病毒、细菌基因组结构与功能

病毒、细菌基因结构与功能
泛基因阶段
孟德尔的遗传因子阶段
蓝与白摩尔根的基因阶段
顺反子阶段
操纵子阶段
现代基因阶段
DNA分子中含有特定遗传信息的核苷酸序列,是遗传物质的最小功能单位。合成有功能的蛋白质多肽链或RNA所必需的全部核酸序列(通常是DNA序列)。
一个基因应包含不仅是编码蛋白质肽链或RNA的核酸序列,还包括为保证转录所必需的调控序列、5′非翻译序列、内含子以及3′非翻译序列等所有的核酸序列(蛋白质基因和RNA基因)。
根据其是否具有转录和翻译功能可以把基因分为三类
第一类是编码蛋白质的基因,它具有转录和翻译功能,包括编码酶和结构蛋白的结构基因以及编码阻遏蛋白的调节基因
第二类是只有转录功能而没有翻译功能的基因,包括tRNA基因和rRNA基因
第三类是不转录的基因,它对基因表达起调节控制作用,包括启动基因和操纵基因
基因组(genome):是指生物体全套遗传信息,包括所有基因和基因间的区域 。
原核生物基因组:染体基因组(chromosomal genome)染体外基因组(extrachromosomal genome )
真核生物基因组:染体基因组(chromosomal genome)染体外基因组(extrachromosomal genome )
生物体的进化程度与基因组大小之间不完全成比例的现象称为C值矛盾(C value paradox,又称C值悖论)
病毒基因组的结构特点
病毒基因组很小,且大小相差较大
病毒基因组可以由DNA组成,或由RNA组成平台设计方案
多数RNA病毒的基因组是由连续的RNA链组成
基因重叠
基因组的大部分可编码蛋白质,只有非常小的一部份不编码蛋白质
形成多顺反子结构
病毒基因组都是单倍体(逆转录病毒除外)
噬菌体(细菌病毒)的基因是连续的,而真核细胞病毒的基因是不连续的
1981年,美国首先发现获得性免疫缺陷征(acquired immunodeficiency syndrome,AIDS),其病原体是一种能破坏人免疫系统的逆转录病毒1986年,命名为:人类免疫缺陷
病毒(human immunodeficiency virus,HIV)
HIV特异性地侵犯并损耗T细胞而造成机体免疫缺陷
HIV如何感染免疫细胞并复制
捆绑――当HIV病毒的gp120蛋白捆绑到T-helper细胞的CD4蛋白时,HIV病毒附着到机体的免疫细胞上。滤过性病毒核进入到T-helper细胞内部,并且病毒体的隔膜融合进细胞壁;   
逆转录――滤过性病毒酶,即逆转录酶,将病毒的RNA转化为DNA;   
集成――新产生的DNA被病毒整合酶运送到细胞核中,并嵌入到细胞的DNA。HIV病毒被称之为前病毒;
复制――细胞核中的病毒DNA利用细胞自己的酶分裂产生信使RNA(mRNA)。mRNA含有制造新的病毒蛋白的指令序列;   
翻译――mRNA由细胞的酶运送出细胞核。然后病毒就利用自然蛋白生成机制来生成病毒
蛋白和酶的长链分子;   
组装――RNA和病毒酶在细胞边缘聚集。一种被称之为蛋白酶的酶将多肽切成病毒蛋白。   
发育――新的HIV病毒粒子从细胞壁中收缩出来并打破环绕他们的细胞壁。这就是封装的病毒从细胞中分离出来的过程。
HIV的基因结构特点
遗传变异率高是一个多态性病毒(结构表现出一定的差异),病毒在传播过程中突变、缺失或插入所引起
高度变异区在env基因内,相当于gp120的五个区段,gag和pol基因较少变异,是基因组的保守区域
目前已知HIV有两个型:
    HIV-1:欧洲和美洲分离的毒株的总称,亚洲地区的流行株也基本上为HIV-1
    HIV-2:西部非洲的中分离的毒株
HIV-1与HIV-2的核苷酸有60%同源性
HIV-1与HIV-2的感染不同
HIV-1是主要毒株,一旦感染终身携带,进展快,  预后差
HIV-2感染的潜伏期长,致病性低
没有人真正死于艾滋病
氨基丙酸大部分的艾滋病感染者都是死于其他的传染病,这是因为他们的免疫系统已经被彻底破坏了。艾滋病人死于感冒和死于肺癌对他们来说是一样的容易,由于身体不能与一般的疾病作斗争,最后他们会因一些小小的病症而死去
* 性接触;    * 受感染的静脉注射;    * 母乳喂养(母亲对婴儿);    * 受感染的母亲在怀孕和生产时传递给胎儿;   
* 输血传播(在一些对血液中的艾滋病抗体进行检测的国家这种情况很罕见)。   
乙肝病毒基因组的结构和功能
乙肝病毒(hepatitis  B virus,HBV)是目前已知的感染人类的最小的双链DNA病毒
HBV的基因组结构显得特别精密浓缩,基因组DNA结构奇特
环状的部分双螺旋结构,长约3.2kb。其中的2/3为双螺旋结构,1/3为单链,DNA中的两条链不等长
长链为负链,短链为正链
长链:5’端与3’端无共价连接,而是与一种蛋白质共价相连
短链:长度视病毒而异,一般长约1.6-2.8kb,约为长链的2/3。短链之间的空隙可由病毒颗粒中的DNA聚合酶充填
为充分利用其遗传物质,通过基因重叠使病毒在很小的基因组中容纳大量的遗传信息。因而HBV的基因组结构显得特别精密浓缩
1. 重叠的基因序列比较多
2. 调节序列位于基因内部
HBV节约使用遗传物质的一种方式
启动子存在于编码蛋白质序列内
增强子位于聚合酶基因中
polyA附加信号位于ORFC中
GRE(皮质激素敏感因子)位于ORFS和聚合酶基因中
半夏种植GRE 是与激素受体结合的 DNA 片段,结合后能使某一已知基因转录水平增加
郑超麟
GRE具有增强子特征
  [1] 顺式作用元件
  [2] 在转录的两个方向均有作用
  [3] 在距其调节的基因不同距离处均可起作用
细菌基因组结构与功能
细菌染体基因组结构的特点
1.  形成类核(nucleoid):
由一条环状双链 DNA  分子组成细菌的染体,并相对聚集在一起,形成一个较为致密的区域
  类核无核膜与胞浆分开,类核的中央部分由RNA和支架蛋白组成,外围是双链闭环的DNA超螺旋
中国发展报告20102.  染体DNA通常与细胞膜相连:
连接点的数量随细菌生长状况和不同的生活周期而异
DNA链上,与 DNA 复制、转录有关的信号区域与细胞膜优先结合

本文发布于:2024-09-21 19:33:06,感谢您对本站的认可!

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