三. 染色體的高級(jí)結(jié)構(gòu)

1、三. 染色體的高級(jí)結(jié)構(gòu),10nm的核絲（nucleofilament） 30nm 螺旋管（solenoid）放射環(huán)模型（radeal loop model）螺旋環(huán)模（MarsdenLaemmli,1979,Paulson.,1982）放射環(huán)和螺旋環(huán)共存模型（Rattner和Lin，1985）袢環(huán)模型（J.Painta和D.Coffey,1984）螺旋折疊（helically folded）(Boy de Tour,Ey

2、和Laemmli U.K.1988)等模型側(cè)環(huán)模型,,30nm螺旋管,核小體的結(jié)構(gòu),,第三節(jié) 著絲粒和端粒,一. 著絲粒由三個(gè)功能區(qū)組成中部的元件(II)由80~90bp組成，A+T含量高，>90%；左側(cè)的元件(I)含有PuTCACPuTG順序（Pu是嘌呤），右側(cè)的元件(III)是由26bp組成的保守區(qū)，此區(qū)也是A-T豐富區(qū)。所有真核生物的著絲粒功能都相同，但其DNA卻具有種的特異性。,,二．端粒（telomere）

3、,表10－3 幾種生物端粒的重復(fù)單位,共同特點(diǎn)：每一個(gè)端粒都含有一系列的短的正向重復(fù)順序。 Cn(A/T)m ，其中n>1，而m=1~4。在端粒區(qū)域中有一種特殊的不連續(xù)排列，產(chǎn)生單鏈 斷裂的形式，這種結(jié)構(gòu)并不能被連接酶將缺口封閉 起來(lái)，而在正常情況下連接酶是可以作用DNA鏈 上的缺刻（nick）。這表明什麼？ 提純的天然的端粒區(qū)可直

4、接用E.Coli DNA多聚酶I進(jìn) 行缺口平移(nick translation) 。表明什麼？ 在端粒區(qū)的最末端可能帶有3`?-OH的單鏈末端回折 成了發(fā)夾回(hairpin)結(jié)構(gòu)。如何用實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)？端粒的雙鏈部分中含有T2G4的順序在3`末端，排列 方向是朝向染色體的中心部位。,共同特點(diǎn)：,每一個(gè)端粒都含有一系列的短的正向重復(fù)順序。 Cn(A/

5、T)m ，其中n>1，而m=1~4。在端粒區(qū)域中有一種特殊的不連續(xù)排列，產(chǎn)生單鏈斷裂的形式，這種結(jié)構(gòu)并不能被連接酶將缺口封閉起來(lái)，而在正常情況下連接酶是可以作用DNA鏈上的缺刻（nick）。這表明什麼？提純的天然的端粒區(qū)可直接用E.Coli DNA多聚酶I進(jìn)行缺口平移(nick translation) 。表明什麼？ 在端粒區(qū)的最末端可能帶有3`?-OH的單鏈末端回折成了發(fā)夾回(hairpin)結(jié)構(gòu)。如何用實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)？端粒

6、的雙鏈部分中含有T2G4的順序在3`末端，排列方向是朝向染色體的中心部位。,端粒的功能,保持染色體的穩(wěn)定使線形DNA的順利復(fù)制影響染色體的行為可能控制細(xì)胞的壽命和核骨架的組成有關(guān),第四節(jié)    染色體的核型和分帶,核型(Karyotype) 染色體帶型G帶C帶Q帶T帶N帶R帶,人類(lèi)染色體的C帶,,,第五節(jié)   單一順序和重復(fù)順序,一. 單一順序 (Unique s

7、equence )二. 重復(fù)順序 短片段的重復(fù)順序可分為三種類(lèi)型：（1）正向重復(fù)(direct repeats)又叫順向重復(fù)；（2）反向重復(fù)(inverted repeats) ；（3）回文順序 (Palindromic sequence) 5‘ GTGAGCTCAC 3’ 3’ CACTCGAGTG

