郜刚分子生物学-03-染色体-2核小体与包装_精品文档PPT推荐.ppt

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1,DNAdoublehelix,Nucleosome（10nmfiber）,30nmFiber,LoopsI,LoopsII,chromosome,核小体和螺线管的结构,核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一个阶段,核小体是染色质的基本结构单位。

由200个（160-240）左右碱基对的DNA和五种组蛋白结合而成。

其中四种组蛋白（H2A、H2B、H3、H4）各2分子组成八聚体的小圆盘，146个碱基对的DNA在小圆盘外面绕13/4圈。

每一分子的H1与DNA结合,锁住核小体DNA的进出口,起稳定核小体结构的作用。

两相邻核小体之间以连接DNA（linkerDNA）相连（图11-24）,连接DNA的长度变化不等,因不同的种属和组织而异,但通常是60个碱基对,核小体究竟含有几个组蛋白分子？

1、核小体是由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bpDNA组成的，八聚体在中间，DNA分子盘绕在外，而H1则在核小体的外面，每个核小体只有一个H1，用核酸酶水解核小体后产生只含146bp核心颗粒，包括组蛋白八聚体及与其结合的146bpDNA，该序列绕在核心外面形成1.75圈。

每圈约80bp,核小体是染色质的基本结构单位。

两相邻核小体之间以连接DNA（linkerDNA）相连（图11-24）,连接DNA的长度变化不等,因不同的种属和组织而异,但通常是60个碱基对。

乙酰基团,重复一下,Structureofnucleosome,ThenucleosomecoreparticlederivedfromX-raycrystalanalysis,电镜图显示一个染色质片段中球形颗粒的长度为200bP,一个问题的答案：

简述真核生物DNA的复杂性？

单一序列（主要为基因编码序列，一个或几个拷贝，比例少于5）；

中度重复序列（101-5），分为短散的重复序列（一般少于500bp）和长散的重复序列（一般多于1000bp），与基因选择性表达的调控有关；

高度重复序列（105），分为卫星DNA（satellite，重复单位长5-100bp）主要分布在着丝粒区域，小卫星DNA（minisatellteDNA,单位长12-100bp，拷贝数可变，常用于DNA指纹（DNAfinger-printing）技术），微卫星DNA（microsatellteDNA，单位1-5bp，常串联达50-100bp，具有高度多态性，遗传上保守，但个体差异较大），用于构建遗传图谱。

问题：

真核生物基因组的结构特点？

1、真核基因组庞大2、存在大量的重复序列。

3、基因组的大部分为非编码序列，90以上，即冗余DNA4、转录产物为单顺反子，即转录单元是转录子5、核基因是断裂基因，有内含子结构，即不连续性6、存在大量顺式作用元件，如启动子、增强子、沉默子7、存在复杂的DNA多态性：

单核苷酸多态性（singlenucleotidepolymorphism，SNP）和串联重复序列多态性（tandemrepeatspolymorphism）8、DNA末端具有端粒结构二咳基因组具有端粒结构,真核生物的重复序列断裂基因示意,根据DNA复性动力学研究，DNA序列可以分成哪几种类型？

并加以举例说明。

（2001年上海生化所）,问题：

原核生物基因组结构特点？

原核生物的基因组很小，大多只有一条染色体，且DNA含量少结构简练：

原核DNA分子的绝大部分是用来编码蛋白质的，只有非常小的一部分不转录，这与真核DNA的冗余现象不同存在顺反子的转录单元：

原核生物DNA序列中功能相关的RNA和蛋白质基因，往往丛集在基因组的一个或几个特定部位，形成功能单位或转录单元，它们可被一起转录为含多个mRNA的分子，叫多顺反子mRNA存在有重叠基因,原核生物的多顺反子,X174D-E-J-F-G-HmRNA蛋白J、F、GHDE,E.coli色氨酸操纵子9个顺反子9个酶（第六章）,原核生物的重叠基因（Sanger发现）基因内基因部分重叠基因一个碱基重叠,TransmissionelectronmicrographofhumanaHeLacell,illustratingthereplicationbubblethatcharacterizesDNAreplicationwithinasinglereplicon.,2.3DNA的复制,DNAReplicationandSynthesis,第二章染色体与DNA,APicturePaintsaThousandWords.ormore?

