2染色体与DNA

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1、本章主要内容V1、染色体V2、DNA的结构V3、DNA的复制V4、原核生物和真核生物DNA的复制特点V5、DNA的修复V6、DNA的转座核酸种类和分布V脱氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid，DNA）：V遗传信息的贮存和携带者，生物的主要遗传物质。V真核细胞中：DNA主要集中在细胞核内，线粒体和叶绿体中均有各自的DNA。V原核细胞中：DNA存在于称为拟核(nucleoid)的结构区。每个原核细胞一般只有一个染色体，每个染色体含一个双链环状DNA。V核糖核酸（ribonucleicacid，RNA）：V主要参与遗传信息的传递和表达过程，V细胞内的RNA主要存在于细胞质

2、中，少量存在于细胞核中，病毒中RNA本身就是遗传信息的储存者如逆转录病毒（retrovirus）。V在植物中还发现了一类比病毒还小得多的侵染性致病因子称为类病毒（viroid）和拟病毒（virusoidorsatelliteRNA）；V有些RNA（ribozyme）具生物催化作用。核酸种类和分布V无论DNA或RNA，都是由许许多多个核苷酸连接而成的生物大分子，而每个核苷酸又由磷酸、核糖和碱基3部分组成。V碱基和核糖(脱氧核糖)通过糖苷键连接形成核苷(脱氧核苷)V核苷(脱氧核苷)和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸(脱氧核苷酸)2.1染色体V染色体—遗传物质的主要载体V染色体在遗传上起着主

3、要作用，因为亲代能够将自己的遗传物质以染色体（chromosome）的形式传给子代，保持了物种的稳定性和连续性。V染色体包括：DNA和蛋白质两大部分。V同一物种内每条染色体所带DNA的量是一定的，但不同染色体或不同物种之间变化很大。基因组与生物体的复杂性V基因组(Genome)：生物有机体的单倍体细胞中的所有DNA，包括核中的染色体DNA和线粒体、叶绿体等亚细胞器中的DNA。V各类生物的最小基因数随其复杂度而增加。染色体的特征V作为遗传物质，染色体具有如下特征：V①分子结构相对稳定；V②能够自我复制，使亲子代之间保持连续性；V③能够指导蛋白质的合成，从而控制整个生命过程；V④能够产

4、生可遗传的变异。真核细胞染色体的组成V由核酸和蛋白质组成：VDNAV蛋白质：染色体蛋白主要分为组蛋白和非组蛋白两类。VRNA（尚未完成转录而仍与模板DNA相连接的，其含量不到DNA的10%）组蛋白V组蛋白是染色体的结构蛋白：有H、HA、HB、122H及H五种，与DNA共同组成核小体。34V组蛋白的特性V进化上的极端保守性V无组织特异性V肽链上氨基酸分布的不对称性V碱性氨基酸分布在N端；疏水基团在C端V存在较普遍的修饰作用V甲基化、乙酰化、磷酸化等V富含赖氨酸的组蛋白H5非组蛋白V非组蛋白约为组蛋白总量的60%～70%，可能有20～100种(常见的有15～20种)。V主要包括酶类(R

5、NA聚合酶)、与细胞分裂有关的蛋白。V也可能是染色质的结构部分。VHMG蛋白(Highmobilitygroupprotein)V能与DNA结合但不牢固，也能与H1作用；V可能与DNA的超螺旋结构有关。VDNA结合蛋白V相对分子量较低，占非组蛋白的20％，染色质的8％；V可能与DNA的复制、转录、修复和重组有关。VA24非组蛋白V位于核小体内，功能不详。DNAV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。VC值（C-value）：通常是指一种生物单倍体基因组DNA的总量。V在真核生物中，C值一般是随生物进化而增加的，高等

6、生物的C值一般大于低等生物。VC值反常现象（C-valueparadox）VC值往往与种系进化的复杂程度不一致，某些低等生物却具有较大的C值。真核细胞DNA序列可被分为3类V蛋白质编码区域只占人类基因组非常小的部分V人和黑猩猩的基因差别为1‰，来源于非编码RNA。V人和鼠的蛋白质编码基因99%是共同的。V人个体间单倍体基因组的碱基差异300万个，其中1万个(0.3%)出现在蛋白质编码基因中，且绝大多数存在于非编码RNA。人类基因组草图带给科学家们的困惑V含有30亿对碱基的人类基因组仅含有2－3万个蛋白质基因，是果蝇的两倍，啤酒酵母的4倍。显而易见，生物的复杂性不由编码蛋白质的数目决

7、定。V人类基因组的蛋白质编码区占总基因组长度为1－2％，那么其他98％的基因组有什么功能？V在这98％的非蛋白质编码基因组序列里，约24％为插入编码序列的内含子序列；人类基因平均每个基因有7个内含子。这么冗长的内含子序列有什么生物学功能？染色质和核小体V由DNA和组蛋白组成的染色质纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。V实验证据：V染色质DNA的Tm值比自由DNA高，说明在染色质中DNA极可能与蛋白质分子相互作用。V在染色质状态下，由DNA聚合酶和RNA聚合酶催化的D