第五章真核生物基因组结构.ppt

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1、第五章 真核生物的基因组结构 氰 奥 载 蜀 顽 返 健 掇 媳 妥 赁 妹 评 锐 纺 览 颊 膏 抗 章 殖 殆 索 湛 平 酣 蜡 鸣 惠 凶 阻 拭 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate 1 1 真核生物基因组 大,线状 与组蛋白结合 线粒体 / 叶绿体 单顺反子 断裂基因 split gene 无重叠基因 含大量非编码 DNA 大量重复序列 原核生物基因组 小, 环状 裸露DNA 质粒 plasmid 操纵子 operon,多顺反子 基因是连续的 有重叠基因 大部分序列都为编码序列 重复序列不多 (单拷贝)

2、冯 新 惯 毛 秒 符 坐 抬 宾 番 言 螺 带 庸 瞥 捕 姐 私 膘 青 像 经 幅 捌 甲 带 九 艳 急 咕 系 萍 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate 2 2 存在存在 方式方式 组组组组成成序列序列 特点特点 基因基因 特点特点 遗传遗传遗传遗传 物物质质质质 的的组组组组 成成 真核真核 生物生物 细胞 核 DNA 重复序 列多, 单单一序 列少。 基因家 族、假 基因 核染色 体和细 胞器基 因组 原核原核 生物生物 类核 DNA和 RNA 重复序 列少, 单单一序 列多。 重叠基 因、操 纵子 主

3、染色 体和质 粒 今 雨 衔 阂 古 煞 庞 受 阑 货 纯 园 埠 跨 侣 慨 喷 丘 隘 脓 辨 绚 殴 梨 职 封 蔫 海 真 萄 逞 丑 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate 3 3 一、真核基因组结构特点 真核基因组结构庞大 3109bp、染色质、核膜 单顺反子 基因不连续性 断裂基因(interrupted gene)、 内含子(intron)、 外显子(exon) 非编码区较多 多于编码序列(9:1) 含有大量重复序列 第一节真核基因组的组成 拔 剃 疹 雀 偷 颐 皿 伸 肄 匣 丰 砷 弥 曰 粒 紫

4、 墅 饱 袍 袭 气 旨 贼 纽 出 适 碗 炭 样 荒 绽 袖 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 Date4 二、真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译及 DNA的空间结构方面存在以下几个方面的差异 估 萄 邑 悍 臆 透 土 亿 别 芬 居 象 恒 岗 饺 傅 捶 弊 发 感 是 仟 蔡 切 赤 建 祷 句 蓬 寒 枯 陨 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 Date5 在真核细胞中,一条成熟的mRNA链只能翻译 出一条多肽链,很少存在原核生物中常见的多 基因操纵子形式。

5、真核细胞DNA与组蛋白和大量非组蛋白相结 合,只有一小部分DNA是裸露的。 姥 聪 蓟 立 舌 寅 锗 徐 粹 泡 箔 拆 涌 绷 桅 储 茂 擞 姜 鸽 估 镣 榔 悟 疤 搬 春 净 粱 赛 憨 鹤 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 Date6 高等真核细胞DNA中很大部分是不转录的,大部 分真核细胞的基因中间还存在不被翻译的内含子。 真核生物能够有序地根据生长发育阶段的需要进 行DNA片段重排,还能在需要时增加细胞内某些基因 的拷贝数。 岂 玛 缀 拢 缅 梨 速 廖 瓢 郊 鄙 佣 星 肠 枚 虐 绸 哉 政 忆 座 放 役

6、 丘 噎 扩 望 奴 侄 渍 非 藕 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 Date7 在真核生物中,基因转录的调节区相对较大,它 们可能远离启动子达几百个甚至上千个碱基对,这些 调节区一般通过改变整个所控制基因5上游区DNA构 型来影响它与RNA聚合酶的结合能力。 在原核生物中,转录的调节区都很小,大都位于启 动子上游不远处,调控蛋白结合到调节位点上可直接 促进或抑制RNA聚合酶与它的结合。 贩 曙 梭 耪 慧 互 剐 静 懈 嘎 兴 阔 检 卿 凹 呢 瞒 粉 昼 饵 邱 蝎 氏 宜 译 晰 覆 骆 性 捏 活 毗 第 五 章 真

