基因排列

（一）噬菌体基因组合特点

噬菌体DNA分子最小，依赖宿主细胞功能进行复制，遗传信息较少。植物病毒、某些细菌病毒和动物病毒的基因组由RNA组成，通常很小；DNA病毒基因组大小范围较广，最小的约5kb（如ΦX174和微小病毒），最大的约200kb（如T2噬菌体182kb，豆类病毒200kb）。

• 存在基因重叠现象：病毒基因组较小但编码蛋白种类多，通过重叠阅读框高效利用DNA。例如ΦX174中A与B、C与K、D与E基因完全重叠，其他部分重叠；高等生物中较少重叠，但存在双链分别编码的情况，如ear-1和esr-7基因从互补链反方向转录。
• 基因中无内含子：编码基因连续，但感染真核细胞的病毒在组织结构上与真核基因类似，具有内含子。
• 具有操纵子结构：如ΦX174从PD启动子转录的mRNA包含E、J、F、G、H等结构基因。
• 单链环状DNA：如ΦX174、G4和M13，感染后变为双链环状复制型；双链线状DNA如λ噬菌体，感染后形成环状。
• 基因按功能分类和表达先后顺序线性排列：如λ噬菌体基因组具粘性末端，基因排列按功能成族并按表达顺序。

（二）细菌基因组合特点

真核基因组中90-95%以上为非编码序列，仅5-10%为编码序列。非编码DNA中包括多种重复序列，如卫星DNA、小卫星DNA、微卫星DNA。

（一）非编码序列的特征

根据复性动力学，真核基因组分为快、中、慢三个组分：

• 高度重复序列：快复性组分，占10-25%，C0t1/2 0.0013，重复次数>100万，如卫星DNA，常位于异染色质、近中心粒和端粒。
• 中度重复序列：中复性组分，占25-40%，C0t1/2 1.9，重复次数10^2-10^5，如Alu家族（灵长类特有，约300bp，5×10^5拷贝，占人类基因组3-6%）。
• 低重复序列：慢复性组分，占50-60%，C0t1/2 630，重复次数2-100，如VNTR（15-70bp串联，总长0.5-30kb）和STR（2-6bp串联）。

DNA多态性：包括限制性内切酶片段长度多态性（RFLP）、重复序列拷贝数多态性（VNTR、STR）、单核苷酸多态性（SNP）。SNP平均每1000个碱基一个，总数约300万，转换占2/3，颠换占1/3。cSNP指编码区SNP，可能影响RNA和蛋白质功能。

（二）编码基因组织特征

一个基因可转录产生多种mRNA：如大鼠肌钙蛋白T基因通过选择性拼接产生两种mRNA，鼠淀粉酶基因利用不同启动子产生组织特异性mRNA。约50-75%编码蛋白质属于基因家族，如珠蛋白基因家族等。

• 吴乃虎. 基因工程原理. 科学出版社, 2001.
• 刘祖洞, 乔守怡, 吴燕华. 遗传学. 高等教育出版社, 2013.
• Lewin B. Genes IX. Jones and Bartlett Publishers, 2007.
• Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Molecular Biology of the Cell. 6th ed. Garland Science, 2014.