细胞核与染色体 (5).ppt

三、从DNA到染色体(染色质的结构)人体的一个细胞核中有23对染色体，每条染色体的DNA双螺旋若伸展开，平均长为5cm，核内全部DNA连结起来约1.7~2.0m。nucleosomes(10nm)condensedform(30nm)第31页，共62页，星期日，2025年，2月5日三、从DNA到染色体核小体（nucleosome）：染色体的基本结构单位。一种串珠状结构，由核心颗粒和连结线DNA两部分组成，通过酶消化实验建立。①每个核小体单位包括约200bp的DNA、一个组蛋白核心和一个H1；②由H2A、H2B、H3、H4各两分子形成八聚体，构成核心颗粒；③DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面，每圈80bp，共1.75圈，约146bp，两端被H1锁合；④相邻核心颗粒之间为一段60bp的连接线DNA。第32页，共62页，星期日，2025年，2月5日核小体（nucleosome）第33页，共62页，星期日，2025年，2月5日一个核小体的直径是10nm，DNA包装成核小体，大约压缩了7倍。核小体螺线管超螺线管染色体螺线管（solenoid）是在组蛋白H1存在的情况下，由核小体串珠结构盘旋而成的中空管状结构，又称为30nm染色质纤维。螺线管每圈含有6个核小体，螺距11nm，外径30nm，内径10nm。螺线管是染色体组装的二级结构，从核小体到螺线管压缩了6倍。30nm的螺线管进一步螺旋化，形成直径0.2-0.4um的圆筒状结构，称为超螺线管（supersolenoid)。超螺线管是染色体包装的三级结构。DNA从螺线管到超螺线管又压缩了近40倍。超螺线管进一步螺旋化，形成直径为1-2μm的中期染色体，从超螺线管到染色体大约压缩了5倍。由此推算，DNA经核小体到染色体，总共压缩了8400倍。第34页，共62页，星期日，2025年，2月5日第35页，共62页，星期日，2025年，2月5日四、染色体的形态结构染色体有种属特异性，不同物种间染色体在数量、大小和形态上存在着差异。性细胞染色体为单倍体（haploid），用n表示;体细胞为2倍体（diploid）以2n表示，还有一些物种的染色体成倍增加成为4n、6n、8n等，称为多倍体。染色体的数目因物种而异，如人类2n=46，黑猩猩2n=48，果蝇2n=8，家蚕2n=56，小麦2n=42，水稻2n=24，洋葱2n=16.有丝分裂中期的染色体,是由着丝粒相连的两条姐妹染色单体构成，这两条姐妹染色单体携带相同的遗传信息。除着丝粒外，染色体上还可见次缢痕、随体和端粒等结构。第36页，共62页，星期日，2025年，2月5日第37页，共62页，星期日，2025年，2月5日着丝粒（centromere）：是染色体中连接两个姐妹染色单体的结构。由于着丝粒处的染色质较细、内缢，又叫主缢痕（primaryconstriction）。着丝粒有两个基本的功能：在有丝分裂前将两条姐妹染色单体结合在一起。为动粒装配提供结合位点。着丝粒由含有高度重复DNA序列的异染色质构成。1.着丝粒和动粒第38页，共62页，星期日，2025年，2月5日根据着丝粒在染色体上的位置，将染色体分为4种类型中着丝粒染色体亚中着丝粒染色体端着丝粒染色体近端着丝粒染色体第39页，共62页，星期日，2025年，2月5日SatelliteDNA(FISHimage)第40页，共62页，星期日，2025年，2月5日动粒（kinetochore）是存在于主缢痕外侧的圆盘状结构，由蛋白质构成，内层与着丝粒结合，外层与动粒微管结合。每一个中期染色体着丝粒的两侧各含有一个动粒。第41页，共62页，星期日，2025年，2月5日内板：与着丝粒中心结构域相联系中间间隙：呈半透明区动粒结构域外板：含有与微管正端结合的蛋白质纤维冠：主要是马达蛋白，与纺锤丝连接促使染色体分离中央结构域：由串联重复的卫星DNA组成内部着丝粒蛋白配对结构域染色单体连接蛋白功能：确保染色体与纺锤丝的整合，发生有序的染色体分离