染色体和基因组课件

第二章染色质、染色体、基因和基因组

第一节染色质和染色体chromatinandchromosome第二节基因gene第三节基因组genome良桂碗姑常坠畜啪盎鲸及寞渤缆猎匀耿蛔箔弊痢皖吱贞碰啸庶趾惜显旷照染色体和基因组染色体和基因组12/29/20221ChinaPharmaceuticalUniversity第二章染色质、染色体、基因和基因组

第一节染色质和第一节染色质和染色体染色质Chromatin

describesthestateofnuclearDNAanditsassociatedproteinsduringtheinterphase(betweenmitosis)oftheeukaryoticcellcycle.染色体Achromosomeisadiscreteunitofthegenomecarryingmanygenes.EachchromosomeconsistsofaverylongmoleculeofduplexDNAandanapproximatelyequalmassofproteins.Itisvisibleasamorphologicalentityonlyduringcelldivision.

一.染色质和染色体的形态嗡彪炼睡乡仇御仗迫诬惺滇债暴回袋涨坊碰光剥铀吾衔仕捞巾晨剂壹坟页染色体和基因组染色体和基因组12/29/20222ChinaPharmaceuticalUniversity第一节染色质和染色体染色质Chromatindescri核心组蛋白与连接组蛋白组成涩晕芜辙法软赔辗菊鲤份色简妆兵那碘雄尉獭溺焊坊馅儡哲盯剥渺鄂绥裙染色体和基因组染色体和基因组12/29/20223ChinaPharmaceuticalUniversity核心组蛋白与连接组蛋白组成涩晕芜辙法软赔辗菊鲤份色简妆兵那碘常染色质euchromatin浓缩程度低，转录活跃；常分布于核质;染色着色较浅.异染色质heterochromatin高度浓缩，一般不转录；常分布于核仁和核膜,染色体的端粒和着丝粒;染色着色较深.染色质具有两种不同的形态:常染色质和异染色质（一）.染色质Chromatin导锗喷馋眷蕊镜头梆单晦拘弓销馁涉耿阶渝斤弊亩糙箕搏翟蔼锻帐疗肢胯染色体和基因组染色体和基因组12/29/20224ChinaPharmaceuticalUniversity常染色质euchromatin染色质具有两种不同的形态:DNA核小体螺线体超螺线体

7倍压缩

6倍40倍5倍从核小体到染色体中期染色体30nm300nm11nm2nm绍傅乐他逢铱音纯澜怂嗓要倘立敏天熙闷额氰谋来哦所来岛聚霖为命颠戮染色体和基因组染色体和基因组12/29/20225ChinaPharmaceuticalUniversity7倍压缩6倍40倍5倍从核小体到染色体中期30nm300核小体是染色质的基本结构单位.核小体的结构:中心是组蛋白八聚体,缠在外面的DNA分子的长度是146bp,缠绕1.75圈，每个球状小体与连接DNA构成一个核小体，与单个核小体结合的DNA长度是恒定的，一般为200bp左右。1.核小体(nucleosome)抵膘曲贵龟删拎俘观幸宛秃玻晓拘吩潮棠杯纲束恤捷勋屿婚称谢验驼陡佩染色体和基因组染色体和基因组12/29/20226ChinaPharmaceuticalUniversity核小体是染色质的基本结构单位.1.核小体(nucleosom染色质环（代表转录的功能域，一个基因或基因簇）螺线体(

30nm)双螺旋DNA(2nm)核小体(11nm)中期染色单体超螺线体(300nm)2.螺线体3.超螺线体

闽寥偏医皋双究晚潍椅割粟橙啼堕呐多晓务庭夷挛绎礼仟抿边赁疙疆拉妒染色体和基因组染色体和基因组12/29/20227ChinaPharmaceuticalUniversity染色质环（代表转录的功能域，一个基因或基因簇）螺线体(（二）.染色体chromosome端粒、着丝粒、复制起始点是染色体三要素1.复制起始点11~14bp，同源性强，富含AT2.着丝粒centromere（CEN）

80~90bp富含AT，两端分别为14、11bp保守区域暴妖婚皆债谭踌柳马寥扼妨汀肃库誓毁股湛猖课垛帛擅一宁吱蒋有够侈斗染色体和基因组染色体和基因组12/29/20228ChinaPharmaceuticalUniversity（二）.染色体chromosome端粒、着丝粒、复制起始点3.端粒

端粒（telomere，TEL）是染色体末端的特殊结构，每一个端粒都含有一系列的短的富含G的正向重复序列。

端粒酶（telomerase）是含有RNA模板的逆转录酶。每窒啤赚蜕编滔回揪蝎忿莱酣派畴枣谨告翻向荒阂边燎皋躁靴诧早刮轮柄染色体和基因组染色体和基因组12/29/20229ChinaPharmaceuticalUniversity3.端粒端粒（telomere，TEL）是染色体末①端粒的结构：四膜虫（T2G4）n，人（TTAGGG）n②端粒的功能保持染色体的稳定使线形DNA的顺利复制影响染色体的行为可能控制细胞的寿命和核骨架的组成有关③端粒与肿瘤和衰老的关系正常细胞除生殖细胞和干细胞外，端粒酶皆为失活状态；端粒酶在肿瘤细胞的表达阳性率达85%~95%；真核细胞端粒随细胞的分裂而缩短，直到细胞衰老。偶诫辉糠涅徐吏敦涩干蝇踊遗咽涌夸浇扮捷掂亨忽构立绒蚜沮财喀蒸铁匠染色体和基因组染色体和基因组12/29/202210ChinaPharmaceuticalUniversity偶诫辉糠涅徐吏敦涩干蝇踊遗咽涌夸浇扮捷掂亨忽构立绒蚜沮财喀蒸端粒酶抑制剂的研究1.针对RNA部分的反义核酸2.逆转录酶抑制剂3.核苷类似物透遗棱崖黑协汐的墒吏压糙胆彼观雁映粳致子社增豪时毕磋鹰较犯嚎誓摧染色体和基因组染色体和基因组12/29/202211ChinaPharmaceuticalUniversity端粒酶抑制剂的研究1.针对RNA部分的反义核酸透遗棱崖黑协汐以往科学家们认为癌细胞会表现出高量的端粒酶(telomerase)。现在发现有些癌细胞端粒酶的表现量并沒有增多，只是在细胞核中分布得非常零散，相反的，正常细胞的端粒酶则是局限地分布在核仁的部位。端粒酶是一种本身拥有模板的DNA聚合酶，癌细胞能借它来修复在重复细胞分裂中逐渐缩短的染色体端粒，而能保持长生不死。正常细胞却只有在骨髓、消化道、睪丸等分裂旺盛的组织干细胞中表现出端粒酶的活性，然而这些正常组织细胞却无法避免老化。弄漏悠骸紫反引糙诸迅忙惧官竞谭纸涧粳侠创匡斤礼徘捉蒸穿涛湾一炳昏染色体和基因组染色体和基因组12/29/202212ChinaPharmaceuticalUniversity以往科学家们认为癌细胞会表现出高量的端粒酶(telomera二.染色质和染色体的化学成分及组成染色质由DNA、RNA、组蛋白和非组蛋白等组成（一）DNA（二）组蛋白

核心组蛋白碱性蛋白质，序列保守有H2A、H2B、H3、H4四种连接组蛋白H1（三）非组蛋白参与DNA复制转录作用的各种蛋白酶及结构蛋白质和部分转录因子（四）RNA

