3×103KD，長(zhǎng)52436p,與4種組蛋白（H2A、H2B、H3及H4）綜合，與真核染色質(zhì)區(qū)別在于不含H1。

（2）基因組由早期基因、調(diào)控區(qū)和晚期基因構(gòu)成。①早期基因含有2個(gè)重疊基因，編碼T和t（T=tumor)抗原②晚期基因含3個(gè)重疊基因，編碼VP1（主），VP2和VP3（次）3種衣殼蛋白③調(diào)控區(qū)位早、晚期基因之間，長(zhǎng)約4006p包括復(fù)制起點(diǎn)，啟動(dòng)子和增強(qiáng)子，可調(diào)節(jié)基因組的復(fù)制及早、晚期基因的轉(zhuǎn)錄。第六十五頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四2、SV40病毒基因的表達(dá)

（1）啟動(dòng)子位于調(diào)控區(qū)復(fù)制起點(diǎn)上游，其中含有RNApdII識(shí)別位點(diǎn)位于-21-26bp之間的TATA盒可啟動(dòng)RNA轉(zhuǎn)錄起始準(zhǔn)確位置，一般不相差10個(gè)核苷酸。

（2）增強(qiáng)子在106-250位是2個(gè)串聯(lián)的含有72bp的完全重復(fù)順序，即為增強(qiáng)子，能增強(qiáng)SV40及異源基因的表達(dá)。（3）早期基因轉(zhuǎn)錄的mRNA前體選擇剪接形成不同的mRNA（TmRNA、t-mRNA)第六十六頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四3、病毒基因組的復(fù)制及基因表達(dá)調(diào)控

T抗原控制病毒的復(fù)制，啟動(dòng)晚期基因轉(zhuǎn)錄。（1）早期基因T及t的表達(dá)受T抗原的反饋?zhàn)栌?，表現(xiàn)一種自我調(diào)節(jié)作用。（2）晚期基因表達(dá)需要T抗原及SV40DNA本身的復(fù)制。一般過程是，感染早期合成T、t抗原→T-方面抑制早期mRNA進(jìn)一步合成；另一方激活多種與DNA復(fù)制有關(guān)的酶，引發(fā)病毒的復(fù)制→進(jìn)而推動(dòng)晚期RNA的合成，產(chǎn)生Vp蛋白（12h)→V-DNA+VP123→病毒顆粒。第六十七頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（二）HBV基因組HBV是乙肝的病原體，它可造成持續(xù)性感染，引起急、慢性肝炎，部分患者可發(fā)生肝硬化，HBV原發(fā)性肝癌發(fā)生密切相關(guān)，我國(guó)HBSAg攜帶者高達(dá)10%，因而我國(guó)特別重視HBV的研究。

第六十八頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四1、HBV基本結(jié)構(gòu)

（1）電鏡下觀察①呈園球形，直徑約42nm，稱Dane顆粒（以發(fā)現(xiàn)者命名）；②中間含1個(gè)致密的內(nèi)核（core)，直徑約27nm；③外為1層約14nm外殼（capsid)。（2）①表面有HBsAg（hepatitisBvirhssurfaceantigen)；②核心有HBcAg和HBeAg；③含DNApol、proreinkinase(蛋白激酶）和reversetranscriptase（逆轉(zhuǎn)錄酶），后者與病毒復(fù)制特點(diǎn)有關(guān)。第六十九頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四2、HBV基因組結(jié)構(gòu)

（1）ds(±)DNA組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，開環(huán)不封閉。侵入細(xì)胞后借助胞內(nèi)DNA修復(fù)機(jī)制轉(zhuǎn)變成cccDNA分子（共價(jià)閉合環(huán)狀超螺旋）。

（2）基因組雙鏈DNA長(zhǎng)短不一，外長(zhǎng)內(nèi)短，長(zhǎng)負(fù)（鏈）短正（鏈），長(zhǎng)鏈2/3是雙鏈，1/3是單鏈。兩鏈間隙由DNApol填充（上（1）述）。

