分子生物学_许晓东_2NXPowerLite课件

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1、2染色体与DNA2.1染色体2.1.1染色体概述染色体(chromosome)是细胞核中载有遗传信息的物质，在显微镜下呈丝状或棒状，由核酸和蛋白质组成，在细胞发生有丝分裂时期容易被碱性染料着色，因此而得名。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种中间变化很大。原核细胞染色体外裹着稀疏的蛋白质，其中一部分与DNA的折叠有关，另一些则参与DNA复制、重组及转录过程。真核细胞的染色体中，DNA与蛋白质完全融合在一起，其蛋白质与相应DNA的质量比约为2:1.人类染色体显微结构图19Mb210genes240Mb3453genes2.1.2真核细胞染色体的组成1.蛋白质包括组蛋白

2、和非组蛋白。组蛋白是染色体的结构蛋白，它与DNA组成核小体。组成：DNA，组蛋白，非组蛋白，RNA富含赖氨酸和精氨酸组蛋白的特性1.进化上的极端保守性特别是H3、H4，牛、猪、大鼠的H4完全相同2.无组织特异性仅发现两个例外（鸟鱼两栖红细胞H1->H5，精细胞鱼精蛋白）3.肽链上氨基酸分布的不对称性N端碱性氨基酸C端疏水氨基酸4.组蛋白的修饰作用甲基化、乙酰化、磷酸化、ADP核糖基化等5.富含赖氨酸的组蛋白H5只存在于鸟类、两栖类等含有细胞核的红细胞中非组蛋白（含量约为组蛋白的60-70%）包括酶类和细胞分裂有关的蛋白（收缩蛋白、骨架蛋白、核孔复合物蛋白、肌动蛋白、肌球蛋白、微管蛋白、原肌蛋白

3、）高速泳动蛋白（highmobilitygroupprotein,HMG蛋白）能与DNA结合，也能与H1作用，可能与超螺旋结构有关。DNA结合蛋白可能是一些与DNA复制或转录有关的酶或调解物质。A24非组蛋白C端与H2A相同，功能不详2.真核生物基因组DNA特点：含有大量的重复序列；功能DNA序列大多被非功能DNA隔开。C值(Cvalue)：一种生物单倍体基因组DNA的总量。C值反常现象(C-valueparadox)：C值往往与种系进化的复杂程度不一致。不重复序列一个或几个拷贝，占DNA总量的40-80%，序列长约750-2000bp.单拷贝基因也可以合成大量蛋白：蚕丝心蛋白DNA—104m

4、RNA—109protein中度重复序列重复次数10-104，占DNA总量的10-40%，编码rRNA、tRNA和某些结构蛋白。高度重复序列卫星DNA(satelliteDNA)，占基因组的10-60%，由6-100个碱基组成，大多位于染色体着丝粒，功能不明，可能与染色体的稳定性有关。3.染色质和核小体染色质DNA的Tm值比自由DNA高。染色质DNA的复制和转录活性比自由DNA低。DNA酶I对染色质DNA的消化慢于纯DNA。延伸Tm值核小体是一种串珠状结构，由核心颗粒和连结线DNA两部分组成，可描述如下：①每个核小体单位包括约200bp的DNA、一个组蛋白核心和一个H1；②由H2A、H2B、H

5、3、H4各两分子形成八聚体，构成核心颗粒；③DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面，每圈80bp，共1.75圈，约146bp，两端被H1锁合；④相邻核心颗粒之间为一段60bp的连接线DNA。真核生物基因组的结构特点基因组庞大存在大量重复序列大部分为非编码序列（>90%）转录产物为单顺反子(见下页解释)真核基因是断裂基因，有内含子存在大量顺式作用元件（启动子、增强子、沉默子）存在大量的DNA多态性有端粒结构相对同一染色体或DNA分子而言为“顺式”（cis）；对不同染色体或DNA分子而言为“反式”（trans）。延伸：什么是顺反子2.1.3原核生物基因组1结构简练绝大部分编码蛋白质2存在转录单元功

6、能相关的基因往往集中在一起，它们可被一起转录成多顺反子mRNA3有重叠基因阅读框改变或不改变2.2DNA的结构2.2.1DNA的一级结构DNA（脱氧核糖核酸deoxyribonucleicacid）的组成成分：核糖和脱氧核糖嘌呤(purine)嘧啶(pyrimidine)多聚核苷酸链中新生磷酸糖苷键的产生DNA的方向是5’-3’（蛋白质是N-C）DNA通常以线性或环状形式存在DNA通常是双链的(dsDNA)，少数是单链的(ssDNA)DNA的一级结构是指4种核苷酸的排列顺序。GC丰富区易形成左手螺旋反向重复的片段易形成发夹结构一级结构对高级结构的影响：延伸：5‘TCTCTCTCTCTCTA

7、GAGAGAGAGAGA’33‘AGAGAGAGAGAGATCTCTCTCTCTCT’55‘NNNGAAGGTCCNNNNGGACGTTCNNN’33‘NNNCTTGCAGGNNNNCCTGCAAGNNN’5反向重复序列（invertedrepeatsequence）回文结构（Palindrome）NNNNCGCGTAGCGCATATGCNNNNNN2.2.2DNA的二级结构DNA的二级结构是