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基因組
生物體所有遺傳物質(zhì)的總和
在分子生物學(xué)和遺傳學(xué)領(lǐng)域，基因組是指生物體所有遺傳物質(zhì)的總和。這些遺傳物質(zhì)包括DNA或RNA（病毒RNA）。
簡(jiǎn)介
在生物學(xué)中，一個(gè)生物體的基因組是指包含在該生物的DNA（部分病毒是RNA）中的全部遺傳信息，又稱(chēng)基因體（genome）。基因組包括基因和非編碼DNA。1920年，德國漢堡大學(xué)植物學(xué)教授漢斯·溫克勒（HansWinkler）首次使用基因組這一名詞。
更精確地講，一個(gè)生物體的基因組是指一套染色體中的完整的DNA序列。例如，生物個(gè)體體細胞中的二倍體由兩套染色體組成，其中一套DNA序列就是一個(gè)基因組。基因組一詞可以特指整套核DNA（例如，核基因組），也可以用于包含自己DNA序列的細胞器基因組，如線(xiàn)粒體基因組或葉綠體基因組。當人們說(shuō)一個(gè)有性生殖物種的基因組正在測序時(shí)，通常是指測定一套常染色體和兩種性染色體的序列，這樣來(lái)代表可能的兩種性別。即使在只有一種性別的物種中，“一套基因組序列”可能也綜合了來(lái)自不同個(gè)體的染色體。通常使用中，“遺傳組成”一詞有時(shí)在交流中即指某特定個(gè)體或物種的基因組。對相關(guān)物種全部基因組性質(zhì)的研究通常被稱(chēng)為基因組學(xué)，該學(xué)科與遺傳學(xué)不同，后者一般研究單個(gè)或一組基因的性質(zhì)。
種類(lèi)
原核
原核生物和真核生物基因組由DNA組成。古細菌有一個(gè)環(huán)狀染色體組成的DNA基因組。大多數細菌也有一個(gè)環(huán)狀染色體，然而，一些細菌物種含有線(xiàn)性染色體或多個(gè)染色體。大多數原核生物基因組中不含有重復DNA。一些共生細菌基因組種含有高比例的假基因，例如Serratia symbiotica基因組種只有約40%的DNA編碼蛋白質(zhì)。一些細菌基因組還含有輔助遺傳物質(zhì)，它們在質(zhì)粒中存在。為此，基因組這個(gè)詞不應該用作染色體的同義詞。
真核
真核基因組由一條或多條線(xiàn)性DNA染色體組成。組成真核生物基因組的染色體的數量差異很大，杰克跳線(xiàn)螞蟻和無(wú)性線(xiàn)蟲(chóng)的基因組每個(gè)只有一對染色體，而蕨類(lèi)物種有720對染色體。人類(lèi)細胞具有22對常染色體和1對性染色體。
除了細胞核中的染色體外，真核生物的細胞器如葉綠體和線(xiàn)粒體都有自己的DNA和染色體，因此，也有“線(xiàn)粒體基因組”和“質(zhì)體基因組”的說(shuō)法。與它們來(lái)源的細菌一樣，線(xiàn)粒體和葉綠體都含有環(huán)狀染色體。
攜帶合成蛋白質(zhì)遺傳信息的DNA序列是編碼序列。不同物種中編碼序列占基因組的比例差異很大。較大的基因組不一定含有更多的基因，并且復雜真核生物中非重復DNA的比例隨著(zhù)基因組大小的增加而減少。簡(jiǎn)單的真核生物如秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)和果蠅中，編碼DNA比例高于重復DNA，而更復雜真核生物基因組則往往主要由重復DNA組成。一些植物和兩棲動(dòng)物基因組中重復DNA的比例超過(guò)80%。同樣，人類(lèi)基因組中只有2%編碼DNA。
非編碼序列
非編碼序列包括內含子，非編碼RNA的序列，調控DNA和重復DNA。人類(lèi)基因組的98%屬于非編碼序列。基因組的重復DNA有串聯(lián)重復序列和分散重復序列。