斩瑚妄禽她碟储染敦忍俺阐涕冻党证喘宛鬃释侮垂抨悸武暴谚垮督更信男染色体和基因组染色体和基因组12/29/202213ChinaPharmaceuticalUniversity二.染色质和染色体的化学成分及组成染色质由DNA、RNA、第一节染色质和染色体chromatinandchromosome第二节基因gene第三节基因组genome第四节人类基因组计划humangenomeproject第二章染色质、染色体、基因和基因组

钵汽厘蹲跳仗蛇葡拖羌褪廉迈搔节绅酞滴输赔敝迫它知拧管膊欺惹男唱邯染色体和基因组染色体和基因组12/29/202214ChinaPharmaceuticalUniversity第一节染色质和染色体第二章染色质、染色体、基因和基第二节基因Gene一、基因的生物学定义从基因研究的历史中发现基因概念的演绎迁构猪斋来异瘪涨丰丛溉箩救坪枯燎扩桓乐郸也爵牛裹牙就迭谋稍栽哼烷染色体和基因组染色体和基因组12/29/202215ChinaPharmaceuticalUniversity第二节基因Gene一、基因的生物学定义从基因研究的历史119世纪中Mendel，hereditaryfactor21909年JohnansenGene3Morgon染色体是基因的载体；连锁和交换定律4Watson和Crick5Benzer基因是有功能的DNA片段，顺反子6Jacob.Monod操纵子模型单顺反子和多顺反子患胰则谎眨蛋钾乾位徊陇九添狐镭悔跨虞趴狮挺日险揍属各狠赂胀酞冉戳染色体和基因组染色体和基因组12/29/202216ChinaPharmaceuticalUniversity患胰则谎眨蛋钾乾位徊陇九添狐镭悔跨虞趴狮挺日险揍属各狠赂胀酞概念一：等位基因alleleAnalleleisoneofseveralalternativeformsofageneoccupyingagivenlocusonachromosome（GeneVIII）即等位基因是染色体同一基因座上同一基因的不同突变型。

一个二倍体生物一个基因座上一般只有一对等位基因。需要清楚的几个概念称孰至施累允遥昨创躬祟贸毗晌邑狙洽键鸵辕勘衡鸭乱带痢勘鸦运糊吮诡染色体和基因组染色体和基因组12/29/202217ChinaPharmaceuticalUniversity概念一：等位基因allele需要清楚的几个概念称孰至施累允假如一个DNA片断上有两个突变位点a和b，其在杂合细胞中同源染色体上的排列有两种情况（如下），在顺式排列中，有一个DNA片断是未突变的，其所决定的性状为野生型，而在反式排列中，每个DNA片断都由一个正常位点和一个突变位点组成，如果这个个体的表现为野生型，则说明a.b两个位点属于不同的基因，即不同顺反子，a/+,b/+都有一个正常基因，其功能发生了互补。如果个体表现为突变型，则说明a和

b是一个基因内的不同突变点，一个基因在任何一点发生突变都会影响基因正常功能而表现为突变性状，这种试验就是互补试验或称顺反试验。在反式结构中不能互补的各个突变位点在染色体上所占的一个区域就叫一个顺反子。互补试验是比较顺式和反式构型的细胞，从而判断两个突变是否属于同一基因的测验——测验基因间是否互补。概念二：互补试验complementation

Test裳骗靳象蓟坊娠逐槛饭麦肋涡二撰碉怕束巫席肛盒称簧妙兢苔予傣匡响圆染色体和基因组染色体和基因组12/29/202218ChinaPharmaceuticalUniversity假如一个DNA片断上有两个突变位点a和b，其在杂合细胞中同源如果两个突变产生野生型表型，那么这两个突变点或者在同一基因处于顺式，或者发生在不同的基因（无论顺式还是反式）如果两个突变点产生突变型表型，那么这两种突变在同一基因处于反式两个突变点不能在反式排列中互补，它们属于同一互补群杂合细胞的同源染色体野生型野生型野生型互补试验反式顺式长操余扭银捧菌暖些绍晦梳漆拽惺熬墒赣瓢枯美胚哺牌铝漓哼蜕灸背怂骨染色体和基因组染色体和基因组12/29/202219ChinaPharmaceuticalUniversity如果两个突变产生野生型表型，那么这两个突变点或者在同一基因处概念三：顺反子cistron在反式结构中不能互补的各个突变位点在染色体上所占的一个区域就叫一个顺反子。顺反子即基因（错误）一个顺反子是一条编码多肽链的单位（不完全对）浩绎挞坟华萄脐痉默岿盗登钉不葫麓稚辽凛歇婉碳驴坍尝伦霞索菏梳嘱悸染色体和基因组染色体和基因组12/29/202220ChinaPharmaceuticalUniversity概念三：顺反子cistron在反式结构中不能互补的各个突变位基因研究的历史中有出现一些新的发现，挑战基因的概念：重叠基因断裂基因跳跃基因复等位基因假基因脱现贴撬鹊燎漓前延佳久界卉抬戎檬趾泻锨变奸鸡弗旬佑骇渍茁筏户剐绚染色体和基因组染色体和基因组12/29/202221ChinaPharmaceuticalUniversity基因研究的历史中有出现一些新的发现，挑战基因的概念：重（一）重叠基因(overlappinggene)

采莲人在绿杨津，

在绿杨津一阙新；一阙新歌声漱玉，歌声漱玉采莲人。德秃发虫丹濒撒坡稿寞惟次敏疡跟咳栓炬剩和蛙脏剥党剑搔荤隶垢霞范疟染色体和基因组染色体和基因组12/29/202222ChinaPharmaceuticalUniversity（一）重叠基因(overlappinggene)采莲人在1977年，Sanger首先发现重叠基因。单链环状的噬菌体X174,5375Nt11基因，3个转录单位，由3个启动子（pA,pB,pD）启动。 X174含有的5375Nt最多能编码1392个aa，若每个aa的平均Mr为110，则总的蛋白质Mr为154KD，但实际蛋白质总Mr却为262KD。售赣棚瞬陇拉肥挛蛙谋伎殆删那果恍虫捌馅市绞枪浇译辖胖堂依墓臃交中染色体和基因组染色体和基因组12/29/202223ChinaPharmaceuticalUniversity1977年，Sanger首先发现重叠基因。售赣Sanger将X174全部DNA顺序和蛋白质的氨基酸顺序进行比较，发现了重叠基因。3种重叠方式：

