第二章 染色体与DNA

1、 亲代将遗传物质DNA以染色体的形式传给后代的，因此一般认为染色体在遗传上起着主要作用。染色体染色体DNA蛋白质蛋白质组蛋白组蛋白： H1 H2A H2B H3 H4非组蛋白核小体DNA蛋白质染色体一、真核生物染色体的组成1）组蛋白）组蛋白2）DNAC C 值反常现象值反常现象 霉菌藻类藻类G+细菌细菌G-细菌细菌显花植物显花植物鸟类鸟类哺乳类哺乳类爬行类爬行类两栖类两栖类硬骨鱼类硬骨鱼类软骨鱼类软骨鱼类赖皮类赖皮类甲壳类甲壳类昆虫类昆虫类软体动物软体动物蠕虫类蠕虫类真菌真菌枝原体枝原体A 生物体进化程度高低生物体进化程度高低 与与C值不成明显正相关值不成明显正相关 B 亲缘关系相近的生亲缘关

2、系相近的生 物大物大C值相差较大值相差较大真核生物中真核生物中C值一般是值一般是随生物进化而增加的，随生物进化而增加的，高等生物的高等生物的C值一般大值一般大于低等生物。于低等生物。 C 一种生物内大一种生物内大C值与值与 小小c值相差极大值相差极大 3）染色质和核小体）染色质和核小体 核小体：用于包装染色质的结构单位，是由DNA链缠绕一个组蛋白核构成的。 6.8:140:11000:18000:1DNA double helixNucleosome (10 nm fiber)30 nm FiberLoops ILoops IIchromosome类核体类核体DNA蛋白质蛋白质X174 D-E

3、-J-F-G-H mRNA 蛋白J、F、G H D EE.coli 色氨酸操纵子 9个顺反子 9个酶1 1、原核生物基因组结构特点、原核生物基因组结构特点顺反子（顺反子（cistron）：即结）：即结构基因，为决定一条多肽构基因，为决定一条多肽链合成的功能单位链合成的功能单位 核酸核酸核苷酸核苷酸核苷核苷磷酸磷酸碱基碱基戊糖戊糖元素组成：元素组成： C H O N P C H O N P 核酸完全水解产生嘌呤和嘧啶等碱性物质、戊糖（核糖或脱氧核糖）和磷酸的混合物。核酸部分水解则产生核苷和核苷酸。每个核苷分子含一分子碱基和一分子戊糖，一分子核苷酸部分水解后除产生核苷外，还有一分子磷酸。核酸的各种

4、水解产物可用层析或电泳等方法分离鉴定。OHHOHHOHOHHHOCH2HOCH2OHHOHHHOHHD-核糖D-2-脱氧核糖NNNHNNH2l腺嘌呤腺嘌呤AdenineNHNNHNONH2l鸟嘌呤鸟嘌呤guanine尿嘧啶尿嘧啶uracilNHNHOONNHNH2O胞嘧啶胞嘧啶cytosineNHNHOO胸腺嘧啶胸腺嘧啶thymineRNA特有特有戊糖戊糖+碱基碱基(OH)(OH)胞嘧啶核苷尿嘧啶核苷鸟嘌呤核苷腺嘌呤核苷NNOHHONNNH2HONNOHH2NNNNNNNNH2OHHOHHOHHHOCH2HOCH2OHHOHHOHHOHHOHHOHHHOCH2OHHOHHOHHHOCH2Ade

5、nosine Guanosine Cytidine UridineHHHHHHH H HO-POO-NNNNNH2OHHOHHOHHOCH2O-POO-O-POO-三磷酸腺苷 (ATP)AMPADPATP5533（二）DNA的二级结构绕DNA双螺旋表面上出现的螺旋槽（沟），宽的沟称为大沟，窄沟称为小沟。大沟、小沟都是由于碱基对堆积和糖-磷酸骨架扭转造成的。 ABZABZ超超 螺螺 旋旋 形形 成成 示示 意意末端固定的线型双螺旋末端固定的线型双螺旋额外的张力不能释放额外的张力不能释放双螺旋以扭曲方式缓双螺旋以扭曲方式缓解应力，形成超螺旋解应力，形成超螺旋拓扑异构酶拓扑异构酶or溴化乙锭溴化乙锭

6、拓扑异构酶拓扑异构酶or溴化乙锭溴化乙锭DNA扭曲与双螺旋相同（拧紧）DNA扭曲与双螺旋相反（松开）负超螺旋松弛DNA正超螺旋（一）（一）DNA的复制机理的复制机理Semi-conservative Conservative Dispersive3535OHOHP P基本概念： DNADNA的复制有特定的起始位点，叫做的复制有特定的起始位点，叫做复制原点复制原点ori(ori(或或o o）、富含）、富含A A、T T的区段。的区段。 复制时，解链酶等先将复制时，解链酶等先将DNADNA的一段双链解开，形成复的一段双链解开，形成复制点，这个复制点的形状象一个叉子，故称为制点，这个复制点的形状象一

7、个叉子，故称为复制叉复制叉复制叉复制叉复制叉复制叉 复制的多模式复制的多模式 单单起点、起点、单单方向方向多多起点、起点、单单方向方向单单起点、起点、双双方向方向多多起点、起点、双双方向方向大约20个DnaA蛋白在ATP的作用下与oriC处的4个9bp保守序列相结合在HU蛋白和ATP的共同作用下,Dna复制起始复合物使3个13bp直接重复序列变性,形成开链解链酶六体分别与单链DNA相结合(需DnaC帮助)，进一步解开DNA双链(B) RNA(B) RNA引物的合成引物的合成 DnaB蛋白活化引物合成酶，引发RNA引物的合成。引物长度约为几个至10个核苷酸， 在DNA复制时，合成方向与复制叉移动

8、的方向一致并连续合成的链为前导链前导链；合成方向与复制叉移动的方向相反，形成许多不连续的片段，最后再连成一条完整的DNA链为滞后链滞后链。(C) DNA(C) DNA链的延伸链的延伸(D(D）切除切除RNARNA引物，填补缺口，连接相邻的引物，填补缺口，连接相邻的DNADNA片段片段 （复制终止）（复制终止） 在DNA聚合酶催化下切除RNA引物；留下的空隙由DNA聚合酶催化合成一段DNA填补上；在DNA连接酶作用下，连接相邻的DNA链35533553355355355单向复制的特殊方式如：动物线粒体DNA发现错配碱基在水解ATP的作用下，MutS， MutL与碱基错配点的DNA双链结合MutS

9、-MutL在DNA双链上移动，发现甲基化DNA后由MutH切开非甲基化的子链错配碱基位于错配碱基位于切口切口3下游端下游端错配碱基位于切错配碱基位于切口口5上游端上游端.糖苷水解酶识别改变了的碱基，把碱基从N-糖苷键处切下来，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称为AP位点。由AP磷酸内切酶将受损核苷酸的糖苷-磷酸键切开DNA连接酶连接利用DNA聚合酶I切除损伤部位，补上核苷酸识别损伤部位损伤的两边切除几个核苷酸DNA 聚合酶以母链为模板复制合成新子链DNA连接酶将切口补平在DNA光解酶的作用下将环丁烷胸腺嘧啶二体和6-4光化物还原成为单体甲基转移酶使O6-甲基鸟嘌呤脱甲基生成鸟嘌呤，防止G-T配对 DNA的转座：由可移位因子介导的遗传物质重排现象。 转座子（transposon）：存在与染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。Barbara McClintock 美国女遗传学家。美国女遗传学家。原核生