分子生物章节课件

第三章染色体与DNA

ChromosomeandDNA1引言2基因组的包装3染色质和染色体4不同生物基因组结构特点5小结重点内容：①几个概念：包装比、C-值矛盾、拟核、核小体、染色质、染色体；②病毒、细菌及真核生物基因组的组织形式；③染色质的分类；④染色体的组成；⑤原核生物基因组结构特点；⑥真核生物基因组结构特点。难点内容：①病毒基因组的包装；②真核生物染色体DNA组装不同层次的结构。了解内容：①兼性异染色质和组成型异染色质的概念；②组成型异染色质的普遍特征。所有细胞内遗传物质的通用组织规律：致密物质存在于有限容积内，许多活性如复制和转录都必须在一个空间内完成；这种物质的组织结构适合于失活和激活两种状态的转变。1引言--基因组的通用组织形式T4噬菌体的结构2基因组的包装包装比(packingratio):

用以描述DNA的浓缩程度，即DNA的原始长度除以包装后的长度。

如人类最小的染色体（Y）：DNA拉直约为1.4cm，在有丝分裂最致密状态下，这条染色体长度约为2μm，因此包装比可以大到7000。

2.1病毒基因组的包装(2)用各种组分构建成一个中空的壳体，然后装入核酸，此时核酸被浓缩λ噬菌体(phagelambda)核酸物质高度浓缩丝状RNA病毒在组装头部时浓缩其RNA基因组球状DNA病毒将其DNA插入预先组装好的蛋白质外壳中有关病毒包装的几个知识点2.2细菌基因组的包装

BacterialDNAistightlycoiledthread大肠杆菌（E.coli）的拟核在菌体破碎后以环状纤维的形式被释放出来。但没有伸展为游离双链体。细菌基因组共同结构特征：拟核有约100个这样独立的负超螺旋结构域。每个结构域是一个DNA环（40kb)，其两端以某种（未知的）方法固定住，使旋转不会从一个结构域波及另一个结构域。拟核可从极性沉降的复合物中直接分离出来，DNA约80%；拟核能被作用于RNA或蛋白质的试剂解聚。因此，蛋白质能够稳定拟核结构的证据很明显，但专门负责浓缩DNA的蛋白质还未发现；RNA的作用难以分析。关于拟核2.3.1核小体的概念核小体(nucleosome)：染色质的基本结构亚基，由约200bp的DNA和约等量的组蛋白所组成。当分裂间期的细胞核悬浮于低离子强度的溶液中时，它们膨胀破裂，释放出染色质纤维（电镜图）染色质是一串核小体用微球菌核酸酶处理染色质可以释放出单个核小体TheDNAladdercorresbondstomultimersExtractedDNAandelectrophorese用蔗糖密度梯度离心分级核小体时，产生一系列分级峰值，分别与单体、二聚体、三聚体、四聚体等对应。提取DNA电泳时也存在这样的对应关系MonomersDimersTrimersTetramersTopBottom微球菌核酸酶将核小体修整成核心颗粒核小体含有200bpDNA和组蛋白核小体由等量的DNA和组蛋白（包括H1）组成DNA圈之间相互靠近核小体上DNA长度与“典型”的200bp有些出入。对于某种特定类型的细胞来说，其染色质都有一个特征性的平均值(±5bp)，最常见的平均值为180–200bp。但在一些极端情况下，可以低至154bp（在一种真菌中）或高至260bp（在一种海胆的精子中）。在成体器官的不同组织之间、单个细胞基因组的不同部分之间，其平均值都可能不同。

2.3.3核小体上DNA长度的谨慎理解3.1染色质

3.2染色体3染色质与染色体染色质(chromatin)：是指细胞周期间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的复合结构，因其易被碱性染料染色而得名。染色体(chromosome)：是指在细胞分裂期出现的一种能被碱性染料强烈染色，并具有一定形态、结构特征的物体。携带很多基因的分离单位。只有在细胞分裂中才可见的形态单位。3.1.1染色质和染色体的概念3.1染色质3.1.2染色质的分类常染色质(euchromatin)

（间期纤丝的包装密度度比分裂期染色体的要小很多）异染色质(heterochromatin)

（间期纤丝染色质区的包装密度十分致密，可与有丝分裂期染色体相比）

组成型异染色质(constitutiveheterochromatin)

兼性异染色质(facultativeheterochromatin)3.1.3组成型异染色质的普遍特征它是持久压缩的；它常由不被转录的少数DNA序列的多份重复拷贝组成；与常染色质相比，这些区域的基因密度非常低，易位进入或靠近该区的基因通常是失活的；也许由于它的压缩状态造成了在S期的晚期才被复制，并且具有相对较低的遗传重组频率。3.2染色体（chromosome)3.2.1染色体的共同结构着丝粒(centromere)染色体臂(chromosomearm)端粒(telomere))

人类基因组的23对染色体3.2.2染色体作为遗传物质的特征分子结构相对稳定；能够自我复制，使亲、子代之间保持连续性；能指导蛋白质合成，从而控制整个生命过程；能产生遗传的变异。3.2.3染色体存在所需的特征至少有有端粒确保它的存活有一个着丝粒支持分离有一个起始点启动复制3.2.4染色体的组成组蛋白非组蛋白DNA少量RNA4不同生物基因组结构特点（1）基因组小（2）结构简练（3）存在含多顺反子的转录单元（4）基因存在重叠现象4.1原核生物基因组结构特点4.2真核生物基因组结构特点（1）含有大量重复序列（基因外区域）不重复序列(nonrepetitiveDNA)，中度重复序列(moderatelyrepetitiveDNA)，高度重复序列(highlyrepetitiveDNA）（2）功能DNA序列大多被