大腸桿菌染色相關(guān)功能的基因結(jié)構(gòu)
除了有些具有相關(guān)功能的基因在一個操縱子內(nèi)由一個啟動子轉(zhuǎn)錄外，大多數(shù)基因的相對位置可以說是隨機分布的。如控制小分子合成和分解代謝的基因，大分子合成和組裝的基因分布在大腸桿菌基因組的許多部位，而不是集中在一起。再如，有關(guān)糖酵解的酶類的基因分布在染色體基因組的各個部位。進一步發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌和與其分類關(guān)系上相近的其他腸道菌如志賀氏桿菌屬、沙門氏菌屬等具有相似的基因組結(jié)構(gòu)。傷寒沙門氏桿菌幾乎與大腸桿菌的基因組結(jié)構(gòu)相同，雖然有10%的基因組序列和大腸桿菌相比發(fā)生顛倒，但是其基因的功能仍正常。這更進一步說明染色體上的基因似乎沒有固定的格局，相對位置的改變不會影響其功能。
在已知轉(zhuǎn)錄方向的50個操縱子中，27個操縱子按順時針方向轉(zhuǎn)錄，23個操縱子按反時針方向轉(zhuǎn)錄，即DNA兩條鏈作為模板指導(dǎo)mrna合成的機率差不多相等。在大腸桿菌染色體基因組中，差不多所有的基因都是單拷貝基因，因為多拷貝基因在同一條染色體上很不穩(wěn)定，極易通過同源重組的方式丟失重復(fù)的基因序列。另外，由于大腸桿菌細胞分裂極快，可以在20分鐘內(nèi)完成一次分裂，因此，攜帶多拷貝基因的大腸桿菌并不比單拷貝基因的大腸桿菌更為有利;相反，由于多拷貝基因的存在，使E.coli的整個基因組增大，復(fù)制時間延長，因而更為不利，除非在某種環(huán)境下，需要有多拷貝基因用來編碼大量的基因產(chǎn)物，例如，在有極少量乳糖或乳糖衍生物的培養(yǎng)基上，乳糖操縱子的多拷貝化可以使大腸桿菌充分利用的乳糖分子。但是，一旦這種選擇壓力消失，如將大腸桿菌移到有豐富的乳糖培養(yǎng)基上，多拷貝的乳糖操縱子便沒有存在的必要，相反，由于需要較長的復(fù)制時間，這種重復(fù)的多拷貝基因會重新丟失。
大腸桿菌染色體基因組中，大多數(shù)rRNA基因集中于基因組的復(fù)制起點oriC的位置附近。這種位置有利于rRNA基因在早期復(fù)制后馬上作為模板進行rRNA的合成以便進行核糖體組裝和蛋白質(zhì)的合成。從這一點上看，大腸桿菌基因組上的各個基因的位置與其功能的重要性可能有一定的。
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