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第二章 染色体与DNA 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)成串排列而成的。 原核生物(prokaryote) ：DNA形成一系列的环状附着在非组蛋白上形成类核。 染色体由DNA和蛋白质组成。 蛋白质由非组蛋白和组蛋白（H1,H2A,H2B,H3,H4） DNA和组蛋白构成核小体。 组蛋白的一般特性：P24 ①进化上的保守性 ②无组织特异性 ③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。 ④组蛋白的可修饰性:甲基化、乙基化、磷酸化及ADP核糖基化等。 ⑤ H5组蛋白的特殊性：富含赖氨酸（24%）(鸟类、鱼类及两栖类红细胞染色体不含H1而带有H5) 2、DNA 1) 2) C值反常现象（C-value paradox) C值是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。 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”。 （四）核小体(nucleosome)：用于包装染色质的结构单位，是由DNA链缠绕一个组蛋白核[（H2A、H2B、H3、H4)*2的八聚体】构成的。 1、原核生物基因组结构特点 ● 基因组很小，大多只有一条染色体 ● 结构简炼 ● 存在转录单元(trnascriptional operon) ●多顺反子(polycistron) 重叠基因由基因内基因、部分重叠基因、一个碱基重叠组成。 2、真核生物基因组结构特点 ●真核基因组结构庞大 3×109bp、染色质、核膜 ●单顺反子 ●基因不连续性 断裂基因（interrupted gene）、内含子(intron)、 外显子(exon) ●非编码区较多 多于编码序列(9:1) ● 含有大量重复序列 ■ 不重复序列/单一序列：在基因组中有一个或几个拷贝。真核生物的大多数基因在单倍体中都是单拷贝的。如：蛋清蛋白、血红蛋白等 功能：主要是编码蛋白质。 ■ 中度重复序列：在基因组中的拷贝数为101～104。如：rRNA、tRNA 一般是不编码蛋白质的序列，在调控基因表达中起重要作用 ■ 高度重复序列：拷贝数达到几百个到几百万个。 ●卫星DNA：A?T 含量很高的简单高度重复序列。 1、 DNA的一级结构：指4种脱氧核苷酸的连接及其排列顺序， DNA序列是这一概念的简称。碱基序列 2）特征： ●双链反向平行配对而成 ●脱氧核糖和磷酸交替连接，构成DNA骨架，碱基排在内侧 ●内侧碱基通过氢键互补形成碱基对（A：T，C：G）。 2、DNA 的二级结构：指两条多核苷酸链反向平行盘绕所产生的双螺旋结构。 2）分类： 右手螺旋：A-DNA，B-DNA 左手螺旋：Z-DNA 3、DNA的高级结构：指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。是一种比双螺旋更高层次的空间构象。 2）主要形式：超螺旋结构（正超螺旋和负超螺旋） （一）DNA的半保留复制（semi-nservative replication） 1、定义：由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式称半保留复制。 3、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，（二） ●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5 ( ( 3 ( 性质 聚合酶Ⅰ 聚合酶Ⅱ 聚合酶Ⅲ 3 5 外切活性 + + + 5 3 外切活性 + - - 5 3聚合活性 + 中 + 很低 + 很高 新生链合成 - - + 聚合酶Ⅰ主要是对DNA损伤的修复；以及在DNA复制时切除RNA引物并填补其留下的空隙。 聚合酶Ⅱ修复紫外光引起的DNA损伤 聚合酶Ⅲ DNA 复制的主要聚合酶，还具有3→5’外切酶的校对功能，提高DNA复制的保真性 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、重组等过程中起重要作用 7、DNA 拓扑异构酶(DNA Topisomerase)： 拓扑异构酶?：使DNA一条链发生断裂和再连接，作用是松解负超螺旋。主要集中在活性转录区，同转录有关。例：大肠杆菌中的ε蛋白 拓扑异构酶Ⅱ：该酶能暂时