8、 5’,,畫(huà)上荷花和尚畫(huà),書(shū)臨漢字翰林書(shū),三. 輕度重復(fù)順序和中度重復(fù)順序,輕度重復(fù)順序 在基因組中含有2-10拷貝 ， 酵母tRNA基因、人和小鼠的珠蛋白基因等。中度重復(fù)順序 長(zhǎng)約300bp 基因組中約有10-幾千個(gè)拷貝的順序 如rRNA和tRNA基因 tRNA基因一般都分布于基因組中，而rRNA常集 中分布于核仁形成區(qū)。,四 Alu家族,長(zhǎng)約300bp；Alu順序也稱(chēng)為短的分散因子（

9、short interspersed elements, SINEs）。 由RNA多聚酶III轉(zhuǎn)錄的。 在基因組中30 萬(wàn)個(gè)拷貝； 在170bp處有一AluI 的酶切位點(diǎn)； 由兩個(gè)130bp的串聯(lián)重復(fù)順序組成； 在二聚體的右半部有31bp插入序列，此插入 順序來(lái)自7SL RNA。 Alu順序有何應(yīng)用價(jià)值？,,AluI

10、 30bp Alu序列,,,,,,五. 高度重復(fù)順序,衛(wèi)星DNA (satellite DNA) 隱蔽衛(wèi)星DNA(cryptic satellite) 自私 DNA（selfish DNA） 伊甸園 DNA (Garden of Eden DNA） 小衛(wèi)星 (minisatellite ) 重復(fù)序列可變數(shù)（va

11、riable number tandem repeat VNTRs） DNA指紋（DNA fingerprints）,人類(lèi)VNTRs的第一個(gè)探針,1985年由Alec Jeffries制備 在肌紅蛋白基因的第一個(gè)內(nèi)含子中 分離出132bp的重復(fù)順序 內(nèi)含4個(gè)長(zhǎng)33bp的重復(fù)單位 內(nèi)有13bp為核心順序（GGAGGTGGGCAGG）,,L1 家族,長(zhǎng)6500bp左右 稱(chēng)為長(zhǎng)的分散因子（long inte

12、rspersed elements, LINEs） 在基因組中約6萬(wàn)個(gè)拷貝 由RNA多聚酶II轉(zhuǎn)錄的。 屬于一種轉(zhuǎn)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）。 有以下的特點(diǎn)： ⑴缺少正常的內(nèi)含子； ⑵3’末端有多聚腺苷酸； ⑶5’端的結(jié)構(gòu)和mRNA的5’端十分相似； ⑷兩側(cè)有順向重

13、復(fù)順序的存在 。 對(duì)以上特點(diǎn)作何推論？因此人們推測(cè)它似乎和mRNA一樣經(jīng)過(guò)了轉(zhuǎn)錄后加工，因此也稱(chēng)其為加工假基因；,第六節(jié)C－值矛盾,C值矛盾(C-value paradox) 可能產(chǎn)生的原因是什麼？,第七節(jié)        斷裂基因,間隔順序 (spacer) 間插順序(intervening sequence) 內(nèi)含子(intron)等

14、,一     內(nèi)含子的發(fā)現(xiàn),1977 [美]Sharp & Roberts 同時(shí)發(fā)現(xiàn)了斷裂基因(split gene) [法] Chambon 失機(jī) 雞的輸卵管分泌卵清蛋白、卵粘蛋白和 伴清蛋白，而其紅細(xì)胞（鳥(niǎo)類(lèi)的紅細(xì)胞 上有核的）只合成血紅蛋白，那么兩種 組織之間DNA有什么不同呢？ southern雜交 Berget，Sharp小組和Roberts小組

15、用R環(huán)法,,DNA和mRNA之間形成特殊的RNA-DNA異源雙鏈分子結(jié)構(gòu),斷裂基因 Split Genes,,二. 內(nèi)含子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),(一) 內(nèi)含子和外顯子的分布 (二) 內(nèi)含子的相對(duì)性,經(jīng)過(guò)刪除和連接，除去無(wú)關(guān)的DNA間序（即內(nèi)含子），便形成了成熟的mRNA分子,斷裂基因 Split Genes,三. 內(nèi)含子的生物學(xué)意義,有的內(nèi)含子可編碼內(nèi)切酶。 成熟酶 (maturase) 歸巢