染色体高级结构

1、三. 染色体的高级结构10nm的核丝（nucleofilament） 30nm 螺旋管（solenoid）放射环模型（radeal loop model）螺旋环模（MarsdenLaemmli,1979,Paulson.,1982）放射环和螺旋环共存模型（Rattner和Lin，1985）袢环模型（和D.Coffey,1984）螺旋折叠（helically folded）(Boy de Tour,Ey和Laemmli U.K.1988)等模型侧环模型30nm螺旋管核小体的结构 第三节 着丝粒和端粒一. 着丝粒由三个功能区组成中部的元件(II)由8090bp组成，A+T含量高，90%；左侧的元件

2、(I)含有PuTCACPuTG顺序（Pu是嘌呤），右侧的元件(III)是由26bp组成的保守区，此区也是A-T丰富区。所有真核生物的着丝粒功能都相同，但其DNA却具有种的特异性。二端粒（telomere） 表103 几种生物端粒的重复单位生 物物 种DNA来源重复单位（53）四膜虫Tetrahymena,Paramecium大核CCCCAA尖毛虫Stylonchia Oxytricha,Euplotes大核CCCCAAAA鞭毛虫Trypanosoma,Leishmania微染色体CCCTA酵母Saccharomyces染色体C2-3A(CA)1-3拟南芥菜Arabidopsis染色体C3TA3

3、泥毛霉菌Phyparum,DictyosteliumrDNACCCTA人Homo Sapiens染色体C3TA2共同特点：每一个端粒都含有一系列的短的正向重复顺序。 Cn(A/T)m ，其中n1，而m=14。在端粒区域中有一种特殊的不连续排列，产生单链 断裂的形式，这种结构并不能被连接酶将缺口封闭 起来，而在正常情况下连接酶是可以作用DNA链 上的缺刻（nick）。这表明什麽？ 提纯的天然的端粒区可直接用E.Coli DNA多聚酶I进 行缺口平移(nick translation) 。表明什麽？ 在端粒区的最末端可能带有3-OH的单链末端回折 成了发夹回(hairpin)结构。如何用实验来证实

4、？端粒的双链部分中含有T2G4的顺序在3末端，排列 方向是朝向染色体的中心部位。共同特点：每一个端粒都含有一系列的短的正向重复顺序。 Cn(A/T)m ，其中n1，而m=14。在端粒区域中有一种特殊的不连续排列，产生单链断裂的形式，这种结构并不能被连接酶将缺口封闭起来，而在正常情况下连接酶是可以作用DNA链上的缺刻（nick）。这表明什麽？提纯的天然的端粒区可直接用E.Coli DNA多聚酶I进行缺口平移(nick translation) 。表明什麽？ 在端粒区的最末端可能带有3-OH的单链末端回折成了发夹回(hairpin)结构。如何用实验来证实？端粒的双链部分中含有T2G4的顺序在3末端

5、，排列方向是朝向染色体的中心部位。端粒的功能保持染色体的稳定使线形DNA的顺利复制影响染色体的行为可能控制细胞的寿命和核骨架的组成有关第四节 染色体的核型和分带核型(Karyotype) 染色体带型G带C带Q带T带N带R带 人类染色体的C带第五节 单一顺序和重复顺序一. 单一顺序 (Unique sequence )二. 重复顺序 短片段的重复顺序可分为三种类型：（1）正向重复(direct repeats)又叫顺向重复；（2）反向重复(inverted repeats) ；（3）回文顺序 (Palindromic sequence) 5 GTGAGCTCAC 3 3 CACTCGAGTG 5

6、 画上荷花和尚画书临汉字翰林书三.轻度重复顺序和中度重复顺序轻度重复顺序 在基因组中含有2-10拷贝 ， 酵母tRNA基因、人和小鼠的珠蛋白基因等。中度重复顺序 长约300bp 基因组中约有10-几千个拷贝的顺序 如rRNA和tRNA基因 tRNA基因一般都分布于基因组中，而rRNA常集 中分布于核仁形成区。 四 Alu家族 长约300bp；Alu顺序也称为短的分散因子（short interspersed elements, SINEs）。 由RNA多聚酶III转录的。 在基因组中30 万个拷贝； 在170bp处有一AluI 的酶切位点； 由两个130bp的串联重复顺序组成； 在二聚体的右半

7、部有31bp插入序列，此插入 顺序来自7SL RNA。 Alu顺序有何应用价值？ AluI 30bp Alu序列五. 高度重复顺序 卫星DNA (satellite DNA) 隐蔽卫星DNA(cryptic satellite) 自私 DNA（selfish DNA） 伊甸园 DNA (Garden of Eden DNA） 小卫星 (minisatellite ) 重复序列可变数（variable number tandem repeat VNTRs） DNA指纹（DNA fingerprints） 人类VNTRs的第一个探针 1985年由Alec Jeffries制备 在肌红蛋白基因的第一

8、个内含子中 分离出132bp的重复顺序 内含4个长33bp的重复单位 内有13bp为核心顺序（GGAGGTGGGCAGG）L1 家族 长6500bp左右 称为长的分散因子（long interspersed elements, LINEs） 在基因组中约6万个拷贝 由RNA多聚酶II转录的。 属于一种转座因子基因簇（gene cluster）基因家族（gene family）假基因（pseudogene）加工假基因（processed pseudogenes）。 有以下的特点： 缺少正常的内含子； 3末端有多聚腺苷酸； 5端的结构和mRNA的5端十分相似； 两侧有顺向重复顺序的存在 。 对以上

9、特点作何推论？因此人们推测它似乎和mRNA一样经过了转录后加工，因此也称其为加工假基因；第六节C值矛盾C值矛盾(C-value paradox) 可能产生的原因是什麽？第七节 断裂基因 间隔顺序 (spacer) 间插顺序(intervening sequence) 内含子(intron)等 一 内含子的发现1977 美Sharp & Roberts 同时发现了断裂基因(split gene) 法 Chambon 失机 鸡的输卵管分泌卵清蛋白、卵粘蛋白和 伴清蛋白，而其红细胞（鸟类的红细胞 上有核的）只合成血红蛋白，那么两种 组织之间DNA有什么不同呢？ southern杂交 Berget，Sharp小组和Roberts小组用R环法DNA和mRNA之间形成特殊的RNA-DNA异源双链分子结构 断裂基因 Split Genes二. 内含子的结构特点 (一) 内含子和外显子的分布 (二) 内含子的相对性经过删除和连接，除去无关的DNA间序（即内含子），便形成了成熟的mRNA分子 断裂基因 Split Genes三. 内含子的生物学意义有