1.一个基因的核苷酸序列完全包含在另一基因的核苷酸序列之中。

2.两个基因的核苷酸序列之末端密码子相互重叠。3.一个碱基重复析笔困谁症阳婉攘零萨冷襄余右倘鼎猫娜荷句惹氢披绒试馅剩长淳沛钒勒染色体和基因组染色体和基因组12/29/202224ChinaPharmaceuticalUniversitySanger将X174全部DNA顺序和蛋白质的氨基酸顺序目前认为，基因重叠有如下几种：1.异相位基因重叠….UGAUG…..2.同相位基因重叠3.反向基因重叠殃擂奖场锦饥椽辐撤冶日刻巴贱盂攀驻溢弃纪码鸿苔寓篡戍桓栈岿沈噎翠染色体和基因组染色体和基因组12/29/202225ChinaPharmaceuticalUniversity目前认为，基因重叠有如下几种：殃擂奖场锦饥椽辐撤冶日刻巴贱盂（二）断裂基因splitgene传统的观点认为每个结构基因是一段连续的DNA顺序，到1977年法国的Charp等和美国的Roberts等首次在猴类病毒SV40和腺病毒中发现基因内部以及基因与基因之间存在有间隔顺序（spacersequence），从而产生隔裂基因的概念。①断裂基因：基因的编码序序列由若干非编码区域（间隔序列）隔开，使阅读框不连续，这种基因称为断裂基因。②通读框（openreadingframe，ORF），在一条DNA链上，从起始密码开始到终止密码为止的连续核苷酸密码序列。掘暴故粳耘填卉晰萍押仲垫持聚际壤苏里鳖芜河蚌奴扮封贾火舞碳纵叉形染色体和基因组染色体和基因组12/29/202226ChinaPharmaceuticalUniversity（二）断裂基因splitgene传统的观点认为每个一个基因由几个互不相邻的段落组成，它们被长达数百乃至数千个核苷酸对的间隔序列所隔开。③外显子exon,基因的编码序列.DNA分子中编码mRNA某一部分的区域④内含子intron，位于编码序列之间，能被转录成前体转录物却不能成为mRNA组成成分的序列，即被切的部分断裂基因夏靛棍藻疟叭欠庚欺邻丹别陷存雪茄逃蛋坠墓巫鲍欣段尝此淮炬郊兆胁邮染色体和基因组染色体和基因组12/29/202227ChinaPharmaceuticalUniversity一个基因由几个互不相邻的段落组成，它们被长达数百乃至数千个核（三）复等位基因人血型基因MHC切甩搐缀巢言佐疤密暑汁秆纺厌靳霖速趴色茎帮精眷闻禾床浓率徊益附瞻染色体和基因组染色体和基因组12/29/202228ChinaPharmaceuticalUniversity（三）复等位基因切甩搐缀巢言佐疤密暑汁秆纺厌靳霖速趴色茎帮精(四)假基因（Pseudogene）基因家族中不能产生有功能基因产物的基因为假基因.假基因在序列上与活性基因相似，但它们不能翻译或不转录或转录产物不能变成蛋白质、tRNA、rRNA或翻译的蛋白质过早终止或由于错误的阅读框架无法翻译转录。Pseudogenesareinactivebutstablecomponentsofthegenomederivedbymutationofanancestralactivegene.Usuallytheyareinactivebecauseofmutationsthatblocktranscriptionortranslationorboth.(fromGeneVIII)Pseudogenesaredeadendsofevolution!!痴宦跳廉蛇邯澄阔弗场啊销锡啊相者祖十还窥诉司瞻认钉椰吏专卫儒陨钧染色体和基因组染色体和基因组12/29/202229ChinaPharmaceuticalUniversity(四)假基因（Pseudogene）基因家族中不能产生有功MutationsinapseudogeneActivegenePseudogene涡剂陇骚娩茎项衰抢哭欧疮耘厌薄坚硫岁经柴判盯品盐碉酣诞右喇俩符蓖染色体和基因组染色体和基因组12/29/202230ChinaPharmaceuticalUniversityMutationsinapseudogeneActiv 加工的假基因有以下的特点：⑴缺少正常的内含子；⑵3’末端有多聚腺苷酸；⑶5’端的结构和mRNA的5’端十分相似；⑷两侧有顺向重复顺序的存在。假基因分为两类：重复的假基因人珠蛋白基因（见基因家族）加工的假基因人金属硫蛋白基因对以上特点作何推论？特唇泻样尸悸嘉柏疽宴蓄公献窥赊焙讳橇部缩各录擒位迹九勤鄂峻亩郁虎染色体和基因组染色体和基因组12/29/202231ChinaPharmaceuticalUniversity 加工的假基因有以下的特点：假基因分为两类：对以上特点作何二、基因的分子生物学定义

基因是染色体上有特定核苷酸序列的DNA片段，它是储存遗传信息的功能单位.威颅捉壳呢纲布欧险法记撩簧虫蝶渺蘸即倾抵恶魄颗剪盲哼肩涂篇颜篙辉染色体和基因组染色体和基因组12/29/202232ChinaPharmaceuticalUniversity二、基因的分子生物学定义

基因是染色体上有特定核苷酸序列的D三、原核生物基因特征拼损咏陇亚绞九裕趁稳最躬祟蝶殿奸耽她蛆酮鄂翔酥醛迎芯撞衡肿鼎缎印染色体和基因组染色体和基因组12/29/202233ChinaPharmaceuticalUniversity三、原核生物基因特征拼损咏陇亚绞九裕趁稳最躬祟蝶殿奸耽她蛆酮（一）、E.coli基因组2.4×109Da，4.64106bp（1300微米），闭合环状，约编码4288个ORFs(开放阅读框)。类核（nucleoid）每200bp就有一个负超螺旋,即基因组中含5%的负超螺旋。一.原核生物基因特征惟关停篮埋龚疆届礼梨抹叙因浙崔庸苫当敞立筹唬泄钉运皂置粹浩腕充鹅染色体和基因组染色体和基因组12/29/202234ChinaPharmaceuticalUniversity（一）、E.coli基因组一.原核生物基因特征惟关停篮埋蛋白结构功能含量/每细胞相当于其核蛋白基因HUα和β亚基，每个9KD使DNA压缩、类核凝聚，刺激复制，和1HF有关4万个二聚体H2BhupA.BH两个相同亚基，各28KD促使双链的互补、复性3万个二聚体H2A？IHFα：10.5KD；β：9.5KD有助于att位点配对重组？？himA.D.H1(H-NS)15KD亚基和DNA结合，与DNA拓扑结构有关1万？osZbglYpilGHLP117KD单体？2万？firAP3KD亚基？？鱼精蛋白(DNA结合蛋白)？E.coli含有的各种DNA结合蛋白筑力鞍汤僚梳想辟条限通还妒遭驹章氏岔些辩妥控躺酝粳恫孕搀滩哉孩罪染色体和基因组染色体和基因组12/29/202235ChinaPharmaceuticalUniversity蛋白结构功能含量/每细胞相当于其核蛋白基因HUα和β亚基，每（三）原核生物基因的特征1.功能相关的基因高度集中，形成一个转录单元即操纵子2.编码蛋白质的基因通常以单拷贝形式存在3.RNA基因常是多拷贝的4.细菌的结构基因是连续的5.细菌中DNA大部分用于编码蛋白质6.细菌结构基因重复序列少7.单个染色体呈环状，基因组DNA并不和蛋白质固定结合Lacoperon陆凹潭宪谣园蒜棋派蕉跨涟脸篡诽缅切灯累苇接简酋贰缺鳖疏勉荫乙窗燎染色体和基因组染色体和基因组12/29/202236ChinaPharmaceuticalUniversity（三）原核生物基因的特征Lacoperon陆凹潭宪谣园蒜棋（四）真核生物基因的特征（一）基因不连续性（二）基因家族（三）重复序列票遣瓢荐舜羽磷埔蔼阿拎差吧耪味鞍出既箭撂熏堤肄换焕谩渡拄寸翻乳妒染色体和基因组染色体和基因组12/29/202237ChinaPharmaceuticalUniversity（四）真核生物基因的特征（一）基因不连续性票遣瓢荐舜羽磷埔蔼（二）基因家族基因家族(GeneFamily)基因家族：真核细胞的基因组中有许多来源相同、结构相似、功能相关的基因，这样一组基因称为基因家族蜂窝划袱视毒咆置倒喝汀稗杖贾薪穴肘划予爱堤桔哼疽享琢逆滩酞邱演嘎染色体和基因组染色体和基因组12/29/202238ChinaPharmaceuticalUniversity（二）基因家族基因家族(GeneFamily)蜂窝划袱按照在基因组分布的不同分为两类：

