叶绿体DNA的叶绿体基因组-简介

叶绿体是地球上绿色植物将光能转化为化学能的重要细胞器，叶绿体内的光合作用受遗传严格控制。早在20世纪初，人们就知道叶绿体的某些性状是以非孟德尔方式遗传的，但直到20世纪60年代才发现叶绿体DNA (cpDNA)。

叶绿体基因组是一个裸露的环状双链DNA分子，大小在120kb到217kb之间，相当于噬菌体基因组的大小。例如，T4噬菌体的基因组约为165kb。一个叶绿体中通常有一到几十个叶绿体基因组。叶绿体DNA不含5/-甲基胞嘧啶，5/-甲基胞嘧啶是鉴定ctDNA及其纯度的特异指标。

叶绿体基因组中的基因比线粒体基因组中的多，编码蛋白质合成所需的各种tRNA和rRNA以及约50种蛋白质，包括RNA聚合酶、核糖体蛋白、核酮糖1，5-RuBP羟化酶(RuBP酶)等。高等植物的叶绿体基因组长度不同，但都有一个10 ~ 24 KB的DNA序列的两个拷贝，是反向重复(1RA和IRB)。两个反向重复序列重组形成一个短的单拷贝(SSC)，连接IRA和IRB，而基因组的其余部分是一个长的单拷贝(LSC)。叶绿体基因组和线粒体基因组一样，是细胞中相对独立的遗传系统。叶绿体基因组可以自主复制，但同时需要核遗传系统提供遗传信息。如光合系统ⅱ中的chla/b蛋白是在细胞质中的80S核糖体上合成，然后转运到叶绿体中。RuBP酶的大亚基是在叶绿体中合成的，但其小亚基是在细胞质中的80s核糖体上合成并转运到叶绿体中，然后与大亚基组装形成具有生物活性的整体酶。