染色体与DNA1PPT课件

染色体与 DNA1本章内容l 染色体l DNA的结构l DNA的复制l 原核和真核生物 DNA的复制特点l DNA的修复l DNA的转座21 染色体（ chromosome）3松散态的染色质一、染色体概述压缩态的染色体4染色体 （ chromosome）是细胞在有丝分裂时遗传物质存在的特定形式，是间期细胞染色质结构紧密包装的结果。真核生物的染色体在细胞生活周期的大部分时间里都是以 染色质 (chromatin)的形式存在的。染色质 是一种纤维状结构，叫做染色质丝，它是由最基本的单位 核小体 (nucleosome)成串排列而成的。5结构 分子结构相对稳定 ； 能 自我复制 ； 能 指导蛋白质合成 ； 能产生可遗传的 变异 。DNA蛋白质染色体染色体 （ chromosome）特征 P2267 二、真核细胞染色体的组成 P22DNA： 约占 30%，遗传物质，遗传信息的载体蛋白质 :与 DNA质量比约为 2:1组蛋白 (histone)： 呈碱性，染色体的结构蛋白；与 DNA含量呈一定的比例非组蛋白： 呈酸性，种类和含量不稳定；作用还不完全清楚，可能与染色质结构调节有关，另外，可能存在少量的 RNA组蛋白非组蛋白核小体DNA蛋白质染色体81、组蛋白l 染色体的结构蛋白l 有 H1、 H2A、 H2B、 H3及 H4五种，与 DNA共同组成核小体。91011l 进化上的极端保守性 保守程度： H1 H2A、 H2B H3 、 H4l 无组织特异性l 肽链上氨基酸分布的不对称性 碱性氨基酸分布在 N端；疏水基团在 C端l 存在较普遍的修饰作用 甲基化、乙酰化、磷酸化等l H5富含赖氨酸 (24%) 组蛋白的特性 P2412组蛋白的可修饰性：在细胞周期特定时间可发生 甲基化、乙酰化、磷酸化和 ADP核糖基化 等。 H3、 H4修饰作用较普遍， H2B有乙酰化作用、 H1有磷酸化作用。所有这些修饰作用都有一个共同的特点，即降低组蛋白所携带的正电荷。意义： 一是 改变染色体的结构 ，直接影响转录活性；二是 核小体表面发生改变 ，使其他调控蛋白易于和染色质相互接触，从而间接影响转录活性。13142、非组蛋白 P24大约是组蛋白的 60% 70%，约有 20-100种，其中常见的有 15-20种。 具有 组织专一性和种属专一性 。包括酶类、骨架蛋白、核孔复合物蛋白以及肌动蛋白、肌球蛋白等。它们也可能是染色质的组成成分。15几类常见的非组蛋白l 高速泳动蛋白 (High mobility group protein， HMG蛋白 ) 能与 DNA结合但不牢固，也能与 H1作用；可能与 DNA的超螺旋结构有关。l DNA结合蛋白 相对分子量较低，占非组蛋白的 20，染色质的 8；可能与 DNA的复制、转录、修复和重组有关。l A24非组蛋白 溶解性和组蛋白相似。有两个 N端。总量大约是 H2A的 1%。功能不详。16l 真核细胞基因组的 最大特点 是它含有大量的重复序列，而且功能 DNA序列大多被不编码蛋白质的 非功能 DNA所隔开。3、 DNA P2517l C值（ C-value ）：l 通常是指 一种生物单倍体基因组 DNA的总量。l 在真核生物中， C值一般是随生物进化而增加的，高等生物的 C值一般大于低等生物。18各种生物细胞内 DNA总量的比较霉菌藻类G+细菌G-细菌显花植物鸟类哺乳类爬行类两栖类硬骨鱼类软骨鱼类棘皮类甲壳类昆虫类软体动物蠕虫类真菌19 C值反常现象（ C-value paradox）l C值往往与种系进化的复杂程度不一致，某些低等生物却具有较大的 C值。如一些两栖动物的 C值甚至比哺乳动物还大。l 这就是著名的 “C值反常现象 ” (C value paradox)，也称 C-值谬误。20上节知识回顾l 1、组蛋白的特性 P24l 进化上的极端保守性l 无组织特异性l 肽链上氨基酸分布的不对称性l 存在较普遍的修饰作用l H5富含赖氨酸 (24%)212、 C值反常现象l C值通常是指 一种生物单倍体基因组 DNA的总量。l C值往往与种系进化的复杂程度不一致，某些低等生物却具有较大的 C值。如一些两栖动物的 C值甚至比哺乳动物还大。22根据 DNA复性动力学研究， DNA序列大致上可被分成 3类 P25l 1）、不重复序列 /单一序列 ：在基因组中有一个或几个拷贝。真核生物的大多数基因在单倍体中都是单拷贝的。如：蛋清蛋白、血红蛋白等 功能：主要是编码蛋白质。23l 2）、中度重复序列： 在基因组中的拷贝数为101-104。如： rRNA、 tRNA一般是不编码蛋白质的序列，在调控基因表达中起重要作用 24非洲爪蟾的 18S、 5.8S及 28SrRNA基因是连在一起的，中间隔着不转录的间隔区，这些单位在 DNA链上串联重复约5000次。在卵细胞形成过程中这些基因可进行几千次不同比例的复制，产生 2106个拷贝，使 rDNA占卵细胞 DNA的 75%，从而使该细胞能积累 1012个核糖体。 25l 3）、高度重复序列 -卫星 DNA：拷贝数达到几百个到几百万个。l 卫星 DNA(satellite DNA) 在介质氯化铯中作密度梯度离心，此时 DNA分子将按其大小分布在离心管内不同密度的氯化铯介质中，小的分子处于上层，大的分子处于下层；从离心管外看，不同层面的 DNA形成了不同的条带。根据荧光强度的分析，可以看到在一条主带以外还有一个或多个小的卫星带。这些在 卫星带中的DNA即被称为卫星 DNA，这种 DNA的 GC含量一般少于主带中的 DNA，浮力密度也低。l 卫星 DNA是不转录的，其功能不详，可能与染色体的稳定性有关。26真核细胞 DNA序列27l 贝克等 (Bak, A. L., 1977)：染色体 四级结构模型 理论能够在一定程度上解释染色质状态转化的过程l 一级结构： 核小体 二级结构： 螺线管 三级结构： 超螺线体四级结构： 染色单体4、染色质 P272829l 1956年， Wilkins和 Vittorio Luzz