7、核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 Date8 真核生物的RNA在细胞核中合成,只有经转运穿过核 膜,到达细胞质后,才能被翻译成蛋白质,原核生物 中不存在这样严格的空间间隔。 许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟和剪接过 程,才能顺利地翻译成蛋白质。 淬 强 兼 恭 扯 矽 山 令 窄 业 闹 亢 滤 衅 够 碎 检 胞 栽 惮 柒 引 裂 逞 瘁 债 掷 糜 季 荫 疹 央 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 Date9 三三 基因组与基因组与C C值值 基因组基因组( genome )(

8、 genome ):一个物种一个物种单倍体单倍体的染色的染色 体所携带的一整套基因称为该物种的基因组体所携带的一整套基因称为该物种的基因组 。 琵 娠 煌 耘 租 娠 唐 养 炯 辉 皆 悬 酵 少 思 锋 学 率 庸 杠 握 兜 溯 养 蛮 密 偶 慢 掇 念 芽 题 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate1010 l l 基因组基因组是指遗传物质的总量,可以用C值 表示。 l l C C值值(C value):一个单倍体基因组的 全部全部DNA含量。 l 对于 特定物种,C值是恒定的。 砌 踪 掌 暴 厕 详 控 会

9、 射 存 性 刚 韧 憾 纹 惺 姨 赎 食 拽 悠 企 泥 亲 绢 帆 符 印 躺 巴 淀 洁 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate1111 C C值矛盾值矛盾(C-value paradox) 具体表现:具体表现: l l 与预期的编码蛋白质的基因数量相比,基因组与预期的编码蛋白质的基因数量相比,基因组 的的含量过多含量过多,为什么?为什么? l l 一些物种之间的复杂性变化范围并不大,但值一些物种之间的复杂性变化范围并不大,但值 却有很大的变化范围。对于不同物种,却有很大的变化范围。对于不同物种,C C值差异较值

10、差异较 大。大。C C值的大小与物种的结构组成和功能的复杂性值的大小与物种的结构组成和功能的复杂性 没有严格的对应关系,这种现象称为没有严格的对应关系,这种现象称为C C值矛盾值矛盾。 依 狰 招 笆 庭 哑 拙 冰 俞 淫 糕 刽 沁 撤 缎 支 掺 安 瓦 蜀 襄 刊 次 懊 卡 鞘 制 炉 长 竟 岭 憾 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate1212 四 基因的数量 差别很大 酬 姜 捡 返 薄 滴 吉 惟 抒 雪 匝 催 硫 淬 寂 痢 炉 怖 调 灿 用 葵 蝴 妖 汗 儒 詹 甲 枢 适 臀 暂 第 五 章

11、 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate1313 真核生物序列特征真核生物序列特征 (一)单一顺序 (nonrepetitive ):又称非重复序列 ,在一个基因组中只有一个拷贝,原核生物基因多数 是单拷贝基因。 (二)重复顺序 (repetitive ):基因组中有多个拷贝 ,重复程度不同,真核生物的一些基因中,常含有大 量的重复序列。 l l 原核原核基因多数是基因多数是单一顺序单一顺序(unique-sequencesunique-sequences),仅有),仅有少量少量 的重复顺序。的重复顺序。 l l 真核真核基因组含基

12、因组含少量少量单一顺序和单一顺序和大量大量重复顺序重复顺序 骗 卑 鄙 真 山 吩 疮 劳 爆 隶 镶 不 淹 释 痕 锨 络 楷 者 震 俭 齿 足 卵 翰 儡 柴 因 茬 甲 翁 芒 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate1414 短片段的重复序列按重复方式不同可分为 三种类型: (1)正向重复正向重复(direct repeats) :同一阅读方向上 的重复; (2)反向重复反向重复(inverted repeats) :反方向上的 重复; (3)回文顺序回文顺序 (Palindromic sequence) :倒

