基因分子生物学讲课书上缺少内容.docVIP

讲课部分内容（书上缺少的部分,缺图） 张俊武 三、部分重要的病毒基因组 M13噬菌体 M13噬菌体是一种大肠杆菌丝状噬菌体，其基因组是含～6400nt的单链闭环DNA。野生型M13噬菌体基因组，90%以上编码蛋白质，包含10个基因。多数基因间仅以数个核苷酸相隔，仅在基因VIII 和III以及基因II和 IV之间有较长的核苷酸相隔。这些基因间隔区含有调节基因表达和病毒DNA合成的元件。 M13噬菌体最大的优点是：在用做克隆载体时可产生仅含外源DNA某一条链的DNA分子。这种单链DNA分子可在以下工作中作为模板： 1 双脱氧链终止法DNA测序 2 制备仅有一条链得到放射性标记的DNA探针 3 利用寡核苷酸进行定点突变 （二） 噬菌体 噬菌体是最早使用的克隆载体之一，常用做构建基因组文库和cDNA文库。 1． 噬菌体的结构 噬菌体基因组是长度约为50kb的双链DNA分子。在 噬菌体颗粒内，其DNA为线状双链分子，两条链的5’端均有长12nt的互补单链（粘端，cos）。 噬菌体的基因组包含50个基因，其调控较为复杂，且多数基因都行使各自必不可少的生理功能。其中一部分（主要为噬菌体基因组中间部位）为可置换部位，常用来插入外源基因。左臂部分主要包含编码组装噬菌体头部和尾部所需蛋白的基因，右臂部分包含与DNA复制相关的基因，这两部分不能替换。 2． 噬菌体的复制 噬菌体线状DNA进入宿主细胞后，粘端相对，并在宿主细胞连接酶作用下缝合切口，形成闭合DNA分子。该DNA分子在感染早期充当转录模板。在此期间， 噬菌体选择裂解或溶源两途径之一进行复制。 （三）乙肝病毒（Hepatitis B Virus ,HBV） 1．HBV基因组结构 HBV的基因组结构奇特，是一环状的部分DNA双螺旋结构，长约3.2kb，其中2/3为双螺旋结构，1/3为单链。长链的5’端与3’端之间有300nt左右的缺口，与一种蛋白质形成共价连接。长链与短链的5’端以250～300nt互补。 长链为负链（与病毒mRNA互补），短链为正链，短链的长度视个亚型而异，约为长链的50～90％（长约1.6～2.8kb）。短链之间的空隙可由病毒颗粒中的DNA聚合酶充填。HBV是目前已知的感染人类的最小的双链DNA病毒，但在很小的基因组中容纳了大量的遗传信息，因而HBV基因组结构显得特别精密浓缩，充分利用其遗传物质。 ①重叠的基因顺序较多 HBV基因组中已确定的开放阅读框（ORF）有4个，分别编码病毒的核壳（C）蛋白、包膜（S）蛋白、病毒复制酶（聚合酶）及一种似乎与病毒基因组表达有关的蛋白质X。这些基因的顺序有些是重叠的。几年前新鉴别了ORF-5及ORF-6，均与X基因重叠，但功能尚不清楚。 ②调节序列位于基因内部 如与HBV基因组复制相关的顺序有：短链顺向重复顺序DR1和DR2及U5样顺序（因与反转录病毒末端的U5序列类似而得名）。 DR1与U5位于前C开放阅读框中，是合成DNA长链的起始部位。DR2位于聚合酶基因和X基因重叠处，是DNA短链合成的起始部位。 与调节基因表达有关的顺序，如启动子，增强子，polyA添加信号，糖皮质激素受体结合敏感顺序（GRE），增强子结构，也都在编码蛋白质的基因顺序内。 2.乙肝病毒的复制 （四）反转录病毒 反转录病毒颗粒内的基因组由两条相同的单链正义 RNA组成，这使得反转录病毒为双倍体（这在病毒中是奇特的）。不同种类的反转录病毒RNA 结构相似，但长度有变化， 多在8～11kb 之间。和真核生物mRNA一样，反转录病毒RNA5’端有帽子结构， 3’端有poly A 尾。基因组RNA的一部分与一个特异的宿主tRNA成碱基配对，此tRNA起始DNA的合成，这也是反转录病毒的一个奇特之处。 （五）腺病毒（adenoviruses） 人腺病毒DNA为双链线性DNA ，全长36kb，其突出的结构特点是分子末端存在反转重复顺序。腺病毒DNA的两条链分别称为L链（轻链）或r链（右链）和H链（重链）或l链（左链），每条链的5’端都有蛋白与之结合。两条链可以分开并自己形成环状结构。 二、质粒DNA 许多微生物（包括细菌，酵母，真菌等）细胞中含有染色体外的双链环状DNA分子，称为质粒（plasmid）。这些质粒都是独立于细菌染色体外进行复制和遗传的辅助性遗传单位。然而，它们又依赖于宿主编码的酶和蛋白质进行复制和转录。 在一般情况下，质粒对宿主细胞生存并不是必须的，但质粒的某些基因，可以补充细菌基因的不足，有利于细菌的生存。如R质粒带有抗生素抗药基因，可使细菌耐受抗生素的作用；F质粒的变种F’质粒可携带一些宿主的基因，如Leu基因，当共转化Leu-细菌时，可使该细菌在缺乏Leu的培养基中生长。由质粒产生的表型包括对抗生素的抗性，产生抗生素，降解复杂有机化合物，以及产