第二篇 基因、基因组与基因组学一.ppt

第一篇基因、基因组与基因组学
第一章基因的结构
第二章基因组的结构与功能
第三章基因组学简介
第一章基因的结构
基因分类:
1. 编码基因:最终产物是蛋白质。
编码基因是分子生物学研究的主要对象。
2. 非编码基因:最终产物是RNA。
由于RNA长期被认为是结构单位,而非功能单位,非编码基因没有受到重视。自1982年发现RNA具有自我催化功能,非编码基因的研究受到重视。
第一章基因的结构
非编码基因功能:
1. rRNA和tRNA参与蛋白质的合成。
2. 生物界起源于RNA 。
3. RNA具有自我催化功能。
4. 参与生物发育及基因表达的调控。
5. 无所不能的RNA。
第一章基因的结构
RNA参与基因的转录调控、染色体复制、RNA处理及修饰、 mRNA的翻译和稳定性、蛋白质的降解及转移等生物过程。
基因的结构即指DNA序列,也包括基因产物的结构。
第一章基因的结构
第一节、非编码RNA基因的结构
一、非编码RNA的名称和种类
ncRNA: Non-coding RNA, 除mRNA以外的所
有RNA。
fRNA: Functional RNA, 除mRNA、rRNA、tRNA
之外的所有RNA。
miRNA*: MicroRNA, 参与翻译的调控、 mRNA
的特异性降解。
siRNA: Small interfering RNA, 参与RNA沉默
过程,多数是mRNA的降解片断。
第一章基因的结构
第一节、非编码RNA基因的结构
一、非编码RNA的名称和种类
snRNA*: Small nuclear RNA, 包括拼接小体
RNA(spliceosomal RNA)。
snmRNA: Small non-mRNA, 即小非编码RNA
snoRNA*: Small nucleolar RNA, 参与rRNA和
tRNA的修饰。
stRNA: Small temporal RNA, 参与RNA沉默
过程,多数是mRNA的降解片断。
第一章基因的结构
第一节、非编码RNA基因的结构
二、核酶ribozyme的发现和结构
1979,Cech通过电镜发现原生动物Tetrahymena thermophila 的rRNA基因含有内含子。
1982,又发现rRNA前体能自我剪接。[Cell,31,147~157,(1982)]
1983,通过重组技术证明RNA具有催化功能,提出ribozyme概念。
[Nature,301,578~583,(1983)]
Thomas R. Cech
第一章基因的结构
第一节、非编码RNA基因的结构
二、核酶ribozyme的发现和结构
1971, Altman发现大肠杆菌的RNase P含有RNA。除去RNA后RNase P失去活性。
1983,证明M1 RNA是RNase P的催化组分,在较高[Mg2+]下,能切割tRNA前体。[Cell,35,849~857,(1983)]
Sidney Altman, .
Press Release: The 1989 Nobel Prize in Chemistry
12 October 1989The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the 1989 Nobel Prize in chemistry jointly toProfessor Sidney Altman, Yale University, New Haven, Connecticut, USAProfessor Thomas Cech, University of Colorado, Boulder, USAfor their discovery of catalytic properties of RNA.
Ⅰ类内含子:存在于rRNA和质体tRNA基因中。利用pG为辅助因子,通过碱基互补形成特定的高级结构。
具有核酶性质的RNA主要有三类:
1. 内含子核酶
Ⅱ类内含子:存在于线粒体和质体mRNA基因中。剪接点序列高度保守,5’端为GUGCG, 3’端为YNAU,中间序列形成保守的二级结构。
Ⅲ类内含子:存在于细胞核的mRNA基因中。需要snRNA。
Ⅳ类内含子:存在于细胞核的tRNA基因中。需要核酸内切酶。