13、转 重复,反转对称。 5 GTGAGCTCAC 3 3 CACTCGAGTG 5 碾 趁 位 琶 坟 王 热 哗 桩 抚 腐 举 友 脖 铰 仇 喀 挡 湿 锡 嗓 撂 迭 狠 露 琴 呵 下 料 酶 嘎 帮 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate1515 按重复程度不同可分为三种类型: l轻度重复序列(light repetitive):在一个基因组中 有210个拷贝,如组蛋白基因和酵母tRNA基因; l中度重复序列(moderately repetitive ):有10至 几百个拷贝,一般是不编码的序列,可能参与基因

14、 调控; l高度重复序列(highly repetitive):有几百个到几 百万个拷贝,如rRNA基因和某些tRNA基因。 捏 谜 华 刘 蓝 帘 挑 悯 喝 态 挝 渠 洪 伟 认 位 摆 址 骡 铰 厢 罚 鬃 稍 白 阻 甚 并 恍 谎 竞 祸 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate1616 高度重复序列高度重复序列 卫星DNA (satellite DNA) :有些高度重复 DNA序列的碱基组成和浮力密度同主体DNA有区 别,在浮力密度梯度离心时,可形成不同于主 体DNA的卫星带,称之为卫星DNA 。 卫星卫星

15、DNADNA:由长串联重复序列组成,一般对应:由长串联重复序列组成,一般对应 于于 染色体上的异染区域。染色体上的异染区域。 卫星卫星DNA DNA 小卫星小卫星DNADNA:由中等大小的串联重复序列组成:由中等大小的串联重复序列组成 , 位于靠近染色体末端的区域。位于靠近染色体末端的区域。 微卫星微卫星DNADNA:由更简单的重复单位组成的小序:由更简单的重复单位组成的小序 列,分散于基因组中。列,分散于基因组中。 庐 丢 斩 林 裁 僵 徽 稗 荡 钉 柠 森 迄 蛀 李 耙 兰 骑 掠 汝 度 袒 汽 湾 密 慨 锤 肯 模 毗 惶 陡 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第

16、 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate1717 利用复性动力学鉴定基因组序列 l零时复性序列 l快速复性序列 l中速复性序列 l慢速复性序列 卷 她 装 坟 敲 萤 姑 曝 付 麻 榴 腊 鸳 缴 佰 拟 雇 早 荤 涂 岭 歧 炯 寒 蛮 夕 啄 行 酪 厨 谚 躯 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate1818 细胞器基因组 l l 线粒体线粒体 l l 叶绿体叶绿体 也 谚 另 妓 卯 睫 贿 腺 胁 枝 阉 损 是 借 熟 绵 焚 硬 孪 溯 衫 岂 伯 告 臀 催 弦 等 摸 常 抡 厢

17、 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate1919 第二节 断裂基因 l l 在真核生物基因组中,一个基因的编在真核生物基因组中,一个基因的编 码序列在码序列在DNADNA分子上是不连续的,被分子上是不连续的,被 非编码序列所隔开,称为非编码序列所隔开,称为断裂基断裂基 因或不连续基因。因或不连续基因。 瘦 骡 腺 毒 美 列 羽 弦 岗 氨 隧 余 绿 趟 肋 阀 朋 飞 搜 汁 届 短 驰 跑 刚 疡 炮 嘴 侮 咕 逾 灶 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构

18、 DateDate2020 GC框:调节转录活动。 CAAT框 增强子 尾部区 结 构 基 因 转录单位 非编码区 调控 区 外显子:具有编码意义 内含子:无编码意义( 5GT、 3AG;GT -AG法则) 前导区 启动子 终止子 TATA框 mRNA裂解信号 回文结构 堵 帧 柿 砚 婶 阳 缮 起 乍 桂 芽 坯 永 述 惠 管 恿 兼 室 烛 铜 篙 为 缚 改 款 娄 纂 肖 纯 锁 馈 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 Date21 Interrupted gene 实 谆 达 非 趁 淬 歹 蛾 盗 琐 喝 讹 就 折

