真核基因的结构与功能

《真核基因的结构与功能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、真核细胞基因组结构与功能染色体的结构染色体研究的历史背景染色体的化学组成核小体的结构染色体研究的历史背景：1865年，Mendel（奥地利）历时八年，完成了植株（豌豆）杂交试验，在此基础上总结出二个著名遗传学定律：分离定律独立分配定律“遗传因子”（geneticfactor）是Mendel定律的基本思路，每一植株的各种相对性状都来源两个相同的“遗传因子”，它们有显性和隐性之分，“遗传因子”含义是指决定遗传性状的基本遗传单位遗传因子染色体存在于细胞核中，经适当染色后可见由细丝状颗粒物质所组成，

2、一般在细胞分裂时才能看到在不同物种的细胞中，它们的数目不一样，但总是以二条成对的同源（homologous）染色体的形式存在，且数目恒定细胞周期（cellcycle）——细胞产生到分裂成子细胞之间的过程大肠杆菌约每30分钟分裂一次，其中大约29分钟花在复制DNA果蝇的胚胎细胞周期只有8分钟大部分成长中的动植物细胞要花10-20个小时才分裂完毕染色体是遗传的物质基础体细胞增殖有丝分裂（mitosis）方式染色体对自身复制姐妹染色体（sisterchromatid）姐妹染色体一分为二进入子细

3、胞细胞分裂染色体是遗传的物质基础生殖细胞增殖减数分裂（meiosis）方式同源染色体分别进入新的子代细胞而产生生殖细胞─配子（精子或卵子），配子只含有体细胞一半的染色体数配子结合成合子后又恢复到体细胞的染色体数，一个来自父本，一个来自母本减数分裂染色体与“遗传因子”极其相似二者均成对存在，且其中的每个成员分别来自父、母亲代产生配子时，配子只含“遗传因子”（等位基因）中的一个或染色体对中的一条非等位基因及非同源染色体均可自由组合到配子中在上述基础上，Sutton和Boveri（1902-19

4、03）提出了染色体遗传学认为：染色体是“遗传因子”的携带者基因连锁和交换规律Morgan：发现了伴性基因，总结出了遗传学上著名的基因连锁（linkage）和交换（crossing-over）规律通过测定连锁的回交试验，证实了基因在染色体上呈线性排列的事实产生了遗传学上最早的基因定位线性遗传图HomologouschiasmaConversionandCrossover染色体的主要化学成分DNA蛋白质RNA生化研究表明：上述三类组成染色体的化学成分中，蛋白质含量约为DNA的二倍，根据组成蛋白质的氨

5、基酸特点分为组蛋白和非组蛋白两类。RNA含量很少，还不到DNA量的10%组蛋白（histones）——染色体中的碱性蛋白质特点：富含二种碱性氨基酸（赖氨酸和精氨酸）根据这两种氨基酸在蛋白质分子中的相对比例将组蛋白分为五种小类型五种组蛋白比较组蛋白组蛋白的等电点（pI）在7.5-10.5之间，所含的强极性氨基酸使组蛋白带上大量电荷，成为组蛋白与DNA结合及蛋白质之间的相互作用的主要化学力之一根据所含碱性氨基酸的相对比例划分为三种类型：富精氨酸组蛋白（H3和H4），稍富赖氨酸组蛋白（H2A和H2B）

6、及极富赖氨酸组蛋白（H1）组蛋白五种组蛋白的氨基酸全顺序均已确定。H3和H4的序列在各种属之间极少有差异，这种生物进化上的高度保守性预示着其功能的重要性。其它三种组蛋白在不同种属之间存在着较大的差异组蛋白对染色体中DNA的包装有十分重要的作用组蛋白非组蛋白（non-histoneprotein，NHP）染色体中组蛋白以外的其它蛋白质是一大类种类繁杂的各种蛋白质的总称估计总数在300-600之间分子量范围为7-80kD等电点为3.9-9.2非组蛋白功能1.参与并调控基因表达参与基因复制、转录及核

7、酸修饰的酶类（如各种DNA和RNA聚合酶等）就是一类重要的非组蛋白参与转录调控的蛋白质2.维持染色体的高级结构非组蛋白中的核基质蛋白对于维持染色体的高级结构是必不可少的。染色体的包装核小体（nucleosome）1974年，Kornberg发现核小体核小体是所有真核生物染色体的基本结构单位核小体的研究（一）电镜观察破裂的间期细胞流出的染色质，可见染色质纤维呈非连续性颗粒状，就像一条细线上串联着许多有一定间隔的小珠状颗粒（核小体）用小球菌核酸酶处理提取的染色质，可得到单个的核小体颗粒对染色

8、质进行酶解处理，通过凝胶电泳鉴定，发现：产物是一系列不同长度的DNA片段，且这些片段之间有一个200bp左右的“阶差”核小体的研究（二）对核小体多聚体的研究，获得的结果是：相邻多聚体之间的DNA“阶差”等于核小体单体中的DNA长度（200bp左右），且多聚体分子量总是单体分子量的整倍数以密度梯度离心法制备核小体单体，对其中的蛋白质进行化学分析得知，每一个单体中含有H2A、H2B、H3和H4各二分子（它们构成一个八聚体），H1一分子核小体是染色体的基本结构单位核小体重复单位——所有真核生物中具有普