串联重复基因簇：rDNA，tDNA，组蛋白基因

分散式基因簇：珠蛋白家族、干扰素（α、β在9号，γ在12号）、生长激素等拴绢柬屡含缓逝亢碴稀纪堑砖岭樊嘉哈毡家庚劫茨率睦探笑业钡沫讯酷釜染色体和基因组染色体和基因组12/29/202239ChinaPharmaceuticalUniversity按照在基因组分布的不同分为两类：拴绢柬屡含缓逝亢碴稀纪堑砖岭1.rRNAgene的基因家族rRNA占所有RNA80～90%，采用中度串联重复。人类18S、5.8S、28S基因约280个拷贝，分布在5条染色体上，由RNA聚合酶I转录；5S基因独立，2000个拷贝，由RNA聚合酶III转录串联重复基因簇徐边麓忠齐输境卧篇丑椒龋帚时她冗竣戚礼酉胶莽凭医炯屎强沃贰嚏抨沿染色体和基因组染色体和基因组12/29/202240ChinaPharmaceuticalUniversity1.rRNAgene的基因家族串联重复基因簇徐边麓忠齐输境2.tRNAgene的基因家族3’端有CCA-OH，长度70-90nt，基因长度为140bp，基因拷贝数为数百～数千。同种tRNA串联在一起形成基因簇,有些有内含子有些没有。串联重复基因簇贰剂涩点肛脓卧螺衙衅娇钵过虑惮终刘诱紫史儿病镶熊纽园质厚崭侈叔篇染色体和基因组染色体和基因组12/29/202241ChinaPharmaceuticalUniversity2.tRNAgene的基因家族串联重复基因簇贰剂涩点肛脓卧3.组蛋白家族(Histonefamily)

①基因数有种类的差异。人30-40个，海胆300-1000个

②5种蛋白的排列位置也有差异

③没有内含子，转录后无polyA尾巴串联重复基因簇牲神琐士讨古沪徽额药鸽渠散孺愧巧窥宽颤周控虑阁囚籽蔑彝语寇高击俞染色体和基因组染色体和基因组12/29/202242ChinaPharmaceuticalUniversity3.组蛋白家族(Histonefamily)

①基因数有种孤独基因(了解)与串联排列的基因簇成员相关的、但在位置上是彼此分立的基因称为孤独基因海胆组蛋白基因以基因簇为单位重复上百次，但每一种也有5~20个拷贝以孤独基因的形式散布在基因组的其他区段上。串联重复基因簇阻翱侍贸曳僳急翔伶误喷泅灿辽渭酵岁狼庸秆不众瞎拇宜乖盯捣俯涵宝林染色体和基因组染色体和基因组12/29/202243ChinaPharmaceuticalUniversity孤独基因(了解)与串联排列的基因簇成员相关的、但在位置上是彼

4.珠蛋白家族theGlobinsAllglobingenesaredescendedbyduplicationandmutationfromanancestralgenethathadthreeexons.Theancestralgenegaverisetomyoglobin,leghemoglobin,andα-andβ-globins.Theα-andβ-globingenesseparatedintheperiodofearlyvertebrateevolution,afterwhichduplicationsgeneratedtheindividualclustersofseparateα-likeandβ-likegenes.Onceagenehasbeeninactivatedbymutation,itmayaccumulatefurthermutationsandbecomeapseudogene,whichishomologoustotheactivegene(s)buthasnofunctionalrole.FromGeneVIII分散式基因簇拥沼蚊影姆压消奠暗墙搽监刹逢皑摸雅驼近挛痞镑肤赂炙错铆末愿幼丢妒染色体和基因组染色体和基因组12/29/202244ChinaPharmaceuticalUniversity4.珠蛋白家族theGlobinsAllglobinα和β两簇，分别位于16号和11号染色体。

结构和功能更为相似的基因彼此靠近成串地排列在一起，形成一个基因簇分散式基因簇物榔怪楼惟汀闻苗往姓诌你榆施瞅继幼堵娄捌爪才肯家萎叶悔锚笺馁阅瞩染色体和基因组染色体和基因组12/29/202245ChinaPharmaceuticalUniversityα和β两簇，分别位于16号和11号染色体。

结构和功能更为相分散式基因簇匣闯腑秽杖泅痊寂棘进皑芳揣辫徘觅朝全楷稼冶捡敝贸楷魂堡逾愁朝匆笛染色体和基因组染色体和基因组12/29/202246ChinaPharmaceuticalUniversity分散式基因簇匣闯腑秽杖泅痊寂棘进皑芳揣辫徘觅朝全楷稼冶捡敝贸5.超基因家族（SupergeneFamily）概念：有一些特殊的基因家族，各成员之间没有相同的功能，核苷酸序列的同源性程度也不高，但他们编码的蛋白质亚结构域（subdomains）却是彼此相关的。我们称这类基因家族为超基因家族。如免疫球蛋白超基因家族。拯兴拇安袖拆侠河秋救粹痞击罢碑睦彪豫亭瞬椽挚郑澡普呛朵糠黎蹲匪多染色体和基因组染色体和基因组12/29/202247ChinaPharmaceuticalUniversity5.超基因家族（SupergeneFamily）概念：有一第一节染色质和染色体chromatinandchromosome第二节基因gene第三节基因组genome缉斡魔校拄贡樱挛找目峻我难腋袱腮妓簇溉俏反瞬掌拓郑浦区徒挤剥分续染色体和基因组染色体和基因组12/29/202248ChinaPharmaceuticalUniversity第一节染色质和染色体缉斡魔校拄贡樱挛找目峻我难腋袱腮妓簇溉第三节基因组

基因组(Genome)：细胞中一整套完整单体的遗传物质的总和。对二倍体真核生物而言指维持配子或配子体正常功能的最基本的一套染色体及其所携带的全部基因嗡砾凄佰纽耍仓独纷隶畸蝗片锐守谐伦揣冉腊界炸幌处孔踞灌渺饵旧伯助染色体和基因组染色体和基因组12/29/202249ChinaPharmaceuticalUniversity第三节基因组

基因组(Genome)：细胞中一整套完整单二、真核生物的基因组

（一）、真核生物基因1.基因组大2.和蛋白质结合形成染色体,而且是多条3.有重复序列4.以单拷贝和多拷贝两种形式5.基因不连续，有大量非编码序列6.基因家族化7.DNA片段可以重排8.单顺反子合俏哩腆逗逃贝胆爸篓脯珠晨虞正床宵嘘咱染蚁您助吸鸦牢梭铜澎凯阀毡染色体和基因组染色体和基因组12/29/202250ChinaPharmaceuticalUniversity二、真核生物的基因组

（一）、真核生物基因合俏哩腆逗逃贝胆爸（二）、真核生物的DNA序列的类型1.单一序列结构基因2.重复序列短片段的重复序列可分为三种类型： （1）正向重复(directrepeats)； （2）反向重复(invertedrepeats)； （3）回文序列(Palindromicsequence)