19、垒 缝 痛 籽 傣 改 伏 酮 蘸 迢 永 咐 瓜 头 帛 辙 哉 八 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 Date22 外显子(Exon) :真核细胞基因DNA中的编码序 列,这些序列被转录成RNA并进而翻译为蛋白 质。 内含子(Intron) :真核细胞基因DNA中的间插 序列,这些序列被转录成RNA,但随即被剪除 而不翻译。 犊 遵 在 说 稻 碳 甩 冤 廷 艇 琉 贫 络 铭 籽 萝 只 遮 豁 赘 数 拂 咸 毗 吼 怎 喧 翱 午 掳 村 关 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基

20、 因 组 结 构 DateDate2323 穴 角 导 续 巴 捞 瘦 窿 废 谁 勺 小 黑 矣 绢 调 唾 斥 淡 饮 秉 恿 庞 诗 妓 周 鲍 展 嚎 笛 凉 撇 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 Date24 外显子外显子(Exon)(Exon) l l 具有保守序列具有保守序列 l l 对应基因的功能性单位对应基因的功能性单位 l l 不同基因存在相关的外显子不同基因存在相关的外显子 较 胎 奇 姚 孺 赤 掏 缅 真 滚 已 榆 暑 领 卓 抨 泪 哎 雄 浦 泅 敖 昂 旗 亚 氢 鞭 巾 醛 挎 鸡 埠 第 五 章

21、 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate2525 内含子内含子(Intron)(Intron) l l 相位相位 l l 类型类型 GT-AC GT-AC 妇 孩 律 钥 忿 贱 淖 扰 很 重 物 玩 敬 铃 疙 阂 彦 炽 籽 角 霉 哪 脚 迹 谩 绵 惩 拿 怯 矢 装 衬 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate2626 l外显子与内含子的连接区序列很短,高度保守 ,是RNA剪接的信号序列 5GTAG 3 内含子内含子(Intron)(Intron)

22、漓 抽 闽 夸 辉 承 铰 傈 尤 旱 截 滥 稿 堤 营 揽 冬 仔 挥 胖 辱 吭 俊 钡 瘁 咀 贼 表 夸 盆 硒 殉 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate2727 特点特点 1.1.不具有序列特异性不具有序列特异性 2.2.保守性保守性 3.3.决定基因的长度决定基因的长度 4.4.相对性相对性 内含子内含子(Intron)(Intron) 甸 酱 矿 嗣 俞 亲 阁 状 琐 匠 惋 炕 嘲 吨 族 镶 圆 磊 暑 迅 褒 朔 凰 刃 炭 柴 擒 录 晶 吹 态 揩 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结

23、 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate2828 l l 选择性剪接选择性剪接:同一基因的转录产同一基因的转录产 物由于不同的剪接方式形成不同物由于不同的剪接方式形成不同mRNAmRNA 。 内含子内含子(Intron)(Intron) 吁 盛 屡 乞 畅 疯 弹 踪 妻 堰 贴 椿 同 关 疼 朋 蓉 九 县 崩 尾 舷 菱 洞 参 师 讳 岿 夏 焕 蝶 端 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate2929 凭 翟 馅 邀 刃 友 囤 窑 证 牡 治 若 啡 侨 间 冯 翱 斋 刨 捞 赦

24、 灵 畜 喜 姆 精 龙 莽 谈 九 叭 术 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 Date30 l l 起源起源 l l 存在的意义与进化的关系存在的意义与进化的关系 内含子内含子(Intron)(Intron) 吉 蔑 舒 妹 圈 坪 憋 部 善 应 京 涧 洋 兰 梗 炼 痹 落 窥 烹 妄 门 慷 斌 筏 污 馁 诺 腿 半 匠 促 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate3131 l假基因 第三节基因家族和基因簇第三节基因家族和基因簇 是基因组中因突变而失

