第二章DNA和染色体.pptVIP

生物技术教研室 第二章 DNA和染色体 第一节 概述 19世纪中叶，发现染色体。 当细胞分裂时，每一条染色体都复制生成一条与母链完全一样的子链，形成同源染色体对。 原核生物DNA一般位于类核体上。细菌DNA是一条共价、闭合双链分子，通常也称为染色体。大肠杆菌一般情况下含有一条染色体。原核细胞都是单倍的。 一、细胞的一般结构 （一）原核细胞(prokaryotic?cell) 1．细胞组成：细胞壁(cell?wall)?：肽萄聚糖(cytolasma)?细胞膜(plasma?membrane)?：磷脂双分子 层和蛋白质细胞质(cytoplasma)?：没有分隔 拟核(nucleoid):?遗传物质聚集形 2．原核生物：各种细菌、蓝藻等低等生物由原核细胞构成，统称为原核生物（prokaryote）。 真核细胞 (与原核细胞相比)? 细胞核结构(最根本区别)? 具有核膜包被的细胞核、具有核仁； 遗传物质以染色体结构存在、活动。 其它区别 细胞体积更大、结构和功能更复杂； 具有多种膜相(membranous)和非膜相(non-?membranous)结构的细胞器(organelle) 1.?细胞壁 (cell?wall?) 植物细胞 细胞壁及穿壁胞间连丝(plasmodesma)? 对细胞的形态和结构起支撑和保护作用 纤维素、半纤维素、果胶质 使植物遗传研究、操作更困难 尤其在细胞、亚细胞、分子水平 细胞壁的去除 2.?细胞膜(plasma?membrane/plasmalemma? plasmalemma) 组成 磷脂双分子层＋蛋白质(表面、横跨、镶嵌)? 内膜折叠形成内质网 细胞内其它膜相结构具有相似的被膜 膜结构的基本功能 选择透过性(房室化)、提供生理生化反应场所、信息传递、能量转换、代谢调控、细胞识别、癌变等 3.?细胞质(cytoplasm) 构成成分 基质：蛋白质、脂肪、游离氨基酸和电解质 细胞器：线粒体(mitochondria)、质体(plastid)、核糖体(ribosome)、高尔基体(golgi?body)等 本学科中要强调的细胞器 核糖体：蛋白质和rRNA，蛋白质合成、遗传信息表达 4. 细胞核(nucleus) 形状、大小(因生物、组织而异)? 一般为圆球形；植物细胞核一般为5-25mm(1-600mm)? 功能 遗传物质集聚的主要场所， 控制细胞发育和性状遗传 结构 核膜、核液、核仁 染色质和染色体 核膜、核液、核仁(补充)? 核膜(nuclear?membrane)? 双层膜、分隔核－质 核孔：40-70nm，选择性交换大分子 核液(nuclear?sap)? 也称为核浆、核内基质 充满核内的液体状物质 核仁(nucleolus)? 球形、外无被膜、一个或几个 蛋白质、RNA，少量类脂和DNA? 核糖体、核内蛋白质合成有关 第二节 从DNA到染色体的组装 着丝粒 组成：被一团异染色质包裹 功能：此处的DNA可在每次细胞分裂时介导每条染色体向子细胞移动。 例如：果蝇和人类着丝粒的DNA序列就长达100 000bp，它们大多是一些重复序列，这些重复序列在人类的着丝粒中称为α卫星DNA。着丝粒旁还有一个称为动粒的结构。 动粒 动粒：由蛋白质构成的内板和外板组成，在有丝分裂是它可介导纺锤丝牵动染色体，因此称为--。 着丝粒的形成取决于动粒，即只有动粒形成了，α卫星DNA就会在其附近组装成着丝粒。 端粒 将染色体端粒处的染色质组装成异染色质的作用： 在端粒处形成异染色质，负责修复染色体的细胞机器就不会将其误认为是外来的或破碎的染色体而将其降解，从而起到保护染色体的作用； 可以有效的调整端粒的长度，在需要的时候打开或关闭某些基因； 在有丝分裂过程中，端粒异染色质的存在将有利于染色体的精确配对与分离。 三、从DNA到30nm染色质纤维的组装 （1）核小体(nucleosome) 1974年，Kornberg 发现核小体。 核小体是所有真核生物染色体的基本结构单位。 小球菌核酸酶处理后凝胶电泳电镜观察 从DNA到染色体不论是形态还是长度都相差很大 富含赖氨酸和精氨酸 进化上的极端保守性 无组织特异性 氨基酸分布的不对称性 DNA 核小体在DNA上的定位： 理论上几乎所有的DNA都可以与组蛋白装成核小体，但在细胞中核小体之间的距离是不规则的，究竟在哪段DNA上形成核小体？ DNA双螺旋盘绕组蛋白八聚体是需要压缩双螺旋中的小沟。 ∵ 富含AT的小沟比富含G