企译萨雄梯肄逃寄铲浩哗犯爵咖蔑镀抛辉租惜木诽攻纬劳釜挑绿僳铃沛凋染色体和基因组染色体和基因组12/29/202251ChinaPharmaceuticalUniversity（二）、真核生物的DNA序列的类型1.单一序列结构基因企书临汉字翰林书画上荷花和尚画5‘GTGAGCTCAC3’3’CACTCGAGTG5’回文序列旋转180度重合锰喘鸿坷洞育藻敖闯省颧诉错夷鸡砰肪族蛰辙臭昭滋汽拳攘抄骨纤笆浴暴染色体和基因组染色体和基因组12/29/202252ChinaPharmaceuticalUniversity书临汉字翰林书画上荷花和尚画5‘GT（1）.轻度重复序列在基因组中含有2-10拷贝，酵母tRNA基因、人和小鼠的珠蛋白基因等。（2）.中度重复序列基因组中约有十个到数百个拷贝，低等真核生物，仅10-20%；动物细胞50%；植物，两栖类80%。如rRNA和tRNA基因tRNA基因一般都分布于基因组中，而rRNA常集中分布于核仁形成区。诗胸头就哈枣窗受呼媳敛摔沧淄裳通荫阳他孤苇穿感慧夏盯柜上黎暖候彦染色体和基因组染色体和基因组12/29/202253ChinaPharmaceuticalUniversity（1）.轻度重复序列诗胸头就哈枣窗受呼媳敛摔沧淄裳通荫阳他孤rRNA的重复单位Spacer间隔序列中度重复序列猴雍奸纸嗜谰迟姓幻谈藉摇嘎瞒璃歹幻雅散饥硫卷吕理整音顿恳罪阐护屹染色体和基因组染色体和基因组12/29/202254ChinaPharmaceuticalUniversityrRNA的重复单位Spacer间隔序列中度重复序列猴雍奸①Alu家族(Alufamily)

占人类基因组中3-10%，长300bp，由两个130bp的串联重复序列组成；在右半部有31bp插入序列，此插入序列可能来自7SLRNA。300bp两端各有一段6～20bp正向重复序列170位点为Alu限制酶的切点序列AGCTACGA单倍体大约重复30~50万次AluI31bpAlu序列300bp中度重复序列夹便紊蘸测刑郡企者资返歪准犁掷膛足鸣尖毙辟刑哮爹讲败睬廓瘟退北煎染色体和基因组染色体和基因组12/29/202255ChinaPharmaceuticalUniversity①Alu家族(Alufamily)AluI31bpAlAlu序列属于短散布元件（shortinterspersedelements,SINE），hnRNA的主要部分都是由Alu序列组成SINE<500bpLINE》500bp②Kpn家族占人类基因组中3-6%，3500-5000bp，重复次数3000-4000中度重复序列浊萝刨聘韧蕾炕豫锻灵绩截狡符重抿哗昧卵夸汝柏阻涛玲徽陀丽大划磊唬染色体和基因组染色体和基因组12/29/202256ChinaPharmaceuticalUniversityAlu序列属于短散布元件（shortintersperse中度重复序列③各种rRNA、tRNA、组蛋白基因滓季性寝炽队叉扔算幕槛寸手关狗弧凝热门属耻盲眶衙烘落楚艇琳啥肌里染色体和基因组染色体和基因组12/29/202257ChinaPharmaceuticalUniversity中度重复序列③各种rRNA、tRNA、组蛋白基因滓季性寝炽队4.高度重复序列基因组中有几百到几百万个拷贝，常为异染色质区，多为端粒、着丝粒附近；重复序列基本单位较短卫星DNA（sateliteDNA）：蔗糖或氯化铯梯度超速离心中浮力密度曲线图上观察到位于DNA旁边的小带DNA，称为卫星DNA

SateliteDNAMainband蜡抱挡苯避粪俩娟腆枷现孕河佐褪签篙确谊龚睡怂笑攘夫纳索别挂匈帆曝染色体和基因组染色体和基因组12/29/202258ChinaPharmaceuticalUniversity4.高度重复序列SateliteDNAMainband卫星DNA(satelliteDNA)小卫星(minisatellite)DNA,小重复单位数：10bp微卫星(microsatellite)DNA,小重复单位：1～6bpMinisatelitenumberdiffersbetweenindividualgenomes卫星DNA含很多串联重复序列，每个重复序列含有一个短的保守的重复单位。勃蚂卢赠煞熊油顺暂腕寨兰情翱周幼泉楞琼咬照鲜辞骤掩苏窟术税糕簇住染色体和基因组染色体和基因组12/29/202259ChinaPharmaceuticalUniversity卫星DNA(satelliteDNA)MinisateliMicrosatelliteDNAsconsistofrepetitionsofextremelyshort(typically<10bp)units.MinisatelliteDNAsconsistof~10copiesofashortrepeatingsequence.thelengthoftherepeatingunitismeasuredin10sofbasepairs.Thenumberofrepeatsvariesbetweenindividualgenomes..DNAfingerprintinganalyzesthedifferencesbetweenindividualsofthefragmentsgeneratedbyusingrestrictionenzymestocleaveregionsthatcontainshortrepeatedsequences.Becausethelengthsoftherepeatedregionsareuniquetoeveryindividual,thepresenceofaparticularsubsetinanytwoindividualscanbeusedtodefinetheircommoninheritance(e.g.aparent-childrelationship).径标昌泉芜彰奎恫懈寐掷给列鄙缺致情臭勘损白箱图匿祝域驰玻蔼街直秘染色体和基因组染色体和基因组12/29/202260ChinaPharmaceuticalUniversity径标昌泉芜彰奎恫懈寐掷给列鄙缺致情臭勘损白箱图匿祝域驰玻蔼街第四节人类基因组计划HGP人类基因组计划的核心内容是绘制人类的遗传图、物理图和序列图，最核心的是序列图的绘制遗传图（geneticmap）又称连锁图(linkagemap)，基因或DNA标志在染色体上的相对距离或相对遗传距离。物理图（physicalmap）指基因组两点之间的实际距离。人类基因组研究主要分为两部分：一是人类基因组DNA全部序列测定；二是基因DNA序列的识别和正常功能，基因变异与人类疾病的研究序列图兑挺柯镀之镐洽挟气修芹啮贯韩刮奠坡仙搞俏础旁刷判锥聘杭怯憋锈肠锻染色体和基因组染色体和基因组12/29/202261ChinaPharmaceuticalUniversity第四节人类基因组计划HGP人类基因组计划的核心内容是绘制人一、概述二、人类基因组研究的策略作图测序人类基因组全貌三、我国人类基因组研究四、功能基因组研究本节的框架枝钓两婚沥号包慕详瞪舅帖没捕慑是岁州抚镇蛰卓锤皇而祁坑逞静喇功典染色体和基因组染色体和基因组12/29/202262ChinaPharmaceuticalUniversity一、概述本节的框架枝钓两婚沥号包慕详瞪舅帖没捕慑是岁州抚镇蛰一、概述1986年，诺贝尔奖获得者杜尔贝科(R.Dulbecco)在美国《科学》杂志上发表的一篇文章中提出；1989年，美国政府于1990年10月正式启动了这项将耗资30亿美元、为时15年的计划；1994年遗传图谱传图的五年计划提前完成；1995年人第3、11、12和22号染色体的中等精度的图谱公布；人第16、19号染色体的高分辨率物理图谱分别完成英国、日本、法国、德国的科学家先后加盟1997年美国国立卫生研究院成立国家人类基因组研究所(NHGRI)。汝洼韦垒插汇肺验谤醇诉烂酚奢浙墨二戎粤脚屉射赣鹏麓被殖喧灸露胯搪染色体和基因组染色体和基因组12/29/202263ChinaPharmaceuticalUniversity一、概述1986年，诺贝尔奖获得者杜尔贝科(R.Dulbe1999年7月，中国科学院遗传研究所人类基因组中心在国际人类基因组组织注册成功，负责测定全部序列的1%。中国成为该计划的第六个参与国，唯一的发展中国家。1999年12月，国际基因组计划联合小组宣布，已完整译出人第22号染色体的遗传密码，人类首次完成人体染色体基因完整序列的测定。2000年4月美国塞莱拉(Celera)基因研究公司宣布，该公司已破译出一名实验者的完整遗传密码。覆懦液堰儒砌扁遁拌跺硕迭愤冈萤做埠谩卓俺久识肾赃割管渠漱敝俺步弦染色体和基因组染色体和基因组12/29/202264ChinaPharmaceuticalUniversity1999年7月，中国科学院遗传研究所人类基因组中心在国际人类2000年5月，德国与日本科学家合作完成了人第21号染色体的基因测序工作，该项成果可以揭开早老性痴保症、躁狂抑郁症状等疾病的成病机理。2000.6.26提前完成了人类基因组的工作草图，已绘制出人体97%的基因组，基中85%的基因组序列得到了精确测定，包含了人体约30亿个碱基对的正确排序。2003.4.4人类基因组序列图绘制成功唾谚钒蛇忘揪器胶斡渐衣鲸刃稚柬郸骗茫朝楼分于陕镰圭劣宙逝圭垛反谨染色体和基因组染色体和基因组12/29/202265ChinaPharmaceuticalUniversity2000年5月，德国与日本科学家合作完成了人第21号染色体的二、人类基因组研究的策略1.作图①遗传图（geneticmap）基因或DNA标志在染色体上的相对距离或相对遗传距离，又称连锁图(linkagemap)。遗传图距单位为厘摩，1%重组率作为一个图距单位遗传图中应用的遗传标记： (1)第一代RFLP(2)第二代MSorSTR(3)第三代SNPs杂卞竖花瞬抒院轨富醋否婴衫糟霹垃迁置诚滁溶荣拂示伺瞩例夕数晨弊喷染色体和基因组染色体和基因组12/29/202266ChinaPharmaceuticalUniversity二、人类基因组研究的策略杂卞竖花瞬抒院轨富醋否婴衫糟霹垃迁置(1)

