原核生物基因组的结构与功能特点

二、原核生物基因组的结构与功能特点

原核生物基因组仅由一条环状双链DNA分子组成,含有1个复制起点,其DNA虽与蛋白质结合,但并不形成染色体结构,只是在细胞内形成一个致密区域,即类核(nucleoid)。类核中央部分由RNA和支架蛋白组成,外围是双链闭环的超螺旋DNA。由于原核生物细胞无核膜结构,因此基因的转录和翻译过程几乎在同一区域内同步进行。

1.原核生物基因组的编码序列特征

原核生物基因的编码序列在基因组中约占50%,远大于真核生物基因组,但又少于病毒基因组;其基因的编码顺序不重叠,不存在病毒基因组特有的基因重叠现象。同时,原核生物基因组中很少有重复序列,其结构基因多为单拷贝,只有编码rRNA的基因是多拷贝的(这有利于核糖体的快速组装)。此外,原核生物基因组内,执行同一代谢功能的相关结构基因通常串联排列,并以多顺反子的操纵子结构进行表达,基因内无内含子,因此转录后也不会发生选择性剪接事件。基因组中存在插入序列、转座子等可移动的DNA序列。

2.原核生物基因组的操纵子表达结构

原核生物基因组具有操纵子的表达结构,这是原核生物基因组一个突出的结构特点,也是原核生物基因组基因表达的基本结构单位。操纵子由调控区和信息区组成。调控区包括启动子、操纵基因,以及下游的转录终止信号,是各种调控蛋白结合与作用的部位,决定了基因的转录效率。信息区包括若干编码蛋白质的序列。