Chapter 02 真核基因组的包装课件

1、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： DNA线形 蛋白质Histones（组蛋白）：H1，H2A，H2B，H3，H4Nonhistones（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） 核小体11nm30nm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30nm300nm直径：300nm环形结构域如何

2、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）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

3、有更为松散和开放的组织形式 功能域被绝缘子分割1）绝缘子（Insulators）:12 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 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.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

4、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（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-di

5、splacement）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 二、染色质修饰沉默基因组1. 组蛋白去乙酰化哺乳动物: HDAC1, HDAC2 酵母 : Rpd3 组蛋白去乙酰化酶 (HDACs)DNA甲基转移酶: Dnmt1, Dnmt3a , Dnmt3b 2. DNA 甲基化C 5-mC 低等

6、真核生物: 稀有 脊椎动物 :10%, 5CG3 植物: 30%, 5CNG3 （1）维持甲基化（2）重新甲基化 在新的位置上进行甲基化 DNA复制以后，在新链上对应于母链的甲基化位置上进行甲基化 Dnmt1,Dnmt3a , Dnmt3b（3）人CpG 岛的甲基化CpG 岛不甲基化某种组织里正在表达的特异基因的 CpG 岛不甲基化 管家基因（Housekeeping genes）:组织特异性基因（4）基因组印记与DNA甲基化基因组印记（Genomic imprinting）: 同源染色体上的一对等位基因中只有一个表达，另一个被甲基化所沉默人类和小鼠至少有30个基因表现印记有的基因来自于父本，有的来自于母本人11号染色体上的一对印记基因（5）X染色体失活与DNA甲基化组蛋白 H2A 被特殊组蛋白 macroH2A1