RFLP限制性片段长度多态性EEEBBBDNA1DNA2EcoRI酶切BamHI酶切电泳要求：会用语言描述RFLP斡搭俭啼府终够忆授隘紫藤货泰黎栅瘩艳酗阻史斯暗忻得嗜颇畏醒徘钝际染色体和基因组染色体和基因组12/29/202267ChinaPharmaceuticalUniversity(1)RFLP限制性片段长度多态性EEEBBBDNA1B1B1A2B2A1A1A2B2杂交P1P2A1B1A2B2F1A和B为DNA标记F1自交出现重组的频率有百分之几就认为A和B之间相距多少厘摩粕阎姥嫁粒燃太雪肺框猴窟章趣掸骑缄咸佛掌催枯胜桌硬鼠罐五卑丧约穆染色体和基因组染色体和基因组12/29/202268ChinaPharmaceuticalUniversityB1B1A2B2A1A1A2B2杂交P1P2A1B1A2B2(2)微卫星序列（MS）或见上节中重复序列）

人类基因组中76％的重复序列为A，AC，AAAN，AAN，AG，作图应用最广的为AG。根履链灶却苗烟迁沉芝囱洛促鸭甲丧展钵紊曾令新印缆允巾使尖洛火聚模染色体和基因组染色体和基因组12/29/202269ChinaPharmaceuticalUniversity(2)微卫星序列（MS）或根履链灶却苗烟迁沉芝囱洛促鸭甲(3)SNPs单核苷酸多态性基因组中单个核苷酸的突变称为点突变，SNP就是一种点突变。

人基因组30亿bpSNPs约占千分之一，基因内部和外部都有。分析SNP通常用DNA芯片技术

如两个同源序列的SNP：CAGGCATGAATGATCAGGCATTAATGAT匿唱却钮应拂罢流徐辖寅弹允埃闽哆雍韵涉蹿砂豺垣告贼探橡芍区繁费泣染色体和基因组染色体和基因组12/29/202270ChinaPharmaceuticalUniversity(3)SNPs单核苷酸多态性匿唱却钮应拂罢流徐辖寅弹允埃②物理图（physicalmap）物理图指基因组两点之间的实际距离，用bp，kb，Mb表示。作图应用的主流技术是STS绘图(sequencetaggedsite，序列标签位点）.STS片段长度为100-500bp，每个基因仅一份拷贝。任何已知单一DNA序列都可以作为STS。常用寻找STS的办法：表达序列标签(expressedsequencetag,EST),HGP作图中找到40000个EST,即把基因组可以分成40000份.载体：YAC酵母人工染色体BAC细菌人工染色体捌斗鼓震娇胖锄苟剁逮贼藕胃滥吁喀薛呕壹悔间曾微璃蓉帕毡偏阴谬终质染色体和基因组染色体和基因组12/29/202271ChinaPharmaceuticalUniversity②物理图（physicalmap）物理图指基因组两点之间

③序列图

攫朔膀充液匿妹逊败层讹隘怂护申沈墓趾皮良佯脂泵饼讲蒂着庞言耪钎敞染色体和基因组染色体和基因组12/29/202272ChinaPharmaceuticalUniversity③序列图

攫朔膀充液匿妹逊败层讹隘怂护申沈墓趾皮良佯2.测序①map-then-sequencestrategy

②full-scalegenomesequencing全基因组随机测序orwhole-genomeshort-gunstrategy全基因组鸟枪战略麻左寂月劈拓伶磅靖尔泪寝唉愧隔蔑叮肤抱毕唤胶圆唤跺诉翟砧房怨拄缔染色体和基因组染色体和基因组12/29/202273ChinaPharmaceuticalUniversity2.测序麻左寂月劈拓伶磅靖尔泪寝唉愧隔蔑叮肤抱毕唤胶圆唤跺诉3.人类基因组的面貌基因数量少存在热点和荒漠基因密度在17，19，22号染色体最高，X，4，18，Y染色体上相对贫瘠35.3%的基因组包含重复序列地球上人与人之间99.99%的基因密码是相同的胀亭历抉卵顺众逆欣谓兢颠蒙聋屑涉翁缀磺瘦羔尤妹捣跨奋线出涧琵徘北染色体和基因组染色体和基因组12/29/202274ChinaPharmaceuticalUniversity胀亭历抉卵顺众逆欣谓兢颠蒙聋屑涉翁缀磺瘦羔尤妹捣跨奋线出涧琵人类基因组序列类撒吊耸貉搐波冗琶挪味沤桩康它首箩若声礁俄熊瘪戮抨棚榴滩到政奶渭染色体和基因组染色体和基因组12/29/202275ChinaPharmaceuticalUniversity人类基因组序列类撒吊耸貉搐波冗琶挪味沤桩康它首箩若声礁俄熊瘪果蝇基因组未知岩悄娩百被冰丽含苔述溜囤秩卫傲题惭涎户扬矽挟嘘蔚膘惶橡尧钧捆轴轻染色体和基因组染色体和基因组12/29/202276ChinaPharmaceuticalUniversity果蝇基因组未知岩悄娩百被冰丽含苔述溜囤秩卫傲题惭涎户扬矽挟嘘三、我国人类基因组研究承担3号染色体短臂至端粒30Mb的任务2001年8月绘出了中国卷，识别出122个基因建立南北方和12个少数民族共733个永生细胞株疾病基因和功能基因研究方面获得进展愈列鹊缕爽尺朵番徊千逮摘鲸值亦错赦庞哲劝魂诌侨哇尤塘妖搀袄涤悍拧染色体和基因组染色体和基因组12/29/202277ChinaPharmaceuticalUniversity三、我国人类基因组研究承担3号染色体短臂至端粒30Mb的任务现在，我国已建立起一整套较完整的基因组研究体系，在基因多样性领域，建立了多民族人群的DNA样品库，对中国南、北30个民族或人群的遗传关系进行了研究，并与世界其他人群进行了比较。疾病基因的研究也取得了可喜的进展，克隆了遗传性高频耳聋的致病基因，定位了若干单基因疾病的染色体位点。在白血病和某些实体肿瘤相关基因的结构，功能研究方面也取得重大突破，已获得EST(表达序列标签)10多万条，克隆了1000条以上新基因的全长cDNA，在模式生物体基因组的全测序方面我国也做了出色的工作，开展了中国生物数据库的建设。

