10.2: 原核生物的基因组DNA

Genomic DNA in Prokaryotes
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Genomic DNA in Prokaryotes

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March 11, 2019

Overview

大多数原核生物的基因组由双链DNA组成,在细胞质的一个称为核仁的区域内形成一个环状染色体。染色体被紧密地缠绕,或是超螺旋,以便有效地保存。原核生物还含有其他称为质粒的环状DNA片段。这些质粒比染色体小,通常携带赋予适应性功能的基因,如抗生素抗性。

细菌基因组多样性

尽管细菌基因组比真核生物基因组小得多,但它们在大小和基因含量上有很大的差异。已知最小的细菌基因组之一是生殖支原体,它是一种性传播病原体,可导致人类泌尿和生殖道感染。生殖支原体基因组长580076对,由559个(476个编码,83个非编码)基因组成。在光谱的另一端是一种特殊的纤维囊菌,一种土壤细菌。对于一个长14782125对碱基的细菌来说,纤维囊菌的基因组是巨大的,11599个基因编码。

细菌能从质粒中获得抗药性

在发现抗生素之前,由于无法阻止简单的细菌感染,轻伤可能会变成致命伤。1928年青霉素的发现开创了抗生素时代,其特点是医疗改革和预期寿命的提高。然而,抗生素在人类和农业动物中的过度使用已经导致一些细菌对抗生素产生耐药性,使它们变得不那么有效或无效。抗生素抗性基因可以携带在质粒上,这是个问题,因为许多细菌可以通过一种叫做细菌结合的过程与远缘物种交换质粒。因此,抗生素耐药性可以在细菌种群中迅速传播,突出了开发新抗生素的迫切需要。

Transcript

与更复杂的生物体一样,

原核生物使用双链DNA

作为其遗传物质

然而,这些单细胞生物

以不同的方式组织并存储DNA

原核细胞没有真正的膜结合核

相反,细胞质的一个区域,即核仁,

将整个基因组包含在一个环状双链染色体中

这里的DNA上得很紧,

超级盘绕,有效储物

除了全基因组外,

较小的双链DNA分子,称作质粒,

存在于细胞质中

它们独立复制

并且可以包含赋予细胞生存能力的基因,

如类抗生素耐药性

如果接触抗生素,如氨苄西林

Key Terms and definitions​

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