分子生物学第二章染色体与DNA.ppt

第二章 染色体与DNA 染色体 DNA的结构 DNA的复制 DNA的修复 DNA的转座 一、染色体（Chromosome) （三）染色体的结构和组成 原核生物(prokaryote) 原核生物的染色体 （一）原核生物染色体概述 典型的原核生物仅有一个完整的染色体拷贝，DNA一般位于类核体上（如P12图2-1） 特点： ①原核生物没有真正的细胞核，只有一个“类核体” （nucleoid）。 ②染色体分子质量较小，一般为106KD。 ③染色体都是单倍体 ④原核细胞中还经常携带一个或多个“质粒”。 ⑤支架 (scafford） 100个DNA环组成，每个环长40Kb，13微米。 （二）、大肠杆菌的遗传物质 大肠杆菌染色体是由一条环状双链DNA分子组成，分子质量是2.4x106kD，长度是4.6x106bp，其完全伸长总长约为1.3mm，含有4000个以上碱基。在电子显微镜下可观察到大肠杆菌的类核结构 大肠杆菌的质粒很多，其中pBR332是分子生物学研究中最常用的一种质粒。而大肠杆菌的结构与功能也常常被当作所有生物的原型，被科学家当做很好的分子生物学的研究工具。 质粒的特点： ①质粒是环状DNA，能够自我复制； ②存在于染色体DNA之外； ③可携带许多基因，并能赋予宿主细胞特定的遗传性状。 组蛋白的一般特性： ■ 进化上的保守性 保守程度：H1 H2A、H2B H3 、H4 ■无组织特异性 ■肽链氨基酸分布的不对称性 ■H5组蛋白的特殊性：富含赖氨酸（24%） ■组蛋白的可修饰性 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。 2、DNA 1) DNA的变性和复性 ■变性（Denaturation) 　DNA双链的氢键断裂，最后完全变成单链的过程称为变性。 ■增色效应(Hyperchromatic effect) 　在变性过程中，260nm紫外线吸收值先缓慢上升，当达到某一温度时骤然上升，称为增色效应。 ■复性（Renaturation) 热变性的DNA缓慢冷却，单链恢复成双链。 ■减色效应（Hypochromatic effect) 随着DNA的复性， 260nm紫外线吸收值降低的现象。 2) C值反常现象（C-value paradox) 生物体的单倍体基因组所含DNA总量称为C值。 在不同的门中C值的变化是很大的。啤酒酵母，其基因组大约是细菌基因组的3-4倍。最简单的多细胞生 物秀丽隐杆线虫其基因组大约是酵母的4倍。 生物的复杂性和其DNA含量之间有较好的相关性。 在其它的一些门中，这种相关性有的并不现在。 例如在哺乳类、鸟类和爬行类的C值变化范围都很小，而在两栖类中这种变化范围增大，而植物的C值变化范围更为宽广，常成倍成倍地增加。 C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象称为C值悖论。 简述DNA的C值以及C值矛盾（C Value paradox）. 中科院上海生化所 98 年 上海第二军医大： C值矛盾 （四）核小体(nucleosome) Nucleosome、chromosome、genome 中科院2002年硕士学位研究生入学分子生物学试题 2、核小体的结构 3、染色体的包装—超螺旋结构 （五）原核生物和真核生物基因组结构特点比较 上海第二军医大硕士研究生入学考试试题： 基因组的特点（真核、原核比较 ） ● 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) 1977年Sanger首先发现重叠基因 他对单链环状的噬菌体?X174进行了测序。 5386Nt 11 基因， 3个转录单位，由3个启动子（pA,pB,pD）启动。 ?X174含有的5386Nt最多能编码1795个氨基酸，若每个氨基酸的平均分子量为110，则总的蛋白质分子量为197,000Da，但实际蛋白质总分子量却为262,000D。 将全部DNA顺序和蛋白质的氨基酸顺序进行比较，发现了重叠基因 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