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分子生物课件重点整理朱玉贤
第二章 染色体与DNA
染色体(chromosome)是细胞在有丝分裂时遗传物质存在的特定形式,是间期细胞染色质结构紧密包装的结果。
真核生物的染色体在细胞生活周期的大部分时间里都是以染色质(chromatin)的形式存在的。
染色质是一种纤维状结构,叫做染色质丝,它是由最基本的单位—核小体(nucleosome)成串排列而成的。
原核生物(prokaryote) :DNA形成一系列的环状附着在非组蛋白上形成类核。
染色体由DNA和蛋白质组成。
蛋白质由非组蛋白和组蛋白(H1,H2A,H2B,H3,H4)
DNA和组蛋白构成核小体。
组蛋白的一般特性:P24
①进化上的保守性
②无组织特异性
③肽链氨基酸分布的不对称性:碱性氨基酸集中分布在N端的半条链上。
④组蛋白的可修饰性:甲基化、乙基化、磷酸化及ADP核糖基化等。
⑤ H5组蛋白的特殊性:富含赖氨酸(24%)(鸟类、鱼类及两栖类红细胞染色体不含H1而带有H5)
组蛋白的可修饰性
在细胞周期特定时间可发生甲基化、乙酰化、磷酸化和ADP核糖基化等。H3、H4修饰作用较普遍,H2B有乙酰化作用、H1有磷酸化作用。
所有这些修饰作用都有一个共同的特点,即降低组蛋白所携带的正电荷。这些组蛋白修饰的意义:一是改变染色体的结构,直接影响转录活性;二是核小体表面发生改变,使其他调控蛋白易于和染色质相互接触,从而间接影响转录活性。
2、DNA
1) DNA的变性和复性
■变性(Denaturation) DNA双链的氢键断裂,最后完全变成单链的过程称为变性。
■增色效应(Hyperchromatic effect)在变性过程中,260nm紫外线吸收值先缓慢上升,当达到某一温度时骤然上升,称为增色效应。
■融解温度(Melting temperature ,Tm ) 变性过程紫外线吸收值增加的中点称为融解温度。 生理条件下为85-95℃
影响因素:G+C含量,pH值,离子强度,尿素,甲酰胺等
■复性(Renaturation)热变性的DNA缓慢冷却,单链恢复成双链。
■减色效应(Hypochromatic effect) 随着DNA的复性,260nm紫外线吸收值降低的现象。
2) C值反常现象(C-value paradox) C值是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。
真核细胞基因组的最大特点是它含有大量的重复序列,而且功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非功能DNA所隔开,这就是著名的“C值反常现象”。
(四)核小体(nucleosome):用于包装染色质的结构单位,是由DNA链缠绕一个组蛋白核[(H2A、H2B、H3、H4)*2的八聚体】构成的。
1、原核生物基因组结构特点
● 基因组很小,大多只有一条染色体
● 结构简炼
● 存在转录单元(trnascriptional operon)
●多顺反子(polycistron)
重叠基因由基因内基因、部分重叠基因、一个碱基重叠组成。
2、真核生物基因组结构特点
●真核基因组结构庞大 3×109bp、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
■ 不重复序列/单一序列:在基因组中有一个或几个拷贝。真核生物的大多数基因在单倍体中都是单拷贝的。如:蛋清蛋白、血红蛋白等 功能:主要是编码蛋白质。
■ 中度重复序列:在基因组中的拷贝数为101~104。如:rRNA、tRNA
一般是不编码蛋白质的序列,在调控基因表达中起重要作用
■ 高度重复序列:拷贝数达到几百个到几百万个。
●卫星DNA:A?T 含量很高的简单高度重复序列。
1、 DNA的一级结构:指4种脱氧核苷酸的连接及其排列顺序, DNA序列是这一概念的简称。碱基序列
2)特征:
●双链反向平行配对而成
●脱氧核糖和磷酸交替连接,构成DNA骨架,碱基排在内侧
●内侧碱基通过氢键互补形成碱基对(A:T,C:G)。
2、DNA 的二级结构:指两条多核苷酸链反向平行盘绕所产生的双螺旋结构。
2)分类:
右手螺旋:A-DNA,B-DNA
左手螺旋:Z-DNA
3、DNA的高级结构:指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。是一种比双螺旋更高层次的空间构象。
2)主要形式:超螺旋结构(正超螺旋和负超螺旋)
(一)DNA的半保留复制(semi-nservative replication)
1、定义:由亲代DNA生成子代DNA时,每个新形成的子代DNA中,一条链来自亲代DNA,而另一条链则是新合成的,这种复制方式称半保留复制。
3、DNA半保留复制的生物学意义:DNA的半保留复制表明DNA在
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