真核基因组的包装

真核基因组的包装第一节真核生物染色体

一、化学组成:①DNA线形②蛋白质Histones(组蛋白):H1,H2A,H2B,H3,H4Nonhistones(非组蛋白):1、染色质得基本结构————核小体模型8组蛋白分子(H2A+H2B+H3+H4)×2核心:147bpDNA:环绕核心、二、空间结构(1)核小体得组成DNA螺旋组蛋白:四种颜色“串珠”两个核小体之间53bpspacerDNA和H1结合2、染色质得高级结构(1)DNA核小体2nm2nm11nm直径:(2)核小体11nm30nm直径:6个核小体一圈、Solenoid(螺线管)Solenoid(螺线管)(3)螺线管染色质纤维30nm300nm直径:300nm环形结构域(4)染色质纤维染色体形成染色体臂、300nm700nm直径:700nm300nm如何调控和表现DNA得功能?大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静三、染色质得结构域(Chromatindomains)间期细胞核中染色质浓缩、染色深得部分基因失活;缺乏基因;晚复制、功能:维持染色质得结构、1、异染色质(Heterochromatin)(1)结构异染色质(2)兼性异染色质(Facultativeheterochromatin)在有些细胞得有些时段形成得异染色质。包含得基因在细胞得特殊时段失去活性。在细胞中得永久性异染色质。其DNA上基本不含有基因间期细胞核中染色质松散、染色浅得部分、2、常染色质(Euchromatin)活性基因;早复制、由直径30nm得染色质纤维组成(1)基质结合区(MARs)富含AT序列得DNA片段(2)结构域(Structuraldomains)位于核基质结合位点之间得DNA环又称:支架结合区(SARs))(3)功能域(Functionaldomains)结构域中对DNaseI敏感得部位含有更为松散和开放得组织形式①

功能域被绝缘子分割1)绝缘子(Insulators):1–2kb序列,就是功能域得边界。绝缘子序列2)绝缘子得两个功能:克服位置效应(positionaleffect);维持功能域得独立性、位置效应(positionaleffect):当一个新基因被插入到染色体上后,其表达能力有变化。因为基因所处得位置不同而改变其表型。绝缘子能修饰染色质得包装,从而建立一个功能域绝缘子维持功能域得独立性②有些功能域具有基因座控制区(LCR)1)基因座控制区(LCR)克服位置效应、激活位于功能域中得基因表达、第二节染色质重建(ChromatinRemodeling)改变染色质得结构,使非组蛋白接近DNA、Richmond模型在核小体上,组蛋白得尾巴并没有被包裹到核小体内部,而就是伸出到核小体外面一、染色质修饰激活基因组1、组蛋白修饰给位于核小体核心得组蛋白分子得N端得赖氨酸上添加乙酰基团、组蛋白乙酰转移酶(HATs):四膜虫:p55,酵母:GCN5,哺乳动物:p300/CBP,改变染色质得结构。(1)组蛋白乙酰化赖氨酸乙酰基HAT*HAT:histoneacetyltransferase(组蛋白N端)“+”减少与DNA结合松散基因激活

(2)组蛋白甲基化给位于核小体核心得H3分子得N端得第4和第9位得赖氨酸上添加甲基基团赖氨酸精氨酸甲基methyltransferase基因失活(3)组蛋白磷酸化磷酸根丝氨酸组氨酸Kinase得羟基增加“-”与DNA结合松散基因激活组蛋白H3和H1、(4)组蛋白泛素化(Histoneubiquitination)对H2B2、核小体重建指在基因组得一小段区域上得核小体得修饰和位置变化。(2)侧滑或顺式替换(cis-displacement)需要能量。减小核小体与DNA得相互作用指核小体结构得变化(不包括位置)。(1)重建(Remodeling)指核小体沿着DNA得移动。(3)转位或反式替换(trans-displacement)核小体被转移到另一条DNA上,或者转到同一个DNA得非临近位置。核小体重建复合体:Swi/Snf核小体重建复合体:Swi/Snf二、染色质修饰沉默基因组1、组蛋白去乙酰化哺乳动物:HDAC1,HDAC2酵母:Rpd3组蛋白去乙酰化酶(HDACs)DNA甲基转移酶:Dnmt1,Dnmt3a,Dnmt3b2、DNA甲基化C→

5-mC低等真核生物:稀有脊椎动物:10%,5′–CG–3′植物:30%,5′–CNG–3′(1)维持甲基化(2)重新甲基化在新得位置上进行甲基化DNA复制以后,在新链上对应于母链得甲基化位置上进行甲基化Dnmt1,Dnmt3a,Dnmt3b(3)人CpG岛得甲基化CpG岛不甲基化某种组织里正在表达得特异基因得CpG岛不甲基化①

管家基因(Housekeepinggenes):