轉座子（TEs）是具有特定結構的DNA序列，它們可以在基因組中跳動(dòng)，位置不固定。I類(lèi)TE通過(guò)復制和粘貼機制跳動(dòng)位置，II類(lèi)TE從基因組中切除并插入新位置。
反轉錄轉座子可以轉錄成RNA，然后在另一個(gè)位點(diǎn)被復制到基因組中。反轉錄轉座子可分為長(cháng)末端重復序列（LTR）和非長(cháng)終端重復序列（非LTR）兩大類(lèi)反轉錄轉座子。
進(jìn)化
基因組不僅僅是生物體基因的總和，基因組還含有其它可以考慮特定基因及其產(chǎn)物的特征。
復制在基因組的塑造過(guò)程中起了重要作用。復制的范圍包括短串聯(lián)重復序列的延伸、基因簇的復制、整個(gè)染色體甚至整個(gè)基因組的復制。這種復制可能是創(chuàng )造遺傳新性狀的基礎。
遺傳變異
基因組
盡管這個(gè)概念看上去與直覺(jué)相抵觸，其實(shí)這與說(shuō)沒(méi)有任何一個(gè)特定的形狀是印度豹的形狀是相同的概念。印度豹形狀各異，它們的基因組序列也并不相同。然而各動(dòng)物個(gè)體和它們的序列都有共性，因此可以從單一實(shí)例中來(lái)了解印度豹和“豹性”。
最小基因組
基因組計劃
人類(lèi)基因組計劃旨在對人類(lèi)基因組繪制物理圖譜并測序。其他基因組計劃包括小鼠，水稻，擬南芥，河豚和細菌（如大腸桿菌）等。通過(guò)各種基因組計劃，許多基因組已被測序。測序費用一直在降低，可能最終測序單個(gè)基因組只需要幾千美元。
大小的比較
生物 | 基因組大小（堿基對） |
5387-最早完成測序的基因組 | |
病毒,噬菌體λ | 5×104 |
細菌,大腸桿菌 | 4×106 |
67×1010 -2005年12月已知的最大基因組 | |
13×1010 |
展開(kāi)表格
注：一個(gè)人類(lèi)細胞的DNA長(cháng)度約為1.8米。
特點(diǎn)
真核生物、原核生物和病毒的基因組有不同的特點(diǎn)。
真核生物
1.基因組較大。真核生物的基因組由多條線(xiàn)形的染色體構成，每條染色體有一個(gè)線(xiàn)形的DNA分子，每個(gè)DNA分子有多個(gè)復制起點(diǎn)；
6.功能相關(guān)基因構成各種基因家族。
原核生物
1.基因組較小，通常只有一個(gè)環(huán)形或線(xiàn)形的DNA分子；
4.存在可移動(dòng)的DNA序列；
5.基因密度非常高，基因組中編碼區大于非編碼區；
7.重復序列很少，重復片段為轉座子；
9.基因組的大部分序列是用來(lái)編碼蛋白質(zhì)的，基因之間的間隔序列很短；
10.功能相關(guān)的序列常串連在一起，由共同的調控元件調控，并轉錄成同一mRNA分子，可指導多種蛋白質(zhì)的合成，這種結構稱(chēng)操縱子。
研究
2015年3月，中科院昆明動(dòng)物所和深圳華大基因國家基因庫的研究人員成功破譯了高山倭蛙基因組，這是迄今為止破譯的全世界首個(gè)現代蛙類(lèi)基因組，也是目前破譯的全世界第二個(gè)兩棲動(dòng)物的基因組。此次研究為兩棲動(dòng)物進(jìn)化研究提供了新線(xiàn)索，相關(guān)研究成果在美國科學(xué)院院刊(PNAS)雜志在線(xiàn)發(fā)表。
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這家伙太懶了，什么都沒(méi)寫(xiě)！
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