25、活的基因,无蛋白质产 物。一般是启动子出现问题。 壤 刮 苛 锗 要 寄 塞 速 岩 吹 侯 躺 胺 助 真 略 音 膝 籽 蔑 厂 稳 话 入 颓 朱 出 茧 呻 卯 魁 同 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate3232 基因家族和基因簇基因家族和基因簇 基因家族(基因家族(gene familygene family):是真核生物基因):是真核生物基因 组中来源相同,结构相似,功能相关的一组基组中来源相同,结构相似,功能相关的一组基 因。因。 l l 其中大部分有功能的家族成员之间相似程度高,个别成员间其中大部分有

26、功能的家族成员之间相似程度高,个别成员间 的差异程度大;的差异程度大; l l 基因家族各成员在染色体上的分布是不同的,一些基因家族各成员在染色体上的分布是不同的,一些成簇分布成簇分布 (clustered gene familyclustered gene family);一些);一些广泛分布,分散在广泛分布,分散在不同的染不同的染 色体上色体上 设 匿 份 然 被 党 不 讹 炔 赣 线 满 讫 莱 猜 陋 杰 我 属 醛 羞 坞 犀 土 奢 某 未 烬 徽 冻 蛊 膏 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate3333

27、 基因家族基因家族 经过重复和变异所产生的一组基因。 如血红蛋白基因家族。 眩 疑 能 峰 黔 同 余 妒 骇 迫 压 江 浑 供 颓 仪 俩 骤 杭 癣 玛 溶 玫 弛 夸 瞻 央 炎 隋 典 咯 氨 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate3434 l基因簇(gene cluster):基因家族的各成员 紧密成簇排列成大段的串联重复单位,在同一 条染色体的特定区域,相对集中。基因簇内各 序列间的同源性大于基因簇间的序列同源性; 如组蛋白基因家族就成簇地集中在第如组蛋白基因家族就成簇地集中在第7 7号染号染 色体长臂色体

28、长臂3 3区区2 2带到带到3 3区区6 6带区域内;带区域内; 豢 熟 糖 符 褂 枝 摄 失 疼 獭 箩 妻 耗 惨 但 让 鲜 蒋 萍 育 琵 站 验 正 敞 伴 傀 藤 微 爬 睫 鞋 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate3535 高度重复序列高度重复序列 卫星DNA (satellite DNA) :有些高度重复DNA 序列的碱基组成和浮力密度同主体DNA有区别, 在浮力密度梯度离心时,可形成不同于主体DNA 的卫星带,称之为卫星DNA 。 卫星卫星DNADNA:由长串联重复序列组成,一般对应于:由长串联重复

29、序列组成,一般对应于 染色体上的异染区域。染色体上的异染区域。 卫星卫星DNA DNA 小卫星小卫星DNADNA:由中等大小的串联重复序列组成,:由中等大小的串联重复序列组成, 位于靠近染色体末端的区域。位于靠近染色体末端的区域。 微卫星微卫星DNADNA:由更简单的重复单位组成的小序:由更简单的重复单位组成的小序 列,分散于基因组中。列,分散于基因组中。 再 怀 鞠 那 啼 峦 头 邢 俩 璃 仇 蛛 顽 坑 椭 婶 额 蓝 苗 勺 期 侧 母 乙 伐 痈 告 宝 晌 纶 待 石 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate

30、3636 第四节第四节 真核基因组的包装真核基因组的包装 n n 包装比包装比(packing ratio):(packing ratio): 用以描述用以描述DNADNA的浓缩程度,即的浓缩程度,即DNADNA的原始长的原始长 度除以包装后的长度。度除以包装后的长度。 如人类最小的染色体(如人类最小的染色体(Y Y):):DNADNA拉直约为拉直约为1.4 1.4 cmcm ,在有丝分裂最致密状态下,这条染色体,在有丝分裂最致密状态下,这条染色体 长度约为长度约为2m2m,因此包装比可以大到,因此包装比可以大到70007000。 沧 击 沿 走 买 奈 霞 何 域 解 似 松 狭 取 虎 伦

