重叠基因.pptx

重叠基因重叠基因 是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分。重叠基因重叠基因发现n n1977年F.桑格在测定噬菌体174的DNA的全部核苷酸序列时，发现基因D中包含着基因E。基因E的第一个密码子从基因D的中央的一个密码子TAT的中间开始，因此两个部分重叠的基因所编码的两个蛋白质非但大小不等，而且 氨基酸 也不相同。在某些真核生物病毒中也发现有重叠基因。重叠基因的分类n原核生物重叠基因n真核生物重叠基因原核生物重叠基因原核生物重叠基因n n第一种类型：一个基因的核苷酸序列完全包含在另一个基因的核苷酸序列当中，只是由于读码结构不同，因此编码着不同的蛋白质产物。原核生物重叠基因原核生物重叠基因n n第二种类型：两个基因核苷酸序列的末端密码子相互重叠。例如A基因的终止密码子的3个核苷酸TGA与C基因的起始密码子ATG重叠了两个核苷酸：n n第三种类型：在G4噬菌体发现此类重叠基因重叠的核苷酸区段（由4到5个核苷酸组成）同时为三个不同的基因编码，重叠部分的基因序列是TGATG编码K，A，B三个基因：真核生物重叠基因真核生物重叠基因真核生物重叠基因的类型真核生物重叠基因的类型n n第一类：间隔子式重叠基因：一个基因的编码序列完全寓居于别个基因的间隔子序列当中。如：n n第二类：嵌套基因：这是在高等真核生物中另一类重叠基因，其特征是一基因的相反链编码。如：重叠基因的意义重叠基因的意义n重叠基因的发现，修正了关于基因核苷酸序列互不重叠的概念基因及基因组的大小基因及基因组的大小与与C值矛盾值矛盾基因及基因组的大小与基因及基因组的大小与C C值矛盾值矛盾n n基因组基因组n n狭义：单倍体细胞中的全套染色体（人：狭义：单倍体细胞中的全套染色体（人：22条常染色体条常染色体+X，Y+线粒体线粒体DNA）。）。n n广义：一物种的全部遗传物质及其携带的广义：一物种的全部遗传物质及其携带的遗传信息。遗传信息。人类染色体的编号人类染色体的编号人体细胞人体细胞：男女均：男女均 46条，含条，含2个染色体组是个染色体组是二倍体二倍体。含有含有2个基因组。个基因组。人类染色体数量人类染色体数量n n一个单倍体基因组的全部一个单倍体基因组的全部DNA含量总是恒含量总是恒定的。这是物种的一个特征，通常称为该定的。这是物种的一个特征，通常称为该物种的物种的C值，以值，以pg表示（表示（1pg=10-12g）。）。n n不同物种的不同物种的C值差异很大，最小的枝原体只值差异很大，最小的枝原体只有直有直106bp，而最大的如某些显花植物和两，而最大的如某些显花植物和两栖动物可达栖动物可达1011bp。Range of genome size in different phylaRange of genome size in different phylaRange of genome size in different phylaRange of genome size in different phyla门门门门 n n由图表可见，随着生物的进化，生物体的由图表可见，随着生物的进化，生物体的结构和功能越来越复杂，其结构和功能越来越复杂，其C值就越大，例值就越大，例如真菌和高等植物同属于真核生物，而后如真菌和高等植物同属于真核生物，而后者的者的C值就大得多。这一点是不难理解的，值就大得多。这一点是不难理解的，因为结构和功能越复杂，需要的基因产物因为结构和功能越复杂，需要的基因产物的种类越多，也就是说需要的基因越多，的种类越多，也就是说需要的基因越多，因而因而C值越大值越大 n n然而另一方面，随着进一步的进化，生物体复杂性和DNA含量之间的关系变模糊了，出现了很多令人不解的现象。一些生物类群基因组大小的变化范围很窄，而另一些类群的变化范围则很宽。n n突出的例子是两栖动物，C值小的可以低至109bp以下，C值大的可以高达1011bp。而哺乳动物的C值均为109bp的数量级。人们很难相信不同的两栖动物，所需基因的数量会有100倍的差别，而且两栖动物的结构和功能会比哺乳动物更复杂。n n由于人们无法用已知功能来解释基因组的由于人们无法用已知功能来解释基因组的DNA含量，所以产生了含量，所以产生了C值矛盾值矛盾(C value paradox，又，又称称C值悖理值悖理)。n n它表现在两个方面：一个方面是，与预期的编它表现在两个方面：一个方面是，与预期的编码蛋白质的基因的数量相比，基因组码蛋白质的基因的数量相比，基因组DNA的含的含量过多。另一个方面是一些物种之间的复杂性量过多。另一个方面是一些物种之间的复杂性变化范围并不大，但是变化范围并不大，但是C值却有很大的变化范围。值却有很大的变化范围。这些问题的解决有待于进一步的研究。这些问题的解决有待于进一步的研究。n nC值矛盾值矛盾:真核生物中真核生物中DNA含量与其进化地位不含量与其进化地位不一致的反常现象。一致的反常现象。n n主要表现在：主要表现在：n nC值不随生物的进化程度和复杂性而增加，如肺值不随生物的进化程度和复杂性而增加，如肺鱼为鱼为112.2，而人为，而人为3.2；n n亲缘关系密切的生物亲缘关系密切的生物C值相差很大，如豌豆为值相差很大，如豌豆为4，而蚕豆为而蚕豆为2；n n高等真核生物具有比用于遗传高得多的高等真核生物具有比用于遗传高得多的C值，如值，如人的染色体人的染色体DNA 含量在理论上包含含量在理论上包含300万个基因，万个基因，但有实际用途的基因只有但有实际用途的基因只有5万万10万个。万个。