Becauseafigureisasinformativeas1000words.,DNAReplicationMode,1.ThreePossibleModesofDNAReplication,

（1）Conservativereplication（全保留复制）,

（2）Dispersivereplication（分散复制）,1.29核酸复制规律的一般猜想,（3）Semiconservativereplication（半保留复制）,unwound,rewound,Basematch,GeneralizedmodelofsemiconservativereplicationofDNA,MatthewMesselsonFranklinStahl,中国科学院上海生化与细胞所2002年招收硕士研究生分子遗传学入学考试：

请设计一个实验来证明DNA复制是以半保留方式进行的（8分）。

TheMeselson-Stahlexperiment.,themostbeautifulexperimentinbiology,15N标记氮源,14N标记,细胞在14N中复制一次,细胞在14N中再复制一次,细胞在14N中再复制一次,TheexpectedresultsoftwogenerationsofsemiconservativereplicationintheMeselson-Stahlexperiment.,MeselsonStahl实验：

1958年，Meselson和Stahl首先将大肠杆菌在含重同位素15N的培养基中培养约十五代，使所有细菌都被15N标记。

然后移至只含有轻同位素14N的培养基中同步培养一代，二代，三代。

分别提取DNA，作CsCl密度梯度离心，观察DNA的位置。

MeselsonStahl实验的改进之一,对15N-DNA、14N-DNA杂交分子经加热变性，对于变性前后的DNA分别进行CsCl密度梯度离心。

结果变性前的杂交分子为一条中间密度带，变性后则分为两条区带，即重密度带（15N-DNA）和低密度带（14N-DNA）。

试验改进2,3.SemiconservativeReplicationinEukaryotes,Taylor-Woods-Hughesexperiments：

1957,roottipsofViciafaba（蚕豆）,Radioisotope3Hlabeledthymidine,Autoradiography（放射自显影）,蚕豆病是葡糖六磷酸脱氢酶（G6PD）缺乏者进食蚕豆后发生的急性溶血性贫血。

蚕豆（viciafaba）又名胡豆黄,Telophase,Results,Brdu，中文全名5-溴脱氧尿嘧啶核苷，为胸腺嘧啶的衍生物，可代替胸腺嘧啶在DNA合成期（S期），活体注射或细胞培养加入，而后利用抗Brdu单克隆抗体，ICC染色，显示增殖细胞。

同时结合其它细胞标记物，双重染色，可判断增殖细胞的种类，增殖速度，对研究细胞动力学有重要意义。

只有胸腺嘧啶,BrdU：

胸腺嘧啶的替代物,DNA半保留复制的生物学意义,DNA的半保留复制表明DNA在代谢上的稳定性，保证亲代的遗传信息稳定地传递给后代。

为了保证遗传的稳定性，在每次细胞分裂之前，遗传信息载体必须精确地复制自己。

过去的概念认为遗传信息的载体就是DNA，现在发现许多病毒的遗传信息载体是RNA而不是DNA。

因此，我们除了对DNA的复制作详细的论述外，对RNA的复制也加以阐述，以期对遗传信息的复制有个全面的了解。

1953年，Watson和Crick在提出DNA双螺旋模型时就指出，由于互补碱基的配对原则，在DNA复制时，只要双链DNA解开，以每一条链为模板以合成其互补链，即可形成两个与亲代完全一样的DNA分子。

DNA复制的基本过程正如Watson和Crick所预测的那样，但是在DNA复制中涉及了许多细胞成分。

DNA的复制过程大体上可以分为复制的启动，复制的延伸，和复制的终止三个阶段。

2.15与DNA复制有关的物质9类,1、底物：

四种脱氧核苷三磷酸（dATP、dGTP、dCTP、dTTP）2、模板：

以DNA的两条链为模板链，合成子代DNA,DNA复制实际上就是DNA指导的DNA合成代谢。

因此，必须有DNA作为复制的模板。

体外复制实验证明，新合成DNA的特异性完全取决于事先加入的模板DNA，三磷酸核苷酸（dATP,dGTP，dCTP，dTTP）是合成原料。

有模板和合成原料后，细胞内还有许多酶和蛋白质参与DNA的复制。

与DNA复制有关的物质9类,3、引物：

DNA的合成需要一段RNA链作为引物4、引物合成酶（引发酶）：

此酶以DNA为模板合成一段RNA,这段RNA作为合成DNA的引物（Primer）。

实质是以DNA为模板的RNA聚合酶。

与DNA复制有关的物质9类,1、底物：

以DNA的两条链为模板链，合成子代DNA3、引物：

5、DNA聚合酶:

以DNA为模板的DNA合成酶以四种脱氧核苷酸三磷酸为底物反应需要有模板的指导反应需要有3-OH存在DNA链的合成方向为53,DNA聚合酶详解,5,5,3,3,Klenow片段,RNA引物,3模板链,大肠杆菌DNA聚合酶I（DNApolymerase，DNApol）,6、DNA连接酶（1967年发现）：

若双链DNA中一条链有切口，一端是3-OH，另一端是5-磷酸基，连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，而使切口连接。

但是它不能将两条游离的DNA单链连接起来DNA连接酶在DNA复制、损伤修复、重组等过程