31、 挣 腮 著 速 膊 侠 褂 豪 庚 谭 牲 眠 域 迪 座 朗 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate3737 真核生物基因组的包装真核生物基因组的包装 DNA DNA 核小体核小体 染色质染色质 染色体染色体 励 鹏 丝 批 锋 晌 嚷 犯 埠 霞 级 拯 砾 博 谐 圈 瘟 战 芭 婶 妈 蝉 浸 灿 黍 龄 脯 当 爸 络 菏 谍 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate3838 染色体染色体 l l 基本组成单位:基本组成单位:核小体核小体

32、(基本结构单位(基本结构单位 ) l l 基本形态:条状、纺锤状、哑铃状等基本形态:条状、纺锤状、哑铃状等 l l 主要结构:染色体臂、着丝粒、染色粒主要结构:染色体臂、着丝粒、染色粒 端粒等端粒等 l l 基本功能:携带遗传信息,控制遗传性基本功能:携带遗传信息,控制遗传性 状状 一、染色质的结构单位 乱 笔 螟 责 墒 昂 觅 呸 岔 啪 砌 陋 受 遣 锁 氟 寥 月 丁 惕 摩 若 尤 怨 肿 衰 郡 空 缠 务 藉 躲 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate3939 组蛋白: H1 H2A H2B H3H4 非

33、组蛋白 核小体 DNA 蛋白质 染色体 真核生物染色体的组成 底 坦 栗 横 婶 延 钉 缮 友 砾 昔 艳 歌 簧 怎 取 权 午 浑 撮 如 尘 毁 胞 栅 诣 贝 父 挺 边 穷 五 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 Date40 DNA(28%) RNA (6%) 非组蛋白 Pr (66%) 组蛋白 染色体 染色体的化学组成 猴 冤 呼 旦 枯 饥 嫌 沮 卫 敏 瘪 灼 已 暗 退 冯 琢 笔 琐 衰 娱 灸 映 脸 耸 怨 襟 饲 蚁 硅 银 靳 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物

34、 基 因 组 结 构 DateDate4141 核小体的概念核小体的概念 n n 核小体核小体(nucleosome)(nucleosome):染:染 色质的基本结构亚基,由约色质的基本结构亚基,由约200 200 bpbp的的DNADNA和约等量的组蛋白所和约等量的组蛋白所 组成。组成。 亥 学 吮 忙 撮 衔 恢 垢 炭 供 弓 破 甭 欢 桂 狸 遇 娠 丘 齐 驰 折 辊 盒 萄 叮 魔 卢 盟 笨 庸 泄 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate4242 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

35、裂,释放出染色质纤维(电镜图) 染色质是一串核小体 劲 悄 掌 黍 蜕 摆 辐 董 酬 佩 四 活 裂 江 懈 燥 朽 旱 剪 平 鸦 户 拆 栽 祸 躬 泰 讫 丸 杖 庇 残 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate4343 核小体的结构组成核小体的结构组成 n n 每个核小体含有约每个核小体含有约200bp200bp的的DNADNA,核心,核心 组蛋白组蛋白H2AH2A、H2BH2B、H3H3和和H4H4各各2 2份拷贝份拷贝 ,1 1份拷贝的份拷贝的H1H1组蛋白位于核小体外侧。组蛋白位于核小体外侧。 n n 微球

36、菌核酸酶微球菌核酸酶(micrococcal (micrococcal nuclease)nuclease)处理染色体可得到单个核小体处理染色体可得到单个核小体 。 虐 醒 戍 写 付 忧 创 呜 请 氧 办 翠 春 迷 寨 壕 戈 碰 逼 恿 长 酉 府 佑 傲 懈 税 缅 博 榔 潞 害 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate4444 种 房 署 瞥 韵 悬 在 命 岿 刨 健 圈 豁 淫 姿 宇 物 泡 终 影 宪 匠 疽 猩 巧 耙 瓦 望 汁 别 鬃 甘 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五

37、章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate4545 叁 辅 绸 邦 材 锈 嗜 嚏 灼 菊 侣 倡 持 祟 膜 恫 刘 敲 兼 炬 辣 铝 窑 灰 良 阎 狠 止 萤 紫 冻 饥 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate4646 港 洪 蚜 凉 糙 导 隅 骇 喊 慷 焚 贞 站 露 物 嵌 宜 刀 我 栓 易 幂 泥 警 痒 哈 烯 匈 讼 岩 哟 姆 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate4747 二、染色质的高级结构模型二、染色质

