第二章：DNA与染色体.ppt

第二章 染色体与DNA 二、染色体的结构和组成 1、染色体概述 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。 细胞内的DNA主要在染色体上，所以染色体是遗传物质的主要载体。染色体由DNA和蛋白质两大部分组成。 2、真核细胞染色体的组成 2. 2 染色体中的核酸组成 2.2.2 真核细胞的DNA序列大致可分为3类 2. 3 染色体中的蛋白质 组蛋白的一般特性： 几类常见的非组蛋白 3、 原核生物与真核生物染色体DNA比较 4、 原核生物基因组 领头链 leading strand —— 合成方向与复制叉解链方向相同，并可连续合成的子链。 随从链 lagging strand —— 合成方向与复制叉解链方向相反，并且是不连续合成的子链。 冈崎片段 okazaki fragment —— 在DNA复制过程中，随从链上初合成的不连续的DNA片段。 半不连续性复制 —— 在DNA复制过程中，领头链连续复制而随从链不连续复制。 3.4 原核生物DNA复制的特点（大肠杆菌：双链环状） 3.5 真核生物DNA复制的特点 3.6 DNA复制的调控 四、DNA的修复（DNA repairing） DNA分子的自发性损伤 1、DNA复制中的错误 以DNA为模板按硷基配对进行DNA复制是一个严格而精确的事件，但也不是完全不发生错误的。 2、DNA的自发性化学变化 生物体内DNA分子可以由于各种原因发生变化，至少有：① 碱基的异构互变； ②碱基的脱氨基作用； ③脱嘌呤与脱嘧啶； ④碱基修饰与链断裂 物理因素引起的DNA损伤 1、紫外线引起的DNA损伤 　 当DNA受到最易被其吸收波长（～260 nm）的紫外线照射时，主要是使同一条DNA链上相邻的嘧啶以共价键连成二聚体。 2、电离辐射引起的DNA损伤 电离辐射损伤DNA有直接和间接的效应，直接效应是DNA直接吸收射线能量而遭损伤；间接效应是指DNA周围其他分子（主要是水分子）吸收射线能量产生具有很高反应活性的自由基进而损伤DNA。损伤包括： ①碱基变化; ②脱氧核糖变化; ③DNA链断裂; ④交联。 化学因素引起的DNA损伤 1、烷化剂对DNA的损伤 　① 碱基烷基化; ② 碱基脱落; ③断链; ④ 交联 2、碱基类似物、修饰剂对DNA的损伤 如:人工可以合成一些碱基类似物用作促突变剂或抗癌药物，如5-溴尿嘧啶（5-BU）、5-氟尿嘧啶（5-FU）、2-氨基腺嘌呤（2-AP）等。 还有一些人工合成或环境中存在的化学物质能专一修饰DNA链上的碱基或通过影响DNA复制而改变碱基序列，例如亚硝酸盐能使C脱氨变成U，经过复制就可使DNA上的G-C变成A-T对。 DNA紫外线损伤的光复合酶修复 5.3 DNA的转座（Transposition） 基因组是相对稳定的，基因组中的序列通常处于恒定的位置。因此，我们可以通过构建遗传图谱(genetic map)来鉴定已知基因的基因座（基因在染色体上所占的位置 ）。 在分子水平上，每个个体基因组之间的差异主要由重组引起，但转座元件（transposable element）或转座子（transposons）的存在也可以造成基因组的改变。 ◆转座子是基因组的正常组成成分，不以独立的形式存在（如噬菌体或质粒DNA）。转座的发生不依赖于转座子和靶位点之间任何的序列同源性，在基因组内由一个部位直接转移到另一个部位。 ◆转座以很低的频率发生，而且转座子的插入是随机的。 ◆转座子有时插入到一个结构基因或基因调节序列内，引起基因表达的改变。 5.3.3 转座子的分类和结构特征 最简单的转座子被称为插入序列IS（insertion sequences, IS）。不含有任何宿主基因，IS元件是细菌染色体和质粒的正常组成部分。 最早被鉴定的转座元件是细菌操纵子中的自主插入序列。这种插入阻止了插入部位基因的转录和/或翻译。 IS元件是独立的结构单位，每个元件只编码为自身转座所需要的蛋白质。 IS元件的末端为短的反向末端重复序列（inverted terminal repeats），通常这两个拷贝密切相关，但并不完全一样。 在插入部位，IS DNA总是和很短的正向重复序列（direct repeats）相连。但在插入之前靶部位只有这两个重复序列中的一个。转座后在转座子的两侧各存在一个此序列的拷贝。 转座的结果是靶部位序列形成了两个正向重复序列。 一些转座子除了具有与转座有关的功能外，还携带药物抗性（或其他,如宿主基因）标志，这些转座子被命名为Tn。 复合型转座子（composite t