染色质、染色体、基因和基因组

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1、细胞分裂和细胞周期主要内容第一节染色质和染色体第二节纺锤体第三节细胞周期第四节植物细胞减数分裂与世代交替第一节染色质和染色体染色质（Chromatin）和染色体（Chromosome）是细胞核内同一物质（遗传物质）在细胞增殖周期中不同阶段的存在形式。染色质：间期细胞，网状不规则，有利于复制和表达染色体：细胞分裂过程中，棒状结构，有利于平均分配一、染色质和染色体的形态（一）染色质间期核中，染色质以两种状态存在：常染色质（enchromatin）：位于核中央，伸展开的呈电子透亮状态，一定条件下可活跃的复制转录。异染色质（heterochromatin）：一般是卷曲凝缩状态。一条

2、染色体有常染色质，也有异染色质。①在间期核中处于凝缩状态，无转录活性、是遗传惰性区。②在细胞周期中表现为晚复制、早凝缩（异固缩现象）。③分为两类：结构（恒定）异染色质兼性（功能）异染色质异染色质的特点：结构异染色质（constitutiveheterochromatin）：各种细胞中总处于凝缩状态不转录染色体着丝粒、端粒功能：染色体结构形成及染色体配对兼性异染色质（facultativeheterochromatin）：某些细胞或发育阶段呈浓缩状态如：哺乳动物的X染色体雄性动物：1个X染色体，完全是常染色质雌性动物：2个X染色体，1个是常染色质，另1个在胚胎发育到一定时间(

3、人为第16天)变为凝缩的异染色质(巴氏小体)常、异染色质的区别常染色质异染色质部位核中央核周缘染色浅亮深纤维直径10nm25nm螺旋化低、伸展DNA高、颗粒状转录活性有无复制早晚核小体（nucleosome）：一种串珠状结构。构成：200bpDNA、5种组蛋白核心：4种组蛋白（H2A、H2B、H3、H4）各2个分子组成八聚体核心颗粒；圆盘形相邻核小体：H1组蛋白结合60bp连接DNAH1锁住DNA分子进出口，稳定结构1.染色质的基本结构单位——核小体核小体核心颗粒的DNA分子双螺旋同4种组蛋白有一定的相互作用部位，只有H3和H4也能同DNA结合成类似的核小体;但只有H2A

4、H2B则形不成核小体颗粒。核小体的核心较稳定，而连接区易被核酸酶所消化。连接区具有柔性，为染色质丝的进一步折曲提供了方便。各种组织的核小体核心部分的DNA长度很恒定；连接区的DNA长度各个物种有所不同。由核小体重复单位靠拢排列组成11nm粗的核小体丝，即染色质丝。注意：通过核小体，DNA长度压缩7倍，形成11nm的纤维。但是在电镜下观察用温和方法分离的染色质是直径30nm的纤维，这种纤维的形成有两种解释：①由核小体螺旋化形成，每6个核小体绕一圈，长度压缩6倍；②由核小体纤维Z字形折叠而成，长度压缩40倍。2、染色质纤维：染色质一级结构：核小体连接而成，形似串念珠,外经11n

5、m染色质二级结构：螺线管，外经30nm核小体串珠链螺旋盘绕，每圈6个核小体染色质三级结构：超螺线管，圆筒状结构，直径0.4μm。染色质四级结构：中期染色单体染色质结构：solenoidChromatinPackingChromatinPacking（二）染色体在细胞周期的大部分时间内，遗传物质是以染色质的形式存在的。在整个细胞周期中，染色体进行着凝缩和松展的周期性变化。在细胞有丝分裂的中期，染色质形成高度凝缩的染色体。在中期具有特定形态结构的染色体称为中期染色体。中期染色体的结构随体次缢痕主缢痕（着丝粒）端粒长臂短臂1、染色单体（chromatid）：中期染色体由两条染色单

6、体构成，并在着丝粒处相连。2、着丝粒(centromere)：在两个染色单体相连处，有丝分裂时纺锤丝附着的部位。着丝粒处的染色体较细，称为主缢痕。着丝粒是染色体的一个组成部分，染色体由着丝粒划分为两部分，即两个臂。染色体组中各对染色体的着丝粒位置不同，故各染色体两臂的长度不同。根据着丝粒的位置不同，将染色体分为四种：(1)近中着丝粒染色体(2)亚中着丝粒染色体(3)近端着丝粒染色体(4)端着丝粒染色体3、次缢痕(secondaryconstriction)：除着丝粒区主缢痕以外的其他缢痕。由于此部分DNA发生松解，故而变细。每种生物的染色体组中至少有一条或一对染色体有次缢痕

7、，可作为鉴定某条染色体的标志。有些次缢痕可形成核仁组织区。人染色体的次缢痕常见于1、3、9、16号及Y染色体。4、随体(satellite)：指近端着丝粒染色体短臂末端的球形或圆柱形的片段结构，通过次缢痕与染色体的主要部分相连。为识别染色体的重要特征之一。其中，端随体位于染色体末端；中间随体位于两个次缢痕之间。5、核仁组织区(nucleolar-organizingregion,NOR)：核仁组织区位于近端着丝粒染色体短臂次缢痕部位(并非所有的次缢痕都是NOR)，此处伸出DNA袢环(含有rRNA的基因)，与核仁的形