基因组和染色体课件

第十章

基因组和染色体基因组(genome)是指一个细胞中遗传物质的总量。核型（Karyotype）C值（Cvalue）原核基因组含有大量单一顺序（unique-sequences），仅有少量的重复顺序。

真核基因组含少量单一顺序和大量重复顺序。原核生物的细胞中除了主染色体以外，还含有各种质粒和转座因子。真核生物除了核染色体以外，还存在细胞器DNA。

第十章基因组和染色体基因组(genome1第一节

原核生物基因组的结构特点E.coli2.4×109Da，42000Kb（1300微米），闭合环状，约编码2000个基因。类核（nucleoid）。支架(scafford）100个DNA环组成，每个环长40Kb，13微米。每200bp就有一个负超螺旋（=0.05）,即基因组中含5%的负超螺旋。超螺旋以两种状态存在：（1）自由状态的超螺旋，可在环内传递张力。（2）超螺旋受到束缚，不能传递张力。第一节

原核生物基因组的结构特点E.coli2.42基因组和染色体课件3一．类核的结构一．类核的结构4表10-1

E.coli含有的各种DNA结合蛋白蛋白结构功能含量/每细胞相当于其核蛋白基因HUα和β亚基，每个9KD使DNA压缩、类核凝聚，刺激复制，和1HF有关4万个二聚体H2BhupA.BH两个相同亚基，各28KD促使双链的互补、复性3万个二聚体H2A？IHFα：10.5KD；β：9.5KD有助于att位点配对重组？？himA.D.H1(H-NS)15KD亚基和DNA结合，与DNA拓扑结构有关1万？osZbglYpilGHLP117KD单体？2万？firAP3KD亚基？？鱼精蛋白(DNA结合蛋白)？

表10-1E.coli含有的各种DNA结合蛋白蛋白结构功能5二

重叠基因(overlappinggene)

莲人在绿杨津采一玉漱声歌新阙

采莲人在绿杨津，在绿杨津一阙新；一阙新歌声漱玉，歌声漱玉采莲人。二重叠基因(overlappinggene)61977年Sanger首先发现重叠基因他对单链环状的噬菌体X174进行了测序。5386Nt11基因，3个转录单位，由3个启动子（pA,pB,pD）启动。X174含有的5386Nt最多能编码1795个氨基酸，若每个氨基酸的平均分子量为110，则总的蛋白质分子量为197,000Da，但实际蛋白质总分子量却为262,000D。将全部DNA顺序和蛋白质的氨基酸顺序进行比较，发现了重叠基因1977年Sanger首先发现重叠基因7基因组和染色体课件8重复基因OverlappingGenes重复基因OverlappingGenes9三．质粒(plasmid)1．抗性质粒（Resistance（R）plasmids）:2.

致育因子（Fertility（F）plasmids）3.

Col质粒：有编码大肠杆菌素（colicins）基因。4.

降解质粒(degradativeplasmids)。这种质粒编码一种特殊蛋白，可使宿主菌代谢特殊的分子，如甲苯或水杨酸。5.

侵入性质粒(virulenceplasmids)。这些质。如Ti

质粒，此是在根癌农杆菌(Agrobacterium

tumefaciens)中发现的

三．质粒(plasmid)1．抗性质粒（Resistanc10基因组和染色体课件11第二节

真核基因组的复杂性

分子量约为3×1012道尔顿长度为2×106Kb，形态为线状，约编码10万个以下的基因。人类细胞在二倍体的核中DNA长约30亿个碱基对估计编码3万个基因，每条染色体含碱基8千万至3亿不等。现已有5千个基因被编目，1900个基因已进行了染色体定位，600个已被克隆分离出来。若将一个细胞中每条染色体的DNA首尾彼此相接，全长约200cm。第二节真核基因组的复杂性分子量约为3×1012道尔顿12RenatoDulbecco于1986年首先提出了“人类基因组计划”，原计划约10-15年完成，耗资30亿美元，其宏伟的程度堪与Manhatto原子弹计划和Appolo登月计划相提并论。

