生物化学与分子生物学/真核基因与基因组

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真核基因与基因组- 真核基因的结构与功能 - 真核基因组的结构与功能
随着人们对遗传学和基因组学复杂性的深入了解,似乎越来越难以对基因做一个精确的定义。简而言之,基因(gene)是能够编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的、负载遗传信息的基本单位。除了某些以RNA为基因组的RNA病毒外,基因通常是指染色体或基因组的一段DNA序列,其包括编码序列(外显子)和单个编码序列间的间隔序列(内含子)。
基因组(genome)是指一个生物体内所有遗传信息的总和。1920年德国科学家Winkles H首先使用基因组一词来描述生物的全部基因和染色体。基因组(GENOME)从 “ 基因(GENe)”、和“染色体(chromosOME)”两个词组合而成。人类基因组包含了细胞核染色体DNA(常染色体和性染色体)及线粒体DNA所携带的所有遗传物质。
不同生物的基因及基因组的大小和复杂程度各不相同,所贮存的遗传信息量有着巨大的差别,其结构与组织形式上也各有特点。原核生物的基因组结构相对简单,其结构特点如下:

  • 通常仅由一条环状双链DNA组成;
  • 基因组中只有一个复制起点,具有操纵子结构;
  • 基因通常是连续的,没有内含子;
  • 基因组中重复序列很少,编码蛋白质的结构基因多为单拷贝基因;
  • 基因组中具 有多种功能的识别区域,如复制起始区、复制终止区、转录启动区和终止区等;
  • 基因组中存在可移动的DNA序列,包括插入序列和转座子等。

真核生物基因组较复杂,其结构基因的数量远多于原核生物基因组中的数量,但编码区在基因组中所占的比例远小于原核生物基因组中的比例。本章重点讨论真核基因与基因组的结构和功能。