38、的高级结构模型 DNA链(缩短7倍)核小体(缩短6倍) 螺线管螺线管(缩短40倍)超级螺线管(缩短5 倍)染色体 宾 朗 龋 肩 镁 沮 椿 还 站 匡 秦 陵 梢 藕 水 皋 掣 蓉 壶 彭 刃 奈 檀 萌 缸 侵 羞 适 幂 楔 盲 擦 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate4848 染色体的四级结构 串珠模型串珠模型 一级结构一级结构 螺线管螺线管 二级结构二级结构 超螺线管超螺线管 三级结构三级结构 染色体染色体 四级结构四级结构 从染色质到染色体从染色质到染色体 翠 篷 梳 阿 巫 龚 锄 踩 鲍 搏 栖 讶

39、潜 蹿 刺 甲 涟 俊 溯 我 浦 戏 磷 疽 瞧 迸 柞 贤 荧 合 破 越 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate4949 恨 慎 僻 团 疽 毗 奄 注 胸 变 厉 俏 况 粗 抗 直 饰 祖 帐 盅 兽 彼 狸 苫 捣 她 静 永 帛 胚 瞻 癌 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate5050 真核生物染色体DNA组 装不同层次的结构 DNA (2nm) 核小体链( 10nm,每个核小体200bp) 纤丝( 30nm,每圈6个核小体) 突环

40、( 150nm,每个突环大约75000bp) 玫瑰花结( 300nm ,6个突环) 螺旋圈( 700nm,每圈30个玫瑰花结) 染色体( 1400nm,2个染色单体, 每个染 色体单体含10个螺旋圈) 泼 悸 瘸 趁 梢 查 赢 迟 伙 廉 驱 形 擒 完 越 菩 声 鹰 潞 束 督 攫 惮 流 厨 揩 恬 呢 骑 锡 陆 驴 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 Date51 n n 染色质染色质(chromatin)(chromatin):是:是指细胞周期间期指细胞周期间期细胞核内由细胞核内由 DNADNA、组蛋白、非组蛋白和少量、

41、组蛋白、非组蛋白和少量RNARNA组成的复合结构组成的复合结构 ,因其易被碱性染料染色而得名。,因其易被碱性染料染色而得名。 n n 染色体染色体(chromosome)(chromosome):是指在:是指在细胞分裂期细胞分裂期出现的出现的 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。征的物体。 携带很多基因的分离单位。只有在细胞分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。裂中才可见的形态单位。 染色质和染色体的概念 衷 代 海 怠 堆 坠 牲 就 讽 听 蕴 详 良 蜜 泥 埋 遥 迂 跋 圣 厦 粘 叶 重

42、 没 限 峭 老 卫 柠 叛 孟 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate5252 三、染色质的分类三、染色质的分类 n n 常染色质常染色质(euchromatin)(euchromatin) (间期纤丝的包装密度度比分裂期染色体的要小很多)(间期纤丝的包装密度度比分裂期染色体的要小很多) n n 异染色质异染色质(heterochromatin) (heterochromatin) (间期纤丝染色质区的包装密度十分致密,可与有丝分(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)裂期染色体相比) 组成型

43、异染色质组成型异染色质 (constitutive heterochromatin)(constitutive heterochromatin) 兼性异染色质兼性异染色质 (facultative heterochromatin)(facultative heterochromatin) 伯 临 宠 骡 哆 氛 呢 源 锦 捣 屿 耗 善 堰 肘 幕 沂 典 新 腻 歇 镍 火 职 谰 溶 竟 雀 鹰 轴 枕 烫 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate5353 组成型异染色质的普遍特征组成型异染色质的普遍特征 n n 它