1990年开始实施1999破译出人类第22号染色体的遗传密码。2000完成了人类第21号染色体的测序。预计从原定的2003年6月提前到2001年6月完成。2000年6月26日美，英,日，德，法，中六国共同宣布人类基因组工作草图绘制成功。RenatoDulbecco于1986年首先提出了“人132000年3月塞莱拉公司宣布完成了果蝇的基因组测序。12月14日英美等国科学家宣布绘出拟南芥基因组的完整图谱。这是人类首次全部破译一种植物的基因序列。2001年:1、2月，HGP和美国塞莱拉（Sequencing）公司将各自测定的人类基因组工作框架图分别发表在Nature和Science上，这表明人类基因组计划（HGP）进入了一个展新的阶段。2000年142000,4,5:以杨焕明为首的中国科学家在Science发表了水稻全基因组框架序列图。基因总数：46022~55615，约为人类的2倍；其中10000个基因的功能已确定；水稻的“垃圾”序列多位于基因外，人类的“垃圾”序列多位于基因内；水稻的基因平均长度为4500bp,人类基因平均长度为72000bp,拟南芥约有25000个基因，80%在水稻中都存在，二者之间有关信号传导的基因差别最大2000,4,5:以杨焕明为首的中国科学家在Science发15基因组和染色体课件16一．

组蛋白组蛋白类型碱性氨基酸氨基酸数分子量（Da）LysArgH129%1%21523,000H2A11%9%12913,960H2B16%6%12513,775H310%13%13515,340H411%14%10211,280表12－2小牛胸腺DNA的组蛋白的特点一．

组蛋白组蛋白碱性氨基酸氨基酸数分子量L17二．

核小体（nucliesome）1956年Wilkins和VittorioLuzzati对染色质进行了X衍射研究，发现染色质具有间隔为100埃的重复性结构。这意味着甚麽？Clark和Felsenfeld于1971年首先用葡萄球菌核酸酶(Staphylococcalnuclease)来作用染色质，不敏感的区域比较均一。这暗示甚麽？接着Hewish和Burgoyun（1973年）用内源核酸酶消化细胞核，再从核中分离出DNA，结果发现一系列DNA片段，它们相当于长约200bp的一种基本单位的多聚体。表明甚麽？M.Noll（1974年）用外源核酸酶处理染色质，然后进行电泳，测得前三个片段的长度分别为205，405，605bp长，表明甚麽？二．

核小体（nucliesome）1956年Wilkins18Olins夫妇（1974）和PierreChambon等（1975）在电镜下观察到染色质的“绳珠”状结构，小球的直径为100埃,Olins并把这种小球称为小体。X衍射图表明组蛋白的多聚体是紧密相联，并无可容纳像DNA分子那样大小的孔洞，表明甚麽？1974年Kornberg和Thomas

先用小球菌核酸酶稍稍消化一下染色质，切断一部分200核苷酸对单位之间的DNA，使其中含有单体、二聚体、三聚体和四聚体等。然后经离心将它们分开。每一组再通过凝胶电泳证明其分子大小及纯度。然后分别用电镜来观察各组的材料；结果单体均为一个100埃的小体，二聚体则是两个相联的小体，同样三聚体和四聚体分别由三个小体和四个小体组成，表明甚麽？1984年Klug和Butler进行了修正核小体模型。Olins夫妇（1974）和PierreChambon等（19基因组和染色体课件20基因组和染色体课件21核小体的

梯度离心

和电泳核小体的

梯度离心

和电泳22

第十章

基因组和染色体基因组(genome)是指一个细胞中遗传物质的总量。核型（Karyotype）C值（Cvalue）原核基因组含有大量单一顺序（unique-sequences），仅有少量的重复顺序。

真核基因组含少量单一顺序和大量重复顺序。原核生物的细胞中除了主染色体以外，还含有各种质粒和转座因子。真核生物除了核染色体以外，还存在细胞器DNA。

第十章基因组和染色体基因组(genome23第一节

原核生物基因组的结构特点E.coli2.4×109Da，42000Kb（1300微米），闭合环状，约编码2000个基因。类核（nucleoid）。支架(scafford）100个DNA环组成，每个环长40Kb，13微米。每200bp就有一个负超螺旋（=0.05）,即基因组中含5%的负超螺旋。超螺旋以两种状态存在：（1）自由状态的超螺旋，可在环内传递张力。（2）超螺旋受到束缚，不能传递张力。第一节

原核生物基因组的结构特点E.coli2.424基因组和染色体课件25一．类核的结构一．类核的结构26表10-1

E.coli含有的各种DNA结合蛋白蛋白结构功能含量/每细胞相当于其核蛋白基因HUα和β亚基，每个9KD使DNA压缩、类核凝聚，刺激复制，和1HF有关4万个二聚体H2BhupA.BH两个相同亚基，各28KD促使双链的互补、复性3万个二聚体H2A？IHFα：10.5KD；β：9.5KD有助于att位点配对重组？？himA.D.H1(H-NS)15KD亚基和DNA结合，与DNA拓扑结构有关1万？osZbglYpilGHLP117KD单体？2万？firAP3KD亚基？？鱼精蛋白(DNA结合蛋白)？

