染色体的结构.ppt

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1、染色体的结构偃师高中　　刘红霞染色体名称的由来染色体(chromosome)之所以称为染色体，是因为它能被碱性染料染色，而细胞的其他组成分都不能被碱性染料染色的缘故。前面我们介绍过，染色体是遗传物质的载体，我们也已经知道，DNA（或RNA）是生物共同的遗传物质。那么DNA（或RNA）又是如何组成染色体的呢？下面我们对染色体的结构作一介绍。原核生物的染色体与真核生物相比，原核生物的染色体要简单的多，其染色体通常只有一个核酸分子（DNA或RNA），其遗传信息的含量也比真核生物少得多。    病毒染色体只含一条DNA或者RNA分子，可以是单链也可以是双链；大多呈环状，少数呈线性分子。细菌染色

2、体均为环状双链DNA分子。虽然病毒和细菌的染色体比真核生物小的多，但其伸展长度仍然远远大于自身细胞的最大长度。例如；λ噬菌体DNA伸展长度为17μm，而染色体存在的噬菌体头部直径只有0.1μm。大肠杆菌（Escherichiacoli）的DNA分子伸展长度有1200μm，而细菌直径只有1～2μm（图3-11）这样长的DNA是如何装载到病毒或者细菌里去的呢？很长时间以来，人们一直认为原核生物的染色体就是裸露的DNA或RNA分子。但是，近年来的研究发现，实际情况并非如此。原核生物的染色体并不是像过去人们认为的那样是“露裸”的DNA分子，其DNA分子同样与蛋白质和RNA等其他分子结合在一起。例

3、如：大肠杆菌DNA与几种DNA结合蛋白(DNA-bindingprotein)相结合。这些DNA结合蛋白很小，但在细胞内数量很多，他们含有较高比例带正电荷的氨基酸，可以与DNA分子上带负电荷的磷酸基团相结合，其特性与真核生物染色体中的组蛋白（histone）相类似。大肠杆菌的染色体DNA除与蛋白质结合外，还结合有RNA。它的染色体是由50-100个独立的负超螺旋组成的环状结构（图3-12），RNA和蛋白质结合在上面，以保持其结构的稳定性。染色质的基本结构染色体在细胞分裂的间期表现为染色质（chromatin）的状态，呈纤细的丝状结构，故亦成为染色质线（chromatinfiber）。在真

4、核生物中，它是脱氧核糖核酸（DNA）和蛋白质及少量核糖核酸（RNA）组成的复合物，其中DNA的含量约占染色质重量的30%。染色质的基本结构蛋白质包括组蛋白和非组蛋白二类。组蛋白是与DNA结合的碱性蛋白，有H1、H2A、H2B、H3和H4五种，其在细胞中的比例大致是1：2：2：2：2。它们是除精子等少数细胞外，为所有生物和细胞所共有。它与DNA的含量比率大致相等，是很稳定的，在染色质结构上具有决定性作用。而非组蛋白在不同细胞间变化很大，在决定染色体结构中的作用可能不是很大，它们可能与基因的调控有关。近来研究发现，染色质的基本结构单位是核小体（nucleosome）。在核小体与核小体之间由连

5、接DNA（linkerDNA）和一个小分子的组蛋白H1相连。每个核小体的核心是由H2A、H2B、H3和H4四种组蛋白各以两个分子组成的八聚体，其形状近似于扁球体（图3-13）(nucleosoms)。DNA双螺旋就盘绕在这八个组蛋白分子的表面。连接丝是两个核小体之间的双链DNA,由它把两个相邻的核小体串联起来。组蛋白H1结合于连接丝和核小体的接合部位。如果H1被除去，核小体的基本结构并不会因此而改变。据测定，在大部分细胞中，一个核小体及其连接丝约含有180-200个碱基对(basepair，bp)的DNA，其中约146bp盘绕在核小体表面1.75圈，其余碱基则为连接丝，其长度变化较大，从

6、8bp到114bp不等。根据染色反应，间期细胞核中的染色质可以分为两种：异染色质（heterochromatin）和常染色质(euchromatin)。异染色质是染色质中染色较深的区段，常染色质是染色较浅的区段。异染色质和常染色质在化学组成上并没有什么区别，而只是螺旋化程度不同。在细胞分裂间期，异染色质区的染色质仍然是高度螺旋化而紧密卷缩的，相对而言，在单位空间内DNA的浓度很高，故染色很深。而常染色质区的染色质因为脱螺旋化而呈松散状态，相对而言，在单位体积内DNA的浓度很低，故染色很浅。异染色质又可分为组成型异染色质（constitutiveheterochromatin）和兼性异染色

7、质(facultativeheterochromatin)。    组成型异染色质主要是高度重复的DNA序列，大多分布在染色体的特殊区域，如着丝点、端粒部位等，一般来说这些区域只与染色体结构有关，而不含有结构基因。兼性异染色质可以存在于任何部位，它可以在某类细胞内表达，而在另一细胞内完全不表达。哺乳动物的X染色体就是兼性异染色质。对某个雌性动物来说，其中一条X染色体表现为异染色质而完全不表达其功能，而另一条则表现为功能活跃的常染