Chapter 02 真核基因组的包装演示教学.ppt

第二章 真核基因组的包装 第一节 真核生物染色体 一、化学组成： ① DNA 线形 ② 蛋白质 Histones（组蛋白）： H1，H2A，H2B，H3，H4 Nonhistones（非组蛋白）： 1. 染色质的基本结构————核小体模型 8 组蛋白分子（H2A+H2B+H3+H4）×2 核心： 147bp DNA: 环绕核心. 二、空间结构 （1）核小体的组成 DNA 螺旋 组蛋白: 四种颜色 “串珠” 两个核小体之间 53bp spacer DNA 和 H1结合 2. 染色质的高级结构 （1） DNA 核小体 2nm 2nm 11nm 直径： （2） 核小体 11nm 30nm 直径： 6 个核小体一圈. Solenoid（螺线管） Solenoid（螺线管） （3）螺线管 染色质纤维 30nm 300nm 直径： 300nm 环形结构域 如何调控和表现 DNA的功能? 三、染色质的结构域（Chromatin domains） 间期细胞核中染色质浓缩、染色深的部分 基因失活； 缺乏基因； 晚复制. 功能：维持染色质的结构. 1.异染色质（Heterochromatin） （1）结构异染色质 （2）兼性异染色质（Facultative heterochromatin） 在有些细胞的有些时段形成的异染色质。包含的基因在细胞的特殊时段失去活性。 在细胞中的永久性异染色质。其DNA上基本不含有基因 间期细胞核中染色质松散、染色浅的部分. 2.常染色质（Euchromatin） 活性基因； 早复制. 由直径30 nm 的染色质纤维组成 （1）基质结合区（MARs） 富含AT序列的DNA片段 （2）结构域（Structural domains） 位于核基质结合位点之间的DNA环 又称：支架结合区 （SARs）） （3）功能域（Functional domains） 结构域中对DNase I 敏感的部位 含有更为松散和开放的组织形式 ① 功能域被绝缘子分割 1）绝缘子（Insulators）: 1–2 kb 序列，是功能域的边界。 绝缘子序列 2）绝缘子的两个功能: 克服位置效应（ positional effect）; 维持功能域的独立性. 位置效应（positional effect）: 当一个新基因被插入到染色体上后，其表达能力有变化。 因为基因所处的位置不同而改变其表型。 绝缘子能修饰染色质的包装，从而建立一个功能域 绝缘子维持功能域的独立性 ② 有些功能域具有基因座控制区（LCR） 1）基因座控制区（LCR) 克服位置效应. 激活位于功能域中的基因表达. 第二节 染色质重建（Chromatin Remodeling） 改变染色质的结构，使非组蛋白接近DNA. Richmond 模型 在核小体上，组蛋白的尾巴并没有被包裹到核小体内部，而是伸出到核小体外面 一、染色质修饰激活基因组 1. 组蛋白修饰 给位于核小体核心的组蛋白分子的N端的赖氨酸上添加乙酰基团. 组蛋白乙酰转移酶 (HATs): 四膜虫 : p55, 酵母 : GCN5, 哺乳动物 : p300/CBP, 改变染色质的结构。 （1）组蛋白乙酰化 赖氨酸 乙酰基 HAT* HAT: histone acetyltransferase （组蛋白N端） “+”减少 与DNA结合松散 基因激活 （2）组蛋白甲基化 给位于核小体核心的H3分子的N端的第4和第9位的赖氨酸上添加甲基基团 赖氨酸 精氨酸 甲基 methyltransferase 基因失活 （3）组蛋白磷酸化 磷酸根 丝氨酸 组氨酸 Kinase 的羟基 增加 “-” 与DNA结合松散 基因激活 组蛋白 H3 和H1. （4）组蛋白泛素化（Histone ubiquitination） 对 H2B 2. 核小体重建 指在基因组的一小段区域上的核小体的修饰和位置变化。 （2） 侧滑或顺式替换（cis-displacement） 需要能量。减小核小体与DNA的相互作用 指核小体结构的变化（不包括位置）。 （1） 重建（Remodeling） 指核小体沿着DNA的移动。 （3） 转位或反式替换（ trans-displacement） 核小体被转移到另一条DNA上, 或者转到同一个DNA的非临近位置。 核小体重建复合体: Swi/Snf 核小体重建复合体: Swi/Snf * Title: General Model of the Association of Histones Caption: General model of the association of histones and DNA in the nucleosome, showing how the chr