第2章 染色体和DNA.ppt

第一节 染色体 一、概述 早在1882年，Flemming就提出染色质一词，最初系指细胞间期核内能被碱性染料染色的物质。而在有丝分裂或减数分裂过程中染色质聚缩而成棒状结构，称为染色体。 染色体包括DNA和蛋白质两大部分。 真核细胞的染色体位于细胞核的核仁内，DNA与蛋白质完全融合在一起，其质量比约为2：1。这些蛋白质包括组蛋白和非组蛋白，在染色体结构中起着主要作用。DNA、组蛋白和非组蛋白及部分RNA（主要是尚未完成转录而仍与模板DNA相连接的那些RNA，其含量不到DNA的10％）组成了染色体。 二、真核细胞染色体的组成 真核细胞DNA相对分子质量一般大大超过原核生物，其染色体也常常为大量蛋白质所包裹。另外，由于真核细胞染色体被核膜所包围，DNA的转录和翻译是在不同的空间和时间上进行的，所以其基因表达的调控不仅与 DNA的序列有关，而且也与染色体的结构有关。 4.染色质和核小体 由DNA和组蛋白组成的染色质纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。 组蛋白与DNA的结合 核小体盘绕和染色质示意图 真核生物染色体DNA组装不同层次的结构 三、原核生物的基因组 结构简练； 存在转录单元； 有重叠基因。 第二节 DNA的结构 碱基、核苷、核苷酸的概念和关系 二、DNA的二级结构 1. DNA的双螺旋结构的形成 2. DNA的双螺旋模型特点 3. DNA双螺旋构象的类型 4. DNA双螺旋的不同构象 5. 三种DNA双螺旋构象比较 6. DNA的双螺旋结构的意义 三、DNA的高级结构 DNA的高级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。超螺旋结构是DNA高级结构的主要形式，可分为正超螺旋与负超螺旋两大类，它们在特殊情况下可以相互转变： 负超螺旋 松弛DNA 正超螺旋 螺旋和超螺旋电话线 DNA超螺旋结构形成的意义 第三节 DNA的复制 一、半保留复制的机制 DNA在复制过程中碱基间的氢键首先断裂，双螺旋解旋和分开，每条链分别作为模板合成新链．产生互补的两条链。这样新形成的两个DNA分子与原来的DNA分子的碱基顺序完全一样，在此过程中，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，所以这种复制方式称为半保留复制。 DNA的半保留复制实验依据 二、复制的起点、方向与速度 大多数生物体内DNA的复制都是从固定的起始点以双向等速复制方式进行的，复制叉以DNA分子上某一特定顺序为起点、向两个方向等速生长前进 。 几个概念 Replication eye (复制眼)：在一个长的未复制区域内DNA 已经被复制的区域。 Replication fork (复制叉)：双螺旋DNA 两条亲本链分开使复制进行的部位。 Replicon (复制子)：基因组中DNA 复制的单位，包括复制原点。 Replication bubble (复制泡) DNA复制时从一个特定位点解链，沿着两个相反的方向各生长出两条链，两个叉口合起来像个小泡，称之为复制泡。 原核生物的基因组很小，大多只有一条染色体，且DNA的含量很少。存在独立于染色体的质粒。 原核生物基因组DNA的特点 1869 Miescher从脓细胞的细胞核中分离出了一 种含磷酸的有机物，当时称为核素（nuclein）,后称为核酸（nucleic acid） 1944 Avery 等通过肺炎球菌转化试验证明DNA是遗传物质 1953 Watson和Crick提出DNA结构的双螺旋模型 1958 Crick提出遗传信息传递的中心法则 70年代 建立DNA重组技术 80年代以后 分子生物学、分子遗传学等学科突飞猛进发展，实施人类基因组计划（HGP） 发展概况 根据分子中含有戊糖的种类分类： 脱氧核糖核酸 DNA 核 糖 核 酸 RNA 负责遗传信息的表达 参与合成蛋白质 遗传的主要物质基础 RNA 核蛋白体RNA 信 使 RNA 转 运 RNA rRNA, 合成蛋白质的场所 mRNA,蛋白质合成的模板 tRNA , 合成蛋白质时的 氨基酸携带者 Nitrogenous base Pentose sugar HOCH2 H OH Doxyribose (in DNA) HOCH2 HO OH Ribose (in RNA) Phosphate 嘧啶 Cytosine Thymine Uracil C U T 嘌呤 Adenine Guanine A G 核苷=戊糖+碱基 核苷酸=磷酸+核苷 ? DNA分子中各脱氧核苷酸之间的连接方式（3′-5′磷酸二酯键）和排列顺序叫做DNA的一级结构，简