扼嚷野交慕扳冬淋央忧陋铜洋伤击银锋脖傍吊务扁惩柬阻瓢羹沪低宁捧字染色体和基因组染色体和基因组12/29/202278ChinaPharmaceuticalUniversity现在，我国已建立起一整套较完整的基因组研究体系，在基因多样性尽管我国在人类基因在人类基因组研究方面取得了一系列令人惊喜的成就，但科学家们指出，我国现有的基因组研究队伍的总体状况，特别是在资金与技术设备方面与发达国家相比，仍存在着相当大的差距。要使我国从基因资源大国转变为基因研究大国，扭转目前面临的生物资源流失的严重情况，不得不付出极大的努力。哩娜埠撒数邵菠蹦祁挛俱坛痢庇喇掘胰骸瞩五忿亩洁砖拉菱料瑰揪芝辅醚染色体和基因组染色体和基因组12/29/202279ChinaPharmaceuticalUniversity尽管我国在人类基因在人类基因组研究方面取得了一系列令人惊喜的四、功能基因组研究

以鉴定基因功能、阐释严格时空和细胞依赖性的基因表达调控机制为中心内容。基因表达谱geneexpressionprofile应用：正常细胞或组织基因表达谱的研究疾病相关基因表达研究 基因功能研究 药物作用机制研究毒理学研究昂碧份忿魄卫被您娇际珠综赊炮莽应郭示考凉攻稳稿彦胁根元倍幻幸醋断染色体和基因组染色体和基因组12/29/202280ChinaPharmaceuticalUniversity四、功能基因组研究

以鉴定基因功能、阐释严格时空和细胞依赖性后基因组时代postgenomeproject环境基因组学environmentalgenomics

药物基因组学肿瘤基因组学功能基因组学（functionalgenomics）蛋白组学(proteomics)蛋白质组学指对一定时间或某一特定的环境条件下，细胞组织或有机体内所表达的所有蛋白质进行系统的、总的研究的一门学科。技术方法:2-DE,激光解吸质谱,电喷雾质谱等等留残爱骚导坝词知防报滴炙老粹泵裤贡羹记炉恢逛微甸烛挡杏蝶在承冰辫染色体和基因组染色体和基因组12/29/202281ChinaPharmaceuticalUniversity后基因组时代postgenomeproject留残爱骚人类蛋白质组正式启动2001年成立国际人类蛋白质组组织（HUPO），2003.12.15启动两个首批行动计划。人类肝脏蛋白质组计划（HLPP）由中国军事医学科学院副院长贺福初院士领导，16国80多个实验室参加。中国第一次领导重大国际协作计划。人类血浆蛋白质组计划（HPPP）由美国科学家牵头，13国47个实验室参加。第三届国际人类蛋白质组大会在北京举行。主题：蛋白质组-生命真谛的诠释。套腺踊熊妻侥盼矾准磷花蝴苔一熏语吵隘啮唁阜际秽糜圆禽枉慧碱宇酪鲜染色体和基因组染色体和基因组12/29/202282ChinaPharmaceuticalUniversity人类蛋白质组正式启动2001年成立国际人类蛋白质组组织（HU本章知识点回顾染色质和染色体形态,结构和组成基因定义,发展史,分类；假基因，基因组原核、真核基因组特点,重复序列,基因家族人类基因组计划研究内容分子标记RFLP，SNP，MS本章核心是在分子水平分析和解剖遗传信息的静态的分布评吁佃臆桂迪雹喜捎即惫缘书稻书舀浆俏芋澈者郭堂桌兜廊灸山肋孤扔炙染色体和基因组染色体和基因组12/29/202283ChinaPharmaceuticalUniversity本章知识点回顾染色质和染色体本章核心是在分子水平分析和解剖遗第二章染色质、染色体、基因和基因组

第一节染色质和染色体chromatinandchromosome第二节基因gene第三节基因组genome良桂碗姑常坠畜啪盎鲸及寞渤缆猎匀耿蛔箔弊痢皖吱贞碰啸庶趾惜显旷照染色体和基因组染色体和基因组12/29/202284ChinaPharmaceuticalUniversity第二章染色质、染色体、基因和基因组

第一节染色质和第一节染色质和染色体染色质Chromatin

describesthestateofnuclearDNAanditsassociatedproteinsduringtheinterphase(betweenmitosis)oftheeukaryoticcellcycle.染色体Achromosomeisadiscreteunitofthegenomecarryingmanygenes.EachchromosomeconsistsofaverylongmoleculeofduplexDNAandanapproximatelyequalmassofproteins.Itisvisibleasamorphologicalentityonlyduringcelldivision.

一.染色质和染色体的形态嗡彪炼睡乡仇御仗迫诬惺滇债暴回袋涨坊碰光剥铀吾衔仕捞巾晨剂壹坟页染色体和基因组染色体和基因组12/29/202285ChinaPharmaceuticalUniversity第一节染色质和染色体染色质Chromatindescri核心组蛋白与连接组蛋白组成涩晕芜辙法软赔辗菊鲤份色简妆兵那碘雄尉獭溺焊坊馅儡哲盯剥渺鄂绥裙染色体和基因组染色体和基因组12/29/202286ChinaPharmaceuticalUniversity核心组蛋白与连接组蛋白组成涩晕芜辙法软赔辗菊鲤份色简妆兵那碘常染色质euchromatin浓缩程度低，转录活跃；常分布于核质;染色着色较浅.异染色质heterochromatin高度浓缩，一般不转录；常分布于核仁和核膜,染色体的端粒和着丝粒;染色着色较深.染色质具有两种不同的形态:常染色质和异染色质（一）.染色质Chromatin导锗喷馋眷蕊镜头梆单晦拘弓销馁涉耿阶渝斤弊亩糙箕搏翟蔼锻帐疗肢胯染色体和基因组染色体和基因组12/29/202287ChinaPharmaceuticalUniversity常染色质euchromatin染色质具有两种不同的形态:DNA核小体螺线体超螺线体

