2 染色体与 DNA 染色体 染色体概述染色体(chromosome) 是细胞核中载有遗传信息的物质,在显微镜下呈丝状或棒状,由核酸和蛋白质组成,在细胞发生有丝分裂时期容易被碱性染料着色,因此而得名。同一物种内每条染色体所带 DNA 的量是一定的,但不同染色体或不同种中间变化很大。原核细胞染色体外裹着稀疏的蛋白质, 其中一部分与 DNA 的折叠有关,另一些则参与 DNA 复制、重组及转录过程。真核细胞的染色体中, 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. 人类染色体显微结构图 19 Mb 210 genes 240 Mb 3453 genes 真核细胞染色体的组成 1. 蛋白质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。组成: DNA ,组蛋白,非组蛋白, RNA 富含赖氨酸和精氨酸组蛋白的特性 1. 进化上的极端保守性特别是 H3 、 H4 ,牛、猪、大鼠的 H4 完全相同 2. 无组织特异性仅发现两个例外(鸟鱼两栖红细胞 H1->H5 ,精细胞鱼精蛋白) 3. 肽链上氨基酸分布的不对称性 N端碱性氨基酸 C端疏水氨基酸 4. 组蛋白的修饰作用甲基化、乙酰化、磷酸化、 ADP 核糖基化等 5. 富含赖氨酸的组蛋白 H5 只存在于鸟类、两栖类等含有细胞核的红细胞中非组蛋白(含量约为组蛋白的 60-70% ) 包括酶类和细胞分裂有关的蛋白(收缩蛋白、骨架蛋白、核孔复合物蛋白、肌动蛋白、肌球蛋白、微管蛋白、原肌蛋白) 高速泳动蛋白( high mobility group protein, HMG 蛋白)能与 DNA 结合,也能与 H1 作用,可能与超螺旋结构有关。 DNA 结合蛋白可能是一些与 DNA 复制或转录有关的酶或调解物质。 A24 非组蛋白 C端与 H2A 相同,功能不详 2. 真核生物基因组 DNA 特点: 含有大量的重复序列;功能 DNA 序列大多被非功能 DNA 隔开。 C值(C value) :一种生物单倍体基因组 DNA 的总量。 C值反常现象(C-value paradox) :C值往往与种系进化的复杂程度不一致。不重复序列一个或几个拷贝,占 DNA 总量的 40-80% ,序列长约 750-2000bp. 单拷贝基因也可以合成大量蛋白: 蚕丝心蛋白 DNA — 10 4 mRNA — 10 9 protein 中度重复序列重复次数 10-10 4,占 DNA 总量的 10-40% ,编码 rRNA 、 tRNA 和某些结构蛋白。高度重复序列卫星 DNA(satellite DNA ) ,占基因组的 10-60% ,由 6-100 个碱基组成,大多位于染色体着丝粒,功能不明,可能与染色体的稳定性有关。 3. 染色质和核小体染色质 DNA 的 Tm 值比自由 DNA 高。染色质 DNA 的复制和转录活性比自由 DNA 低。 DNA 酶I对染色质 DNA 的消化慢于纯 DNA 。延伸 Tm 值
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