染色质与染色体、基因、基因组

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1、第二章染色质、染色体、基因和基因组顾玉超人的基因组总共有30亿个碱基对，计算一下人所有DNA首尾相连的总长度？第一节染色质和染色体形态、组成、功能第二节基因定义、特征（亚细胞结构、原核、真核）第三节基因组定义、结构、图谱、人类基因组计划第一节染色质和染色体chromatinandchromosome1882，Flemming：提出“染色质”一词同一物质，化学组成相同形态不同，细胞增殖周期中的不同阶段细胞间期：染色质有丝分裂期：染色体真核细胞核中由基因组DNA、组蛋白、非组蛋白组成的复合物形成的高度有序的核蛋白体

2、。一、染色质和染色体的形态（一）染色质常染色质异染色质（euchromatin）（heterochromatin）位置细胞核中央核仁和核膜附近包装比1000－1000010000染色浅深活性高低核小体（nucleosome）染色质的基本结构单位核小体由200bp左右的DNA、组蛋白八聚体、一分子的组蛋白H1形成的念珠状结构。146bp的DNA（核心DNA）在组蛋白八聚体（H2A、H2B、H3、H4各两分子）上缠绕1.75圈，组蛋白H1封闭核小体的出入口，相邻球状小体之间由连接DNA连接。H1H1H1H1H1H1M

3、icrococcalNucleaseDigestionTimeMononucleosomeChromatosomeCoreParticleLinkerDNA(variable)OperationalDefinititionsofNucleosomeParticlesChromatin4TheNucleosome146bpDNA2XH3,H4,H2A,H2BH4H2BH2AH3（二）染色体不同生物，染色体数目不同。染色体的包装——超螺旋结构核小体：染色体DNA的一级包装由直径2nm的DNA双螺旋链绕组蛋白形成直径1

4、1nm的核小体“串珠”结构，其长度压缩了6-7倍螺线管纤维（solenoidalfiber）：染色体DNA二级包装由6个核小体盘绕形成一种中空螺线管，其外径为30nm，因此，螺线管的形成使DNA一级包装又压缩小6倍环状螺线管：染色体DNA的三级的包装电镜显示，由螺线管纤维缠绕在一个由某些非组蛋白构成的中心轴骨架上形成的。这显然使螺线管纤维得到了较大程度的压缩，10倍左右染色体结构：从环状螺线管到包装形成染色体，是DNA压缩程度最高的阶段，估计在200-240倍。经各级包装后染色体DNA总共被压缩了数千倍（8100

5、多倍）1、染色单体（chromatid）中期细胞染色体由两条染色单体组成，两条染色单体在着丝粒处相连。2、着丝粒/主缢痕（centromere）在两个染色单体相连处，染色体上出现向内凹陷的缢痕。所含DNA大约130bp，中部富含AT，两端高度保守。3、端粒（telomere）染色体末端的特异结构，所含DNA序列由不含遗传信息的重复序列组成。完成染色体末端的复制，维持染色体的稳定完整。4、复制起始点染色体上有多个复制起始点，富含AT，间隔30－300kb。细菌染色体1.形成类核（nucleoid）大多数由一条环状

6、双链DNA分子组成细菌的染色体，并相对聚集在一起，形成一个较为致密的区域类核无核膜与胞浆分开，类核的中央部分由RNA和支架蛋白组成，外围是双链闭环的DNA超螺旋2.染色体DNA通常与细胞膜相连连接点的数量随细菌生长状况和不同的生活周期而异在DNA链上，与DNA复制、转录有关的信号区域与细胞膜优先结合大肠杆菌模式图二、染色质和染色体的化学成分（一）DNA（二）组蛋白（三）非组蛋白（四）RNA（一）DNA非重复序列：在一个基因组中只有一个拷贝的序列，编码蛋白质。轻度重复序列：在一个基因组中含2－10个拷贝的序列，

7、编码蛋白质和tRNA、rRNA。中度重复序列：在一个基因组中含10到几百个拷贝的序列，一般是不编码的序列，与DNA复制、基因表达及调控相关。高度重复序列：在一个基因组中含几百到几百万个拷贝的序列，只是简单的重复，可编码rRNA、tRNA，更多的是不编码的序列。卫星DNA：2－10bp，可重复108次。（二）组蛋白（histone）碱性蛋白质，没有种属和组织特异性，含量与DNA相当，负责核小体的构建。（三）非组蛋白（non-histone）酸性蛋白质，有种属和组织特异性，数百种，每种仅1万个分子，包括结构蛋白质（肌

8、动蛋白、管蛋白等）和酶（DNA聚合酶、RNA聚合酶等），通过氨基酸残基与特定碱基序列结合，参与染色体的构建、DNA复制、转录调控等。（四）RNA约占染色体的1％－3％，与染色体DNA同源，有组织特异性，可能与基因表达调控相关。三、染色质和染色体的功能遗传的物质基础，对遗传信息的贮存和传递起着至关重要的作用。第二节基因Gene定义亚细胞结构基因的特征原核生物基因的特征真核生