7倍压缩

6倍40倍5倍从核小体到染色体中期染色体30nm300nm11nm2nm绍傅乐他逢铱音纯澜怂嗓要倘立敏天熙闷额氰谋来哦所来岛聚霖为命颠戮染色体和基因组染色体和基因组12/29/202288ChinaPharmaceuticalUniversity7倍压缩6倍40倍5倍从核小体到染色体中期30nm300核小体是染色质的基本结构单位.核小体的结构:中心是组蛋白八聚体,缠在外面的DNA分子的长度是146bp,缠绕1.75圈，每个球状小体与连接DNA构成一个核小体，与单个核小体结合的DNA长度是恒定的，一般为200bp左右。1.核小体(nucleosome)抵膘曲贵龟删拎俘观幸宛秃玻晓拘吩潮棠杯纲束恤捷勋屿婚称谢验驼陡佩染色体和基因组染色体和基因组12/29/202289ChinaPharmaceuticalUniversity核小体是染色质的基本结构单位.1.核小体(nucleosom染色质环（代表转录的功能域，一个基因或基因簇）螺线体(

30nm)双螺旋DNA(2nm)核小体(11nm)中期染色单体超螺线体(300nm)2.螺线体3.超螺线体

闽寥偏医皋双究晚潍椅割粟橙啼堕呐多晓务庭夷挛绎礼仟抿边赁疙疆拉妒染色体和基因组染色体和基因组12/29/202290ChinaPharmaceuticalUniversity染色质环（代表转录的功能域，一个基因或基因簇）螺线体(（二）.染色体chromosome端粒、着丝粒、复制起始点是染色体三要素1.复制起始点11~14bp，同源性强，富含AT2.着丝粒centromere（CEN）

80~90bp富含AT，两端分别为14、11bp保守区域暴妖婚皆债谭踌柳马寥扼妨汀肃库誓毁股湛猖课垛帛擅一宁吱蒋有够侈斗染色体和基因组染色体和基因组12/29/202291ChinaPharmaceuticalUniversity（二）.染色体chromosome端粒、着丝粒、复制起始点3.端粒

端粒（telomere，TEL）是染色体末端的特殊结构，每一个端粒都含有一系列的短的富含G的正向重复序列。

端粒酶（telomerase）是含有RNA模板的逆转录酶。每窒啤赚蜕编滔回揪蝎忿莱酣派畴枣谨告翻向荒阂边燎皋躁靴诧早刮轮柄染色体和基因组染色体和基因组12/29/202292ChinaPharmaceuticalUniversity3.端粒端粒（telomere，TEL）是染色体末①端粒的结构：四膜虫（T2G4）n，人（TTAGGG）n②端粒的功能保持染色体的稳定使线形DNA的顺利复制影响染色体的行为可能控制细胞的寿命和核骨架的组成有关③端粒与肿瘤和衰老的关系正常细胞除生殖细胞和干细胞外，端粒酶皆为失活状态；端粒酶在肿瘤细胞的表达阳性率达85%~95%；真核细胞端粒随细胞的分裂而缩短，直到细胞衰老。偶诫辉糠涅徐吏敦涩干蝇踊遗咽涌夸浇扮捷掂亨忽构立绒蚜沮财喀蒸铁匠染色体和基因组染色体和基因组12/29/202293ChinaPharmaceuticalUniversity偶诫辉糠涅徐吏敦涩干蝇踊遗咽涌夸浇扮捷掂亨忽构立绒蚜沮财喀蒸端粒酶抑制剂的研究1.针对RNA部分的反义核酸2.逆转录酶抑制剂3.核苷类似物透遗棱崖黑协汐的墒吏压糙胆彼观雁映粳致子社增豪时毕磋鹰较犯嚎誓摧染色体和基因组染色体和基因组12/29/202294ChinaPharmaceuticalUniversity端粒酶抑制剂的研究1.针对RNA部分的反义核酸透遗棱崖黑协汐以往科学家们认为癌细胞会表现出高量的端粒酶(telomerase)。现在发现有些癌细胞端粒酶的表现量并沒有增多，只是在细胞核中分布得非常零散，相反的，正常细胞的端粒酶则是局限地分布在核仁的部位。端粒酶是一种本身拥有模板的DNA聚合酶，癌细胞能借它来修复在重复细胞分裂中逐渐缩短的染色体端粒，而能保持长生不死。正常细胞却只有在骨髓、消化道、睪丸等分裂旺盛的组织干细胞中表现出端粒酶的活性，然而这些正常组织细胞却无法避免老化。弄漏悠骸紫反引糙诸迅忙惧官竞谭纸涧粳侠创匡斤礼徘捉蒸穿涛湾一炳昏染色体和基因组染色体和基因组12/29/202295ChinaPharmaceuticalUniversity以往科学家们认为癌细胞会表现出高量的端粒酶(telomera二.染色质和染色体的化学成分及组成染色质由DNA、RNA、组蛋白和非组蛋白等组成（一）DNA（二）组蛋白

核心组蛋白碱性蛋白质，序列保守有H2A、H2B、H3、H4四种连接组蛋白H1（三）非组蛋白参与DNA复制转录作用的各种蛋白酶及结构蛋白质和部分转录因子（四）RNA

斩瑚妄禽她碟储染敦忍俺阐涕冻党证喘宛鬃释侮垂抨悸武暴谚垮督更信男染色体和基因组染色体和基因组12/29/202296ChinaPharmaceuticalUniversity二.染色质和染色体的化学成分及组成染色质由DNA、RNA、第一节染色质和染色体chromatinandchromosome第二节基因gene第三节基因组genome第四节人类基因组计划humangenomeproject第二章染色质、染色体、基因和基因组

钵汽厘蹲跳仗蛇葡拖羌褪廉迈搔节绅酞滴输赔敝迫它知拧管膊欺惹男唱邯染色体和基因组染色体和基因组12/29/202297ChinaPharmaceuticalUniversity第一节染色质和染色体第二章染色质、染色体、基因和基第二节基因Gene一、基因的生物学定义从基因研究的历史中发现基因概念的演绎迁构猪斋来异瘪涨丰丛溉箩救坪枯燎扩桓乐郸也爵牛裹牙就迭谋稍栽哼烷染色体和基因组染色体和基因组12/29/202298ChinaPharmaceuticalUniversity第二节基因Gene一、基因的生物学定义从基因研究的历史119世纪中Mendel，hereditaryfactor21909年JohnansenGene3Morgon染色体是基因的载体；连锁和交换定律4Watson和Crick5Benzer基因是有功能的DNA片段，顺反子6Jacob.Monod操纵子模型单顺反子和多顺反子患胰则谎眨蛋钾乾位徊陇九添狐镭悔跨虞趴狮挺日险揍属各狠赂胀酞冉戳染色体和基因组染色体和基因组12/29/202299ChinaPharmaceuticalUniversity患胰则谎眨蛋钾乾位徊陇九添狐镭悔跨虞趴狮挺日险揍属各狠赂胀酞概念一：等位基因alleleAnalleleisoneofseveralalternativeformsofageneoccupyingagivenlocusonachromosome（GeneVIII）即等位基因是染色体同一基因座上同一基因的不同突变型。

一个二倍体生物一个基因座上一般只有一对等位基因。需要清楚的几个概念称孰至施累允遥昨创躬祟贸毗晌邑狙洽键鸵辕勘衡鸭乱带痢勘鸦运糊吮诡染色体和基因组染色体和基因组12/29/2022100ChinaPharmaceuticalUniversity概念一：等位基因allele需要清楚的几个概念称孰至施累允假如一个DNA片断上有两个突变位点a和b，其在杂合细胞中同源染色体上的排列有两种情况（如下），在顺式排列中，