表10-1E.coli含有的各种DNA结合蛋白蛋白结构功能27二

重叠基因(overlappinggene)

莲人在绿杨津采一玉漱声歌新阙

采莲人在绿杨津，在绿杨津一阙新；一阙新歌声漱玉，歌声漱玉采莲人。二重叠基因(overlappinggene)281977年Sanger首先发现重叠基因他对单链环状的噬菌体X174进行了测序。5386Nt11基因，3个转录单位，由3个启动子（pA,pB,pD）启动。X174含有的5386Nt最多能编码1795个氨基酸，若每个氨基酸的平均分子量为110，则总的蛋白质分子量为197,000Da，但实际蛋白质总分子量却为262,000D。将全部DNA顺序和蛋白质的氨基酸顺序进行比较，发现了重叠基因1977年Sanger首先发现重叠基因29基因组和染色体课件30重复基因OverlappingGenes重复基因OverlappingGenes31三．质粒(plasmid)1．抗性质粒（Resistance（R）plasmids）:2.

致育因子（Fertility（F）plasmids）3.

Col质粒：有编码大肠杆菌素（colicins）基因。4.

降解质粒(degradativeplasmids)。这种质粒编码一种特殊蛋白，可使宿主菌代谢特殊的分子，如甲苯或水杨酸。5.

侵入性质粒(virulenceplasmids)。这些质。如Ti

质粒，此是在根癌农杆菌(Agrobacterium

tumefaciens)中发现的

三．质粒(plasmid)1．抗性质粒（Resistanc32基因组和染色体课件33第二节

真核基因组的复杂性

分子量约为3×1012道尔顿长度为2×106Kb，形态为线状，约编码10万个以下的基因。人类细胞在二倍体的核中DNA长约30亿个碱基对估计编码3万个基因，每条染色体含碱基8千万至3亿不等。现已有5千个基因被编目，1900个基因已进行了染色体定位，600个已被克隆分离出来。若将一个细胞中每条染色体的DNA首尾彼此相接，全长约200cm。第二节真核基因组的复杂性分子量约为3×1012道尔顿34RenatoDulbecco于1986年首先提出了“人类基因组计划”，原计划约10-15年完成，耗资30亿美元，其宏伟的程度堪与Manhatto原子弹计划和Appolo登月计划相提并论。

1990年开始实施1999破译出人类第22号染色体的遗传密码。2000完成了人类第21号染色体的测序。预计从原定的2003年6月提前到2001年6月完成。2000年6月26日美，英,日，德，法，中六国共同宣布人类基因组工作草图绘制成功。RenatoDulbecco于1986年首先提出了“人352000年3月塞莱拉公司宣布完成了果蝇的基因组测序。12月14日英美等国科学家宣布绘出拟南芥基因组的完整图谱。这是人类首次全部破译一种植物的基因序列。2001年:1、2月，HGP和美国塞莱拉（Sequencing）公司将各自测定的人类基因组工作框架图分别发表在Nature和Science上，这表明人类基因组计划（HGP）进入了一个展新的阶段。2000年362000,4,5:以杨焕明为首的中国科学家在Science发表了水稻全基因组框架序列图。基因总数：46022~55615，约为人类的2倍；其中10000个基因的功能已确定；水稻的“垃圾”序列多位于基因外，人类的“垃圾”序列多位于基因内；水稻的基因平均长度为4500bp,人类基因平均长度为72000bp,拟南芥约有25000个基因，80%在水稻中都存在，二者之间有关信号传导的基因差别最大2000,4,5:以杨焕明为首的中国科学家在Science发37基因组和染色体课件38一．

组蛋白组蛋白类型碱性氨基酸氨基酸数分子量（Da）LysArgH129%1%21523,000H2A11%9%12913,960H2B16%6%12513,775H310%13%13515,340H411%14%10211,280表12－2小牛胸腺DNA的组蛋白的特点一．

组蛋白组蛋白碱性氨基酸氨基酸数分子量L39二．

核小体（nucliesome）1956年Wilkins和VittorioLuzzati对染色质进行了X衍射研究，发现染色质具有间隔为100