分子生物学第二章 DNA结构与功能.ppt

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1、2DNA结构与功能主要内容染色体DNA的结构DNA的复制DNA的修复DNA的转座10/23/2021一、染色体（Chromosome)内容提要：细胞周期染色体与染色质染色体的结构和组成（原核生物、真核生物）核小体原核生物和真核生物基因组结构特点比较（一）细胞周期（二）染色体与染色质染色体（chromosome）是细胞在有丝分裂时遗传物质存在的特定形式，是间期细胞染色质结构紧密包装的结果。真核生物的染色体在细胞生活周期的大部分时间里都是以染色质(chromatin)的形式存在的。染色质是一种纤维状结构，叫做染色质丝，它是由最基本的单位—核小体(nucleosome)成串排列而

2、成的。（三）染色体的结构和组成原核生物(prokaryote){组蛋白：H1H2AH2BH3H4非组蛋白}核小体{DNA蛋白质染色体真核生物染色体的组成核小体组蛋白(nucleosomalhistone)：H2B、H2A、H3和H4,帮助DNA卷曲形成核小体的稳定结构H1组蛋白：在构成核小体时H1起连接作用,它赋予染色质以极性。1、组蛋白(histone)真核生物染色体的基本结构蛋白富含带正电荷的Arg和Lys等碱性氨基酸碱性蛋白质可以和酸性的DNA紧密结合（非特异性结合）；组蛋白的一般特性：i)进化极端保守性:不同种生物组蛋白的氨基酸组成十分相似。其中H3、H4最保守

3、；H2A、H2B变化相对大；H1变化更大。H3、H4可能对稳定真核生物的染色体结构起重要作用。保守程度：H1H2A、H2BH3、H4上海生化所分子遗传学1998年试题：在真核生物核内,五种组蛋白（H1H2AH2BH3和H4）在进化过程中，H4极为保守，H2A最不保守（）ii)无种属组织特异性:到目前为止，仅发现鸟类、鱼类及两栖类红细胞染色体不含H1而带有H5；精细胞染色体的组蛋白是鱼精蛋白。iii)肽链氨基酸分布的不对称性碱性氨基酸集中分布在N端的半条链上，大部分疏水基团分布在C端；可能与它们的功能相互作用有关:碱性的半条链易与DNA的负电荷区结合，而另外半条链与其它组蛋白

4、、非组蛋白结合。iv)H5组蛋白的特殊性：富含赖氨酸（24%）、丙氨酸（16％）、丝氨酸（13％）、精氨酸（11％）。H5的磷酸化可能在染色质失活过程中起重要作用。在细胞周期特定时间可发生甲基化、乙酰化、磷酸化和ADP核糖基化等。H3、H4修饰作用较普遍，H2B有乙酰化作用、H1有磷酸化作用。H2A、H2B、H1不明显。v)组蛋白的可修饰性修饰作用的特点：——降低组蛋白所携带的正电荷。组蛋白修饰的意义：一是改变染色体的结构，直接影响转录活性；二是核小体表面发生改变，使其它调控蛋白易于和染色质相互接触，从而间接影响转录活性。简述真核生物染色体上组蛋白的种类，组蛋白修饰的种类及

5、其生物学意义中国科学院2003年硕士研究生入学《生物化学与分子生物学》试题2.非组蛋白占组蛋白总量的60％－70％，种类很多，20－100种，常见有15－20种；包括酶类、如RNA聚合酶及与细胞分裂有关的收缩蛋白、骨架蛋白、核孔复合物以及肌动蛋白、肌球蛋白、微管蛋白、原肌蛋白等。可能是染色质的结构部分。高速泳动（highmobilitygroupprotein，HMG)蛋白：——能与DNA结合，也能与H1结合，可能与DNA的超螺旋结构有关。DNA结合蛋白：能是一些与DNA的复制或转录有关的酶或调节物质。A24非组蛋白：其C端与H2A相同，但它有两个N端，一个N端的序列与H2

6、A相同，另一个与泛素相同；其大小与H2A差不多，酸性，含较多的谷氨酸和天冬氨酸，位于核小体内，功能不祥。非组蛋白非组蛋白具多样性和异质性对DNA具有识别特异性，又称序列特异性DNA结合蛋白(sequencespecificDNAbindingproteins)具有多种功能，包括基因表达的调控和染色质高级结构的形成。C值:是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。C值反常现象（C-valueparadox)/C值矛盾: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，这就是著名的“C值反常现象”。3.真核生物基因组DN

7、AGenome:allDNAsequencesinacellGenes:astretchofcontinuousDNAsequenceencodingaproteinorRNAC-valueisthequantityofDNAinthegenome(perhaploidsetofchromosomes).C-valueparadox(C值矛盾)referstothelackofacorrelationbetweengenomesizeandgeneticcomplexity在真核生物中C值一般是随生物进化而增加的，