2章分子生物学染色体与DNA.ppt

第二章 染色体与DNA 染色体 DNA的结构与复制 原核生物和真核生物DNA复制的特点 DNA的修复与转座 第一节 染色体 第一节 染色体 4、染色体的重要特征 分子结构相对稳定; 能够自我复制; 能够指导蛋白质的合成，从而控制整个生命过程; 能够产生可遗传的变异。 第一节 染色体 第一节 染色体 （二）真核细胞的染色体 真核细胞的染色体位于核仁内，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；其中蛋白质包括组蛋白和非组蛋白， 真核生物染色体的组成：由DNA、组蛋白、非组蛋白及部分RNA（主要是尚未完成转录而仍与模板DNA相连接的那些RNA，其含量不到DNA的10%）组成。 除了性细胞以外，真核细胞的染色体都是二倍体，而性细胞的染色体数目是体细胞的一半，称为单倍体。 染色体被大量蛋白质及核膜包围，DNA的转录和翻译在不同的空间和时间上进行，其基因表达调控与DNA的序列和染色体的结构有关。 第一节 染色体 （二）真核细胞的染色体 染色体上的蛋白质主要包括组蛋白和非组蛋白。组蛋白是染色体的结构蛋白，它与DNA组成核小体。组蛋白分别为Hl、H2A、H2B、H3及H4。它们含有大量的赖氨酸和精氨酸。 非组蛋白包括酶类，收缩蛋白、骨架蛋白、肌动蛋白、肌球蛋白、微管蛋白、原肌蛋白等。 第一节 染色体 （三）原核生物基因组 原核生物的基因组很小，大多只有一条染色体，且DNA含量少。（注意染色体外遗传基因的概念：即细菌的质粒、真核生物的线粒体、高等植物的叶绿体等所含有的DNA和功能基因）。 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。而且，这些不转录DNA序列通常是控制基因表达的序列。 第一节 染色体 （三）原核生物基因组 存在转录单元：原核DNA序列中功能相关的基因丛集在基因组的特定部位，形成转录单元，它们可被一起转录为可翻译多个蛋白质的mRNA分子，这种mRNA叫多顺反子mRNA。 有重叠基因：在一些细菌和动物病毒中同一段DNA能携带两种不同蛋白质的信息。重叠基因主要有以下几种情况:(1)一个基因完全在另一个基因里面；(2)部分重叠；(3)两个基因只有一个碱基对的重叠。 有的重叠基因的重叠部分翻译相同序列的肽段；有的翻译不同的肽段，这是因为翻译起点错位引起的。 第一节 染色体 第一节 染色体 （四）真核生物基因组 真核细胞基因组含有大量的重复序列，功能DNA序列大多被非功能DNA所隔开。许多DNA序列不编码蛋白质。真核细胞DNA序列可被分为3类: 不重复序列 占DNA总量的40％－80％，长约750－2000bP。结构基因属于不重复序列。 第一节 染色体 （四）真核生物基因组 中度重复序列 占总DNA的10％～40％，各种rRNA、tRNA以及某些结构基因属于这一类。中度重复序列往往分散在不重复序列之间。 高度重复序列――卫星DNA 占总DNA的10％～60％，由6～100个碱基组成，在DNA链上串联重复高达数百万次。不转录。 第一节 染色体 （四）真核生物基因组特点 基因组庞大，一般都远大于原核生物的基因组； 存在大量的重复序列； 真核基因组的大部分序列为非编码序列，占整个基因组序列的90%以上； 真核基因组的转录产物为单顺反子； 真核基因是断裂基因，有内含子结构； 真核基因组存在大量的顺式作用原件，包括启动子、增强子、沉默子等； 第一节 染色体 （四）真核生物基因组特点 真核基因组中存在大量的DNA多态性。DNA多态性是指DNA序列中发生变异而导致的个体间核苷酸序列的差异，主要包括单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP)和串联重复序列多态性(tandem repeats polymorphism）两类。 真核生物基因组具有端粒（telomere)结构。端粒是真核生物线性基因组DNA末端的一种特殊结构，它是一段DNA序列和蛋白质形成的复合体。其DNA序列相当保守，一般由多个短寡核苷酸串联在一起构成，它具有保护线性DNA的完整复制、保护染色体末端和决定细胞寿命的功能。 第一节 染色体 （五）染色质和核小体 第一节 染色体 第二节 DNA的结构 第二节 DNA的结构 一、DNA的一级结构 DNA的一级结构就是指4种核苷酸的连接及其排列顺序。 第二节 DNA的结构 DNA具有严格的化学组成，还具有特殊的空间结构，它主要以有规则的双螺旋形式存在，其基本特点是: (l)DNA分子是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的; (2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。 两条链上的碱基通过氢键结合形成碱基