（3）長(zhǎng)鏈（負(fù)鏈）基因重疊是轉(zhuǎn)錄mRNA的模板鏈.第七十頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四不同毒株均含有4個(gè)開放性閱讀框（openreadingframe,ORF見第五章)S.C.P.X，其中P區(qū)與S.C.X.互相重疊50%以上，故多個(gè)ORF可讀碼2次以上，編碼2個(gè)以上蛋白質(zhì)。其中：S區(qū)編碼主要蛋白為HBsAgC區(qū)編碼HBcAg等。P區(qū)編碼DNApol是依賴RNA的DNApol（逆轉(zhuǎn)錄酶）。X蛋白功能不詳。第七十一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四4、HBV與肝癌的關(guān)系現(xiàn)在普遍認(rèn)為，HBV感染與原發(fā)性肝癌關(guān)系密切，流行病學(xué)及分子病毒學(xué)的證據(jù)如下：（1）原發(fā)性肝癌（肝細(xì)胞性肝癌）HBSAg高達(dá)85%，其他腫瘤患者僅為15%；（2）培養(yǎng)肝癌細(xì)胞株，不斷釋放出HBsAg(+)；（3）cDNA探針檢查到HBV已整合到肝癌細(xì)胞DNA中去；（4）肝癌病人的癌基因，如Ki-ras、Ha-ras、myc被激活。第七十二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四（三）脊髓灰質(zhì)炎病毒基因組（ss(+)RNA)1、基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）ss(+)RNA，MW2.5X106。（2）5’端無帽，3’端有poly(A)尾。5’端2個(gè)uu總是VPG蛋白，病毒入胞后被水解，5’端形成翻譯增強(qiáng)子結(jié)構(gòu)，結(jié)合核糖體開始翻譯。（3）基因組7個(gè)基因編碼區(qū)無間隔，編碼RNA復(fù)制酶、蛋白酶和衣殼蛋白。

連接第七十三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四2、基因組信息傳遞的特點(diǎn)（1）RNA復(fù)制的引物不是RNA或DNA，而是VPG-uu(+)RNA（一）RNA新的（+）RNA（2）新合成（+）RNA3種功用（新合成poly(A)尾是直接復(fù)制出來的）：①作為mNA翻譯病毒蛋白質(zhì)；②作為模板復(fù)制（一）RNA；③作為子代病毒RNA，與蛋白質(zhì)包裝成病毒顆粒。RNA復(fù)制酶

RNA復(fù)制酶

第七十四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四(四)逆轉(zhuǎn)錄病毒1.逆轉(zhuǎn)錄病毒一般分類

逆轉(zhuǎn)錄病毒可以說就是RNA腫瘤病毒。第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的RNA腫瘤病毒是勞氏肉瘤病毒（RousSarcomavivus,RSV,1911)。至今為止所發(fā)現(xiàn)的retro-v都能使動(dòng)物致癌，如下。（1）肉瘤病毒（2）白血病病毒(leuremiavirus)（3）乳腺瘤病毒(mammazytumorvirus)和淋巴瘤病毒，如鳥類髓細(xì)胞瘤病毒（avianmyelocytoma,AMV)（4）人類嗜T細(xì)胞逆轉(zhuǎn)錄病毒（humanT-lymphotropicretro-v,HTLV)HTLV-III現(xiàn)稱人類免疫缺陷綜合癥病毒（humanimmunodeficiencyvirus,HIV)或AIDS病毒。第七十五頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四2.逆轉(zhuǎn)錄病毒基結(jié)構(gòu)特征(1)是RNA的復(fù)合體①2條(+)RNA單體正向平行,攜帶所有的遺傳信息,而且完全相同,為什么要求2條相同正鏈,意義不太清楚(怕基因丟失或損傷?)。②2條tRNA較小，是宿主tRNA(RSV是tRNAtrp），+RNA對(duì)于復(fù)制位置是至關(guān)重要。(2)5’端有m7Gppp帽,3’端有Poly（A）尾。第七十六頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期四(3)編碼區(qū)（反式功能區(qū)）從5’→3’

非編碼區(qū)（順序功能區(qū)，調(diào)控區(qū))5’，3’都有①gag(groupantigen)編碼衣殼蛋①R區(qū)逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA必須區(qū)域②Pov(Polyrmerase)逆轉(zhuǎn)錄酶②PB區(qū)引物結(jié)合區(qū)③env(envelop)包膜蛋白③U區(qū)U3含啟動(dòng)子，U5與轉(zhuǎn)錄終止加尾有關(guān)*④ONC(oncogene)癌基因④ψ(包裝信號(hào)),DLS(氫鏈結(jié)合位點(diǎn))如RSV是SRCC為調(diào)控區(qū)*有的retro-V有ONC。第七十七頁，共八十五