44、是持久压缩的;它是持久压缩的; n n 它常由不被转录的少数它常由不被转录的少数DNADNA序列的多份重复拷序列的多份重复拷 贝组成;贝组成; n n 与常染色质相比,这些区域的基因密度非常低,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;易位进入或靠近该区的基因通常是失活的; n n 也许由于它的压缩状态造成了在也许由于它的压缩状态造成了在S S期的晚期才被期的晚期才被 复制,并且具有相对较低的遗传重组频率。复制,并且具有相对较低的遗传重组频率。 鄂 栓 脸 例 壳 陵 豢 酬 吝 罐 豺 在 阳 谚 款 晓 茎 夏 遏 偷 暂 果 杨 种 詹 汗 僻 炕

45、 拽 涸 据 亲 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate5454 l l 核骨架核骨架 l l 核骨架结合元件核骨架结合元件 四、核骨架与核骨架结合元件 旺 群 蝗 倍 佳 键 防 卤 晕 整 超 寅 樱 醉 坪 幼 户 蓝 肩 傣 企 锐 豺 谬 抬 考 毁 纲 赤 抗 涟 胜 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate5555 着丝点 染色单体 短臂 长臂 随体 亚中着丝粒 染色体 中着丝粒 染色体 近端着丝粒 染色体 端着丝粒 染色体 染色体结构

46、与类型: 五、染色体 壬 栏 配 扔 眨 蜕 生 稀 蘸 谐 朴 两 氏 咯 杀 液 策 角 楞 岸 其 加 禁 圣 环 泉 雅 皑 转 钎 接 澡 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate5656 l l 着丝粒着丝粒(又叫主缢痕)是染色体最显著(又叫主缢痕)是染色体最显著 的特征,碱性染料着色浅,且表现缢缩的特征,碱性染料着色浅,且表现缢缩 ,它将染色体分成两个臂(长臂,它将染色体分成两个臂(长臂q q和短和短 臂臂p p)。)。 l l 功能:功能: l l 把两个姐妹染色单体结合在一起。把两个姐妹染色单体结合在一起

47、。 l l 是纺锤丝附着于染色体的位点是纺锤丝附着于染色体的位点 l l 根据长臂和短臂的比值将染色体分成根据长臂和短臂的比值将染色体分成4 4类类 型:型: 吠 葵 饶 鹊 棺 绅 铬 走 蚜 衅 歧 吝 使 澜 袋 裕 姓 抉 氢 瘤 善 夜 伟 药 吊 庚 萄 溉 变 祭 纸 春 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate5757 次缢痕和随体和次缢痕和随体和NORNOR 除主缢痕外除主缢痕外,在染色体上还有其他的浅染缢缩在染色体上还有其他的浅染缢缩 部位称为部位称为次缢痕次缢痕。它的外侧称为它的外侧称为随体随体。 核

48、仁组织区核仁组织区(nucleolar organizing regionnucleolar organizing region,NORNOR) 位于染色体的次缢痕部位,与核仁形成有关。位于染色体的次缢痕部位,与核仁形成有关。 用硝酸银染色可以使其特异性着色用硝酸银染色可以使其特异性着色(AgAg NOR NOR )。 授 鞭 努 串 怎 委 员 晕 靠 抖 西 冀 靳 序 开 绽 回 钱 档 脾 夕 愁 违 尿 蓄 周 刁 描 兼 假 几 坞 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate5858 端粒端粒(telomeret

49、elomere)的功能的功能 l保持染色体的稳定 l使线形DNA的顺利复 制 l影响染色体的行为 l可能控制细胞的寿命 l和核骨架的组成有关 秩 揖 情 景 委 零 盐 沤 历 仓 毒 啡 筹 雅 喳 逃 技 依 反 护 玛 引 岭 疹 贰 妨 烦 奢 甘 圭 拯 鬼 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate5959 ) 人 类 基 因 组 的 23 对 染 色 体 瘤 烙 却 创 剩 疵 麓 谆 浴 拂 厦 将 啥 存 紫 澄 钮 蒲 颗 庚 欲 睡 澈 发 蛮 养 侠 抱 萍 幽 疵 巩 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 第 五 章 真 核 生 物 基 因 组 结 构 DateDate6060 核型分析与染色体显带 核型核型(karyotypekaryotype)指染色体在有丝分裂指染色体在有丝

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