第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課件

第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)1優(yōu)選第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)選第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)染色質(zhì)與染色體是由DNA、組蛋白、非組蛋白及RNA等組成的核蛋白復(fù)合體，是遺傳信息的載體。是同一種物質(zhì)在細(xì)胞周期的不同時(shí)期中所表現(xiàn)的兩種不同的存在形式。染色質(zhì)是細(xì)胞間期核內(nèi)伸展開(kāi)的DNA蛋白纖維。染色體是高度螺旋化的DNA蛋白纖維，是在細(xì)胞分裂期看得見(jiàn)的可用染料染色的條狀結(jié)構(gòu)。染色質(zhì)與染色體是由DNA、組蛋白、非組蛋白及RNA等組一、染色質(zhì)的化學(xué)組成核酸蛋白質(zhì)成分DNARNA組蛋白非組蛋白所占比例10.05-0.110.5-1.5一、染色質(zhì)的化學(xué)組成核酸蛋白質(zhì)成分DNARNA組蛋白非組（一）DNA單一序列（uniqueseq.)中度重復(fù)序列（middlerepetitiveseq.)高度重復(fù)序列（highlyrepetitiveseq.)（一）DNA單一序列（uniqueseq.)中1.單一序列（uniquesequence)

在基因組中僅有一個(gè)或幾個(gè)拷貝，負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)氨基酸組成的信息,以三聯(lián)體密碼方式進(jìn)行編碼。大多數(shù)編碼蛋白質(zhì)(酶)的結(jié)構(gòu)基因?qū)龠@種結(jié)構(gòu)形式。1.單一序列（uniquesequence)在2.中度重復(fù)序列（middlerepetitivesequence)

重復(fù)次數(shù)在10~105之間。多數(shù)是不編碼的序列，構(gòu)成基因的間隔序列，在基因調(diào)控中起重要作用，涉及DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后加工等方面。有一些是有編碼功能的基因，如rRNA基因，tRNA基因，組蛋白的基因、核糖體蛋白的基因等。2.中度重復(fù)序列重復(fù)次數(shù)在10~105之間。多數(shù)是不3.高度重復(fù)序列（highlyrepetitivesequence)

由一些短的DNA序列呈串聯(lián)重復(fù)排列，一般為幾個(gè)、十幾個(gè)或幾十個(gè)bp，但重復(fù)拷貝數(shù)超過(guò)105，在染色體的端粒、著絲粒，構(gòu)成結(jié)構(gòu)基因的間隔，維系染色體結(jié)構(gòu)，與減數(shù)分裂中同源染色體聯(lián)會(huì)配對(duì)有關(guān)。3.高度重復(fù)序列由一些短的DNA序列呈串聯(lián)重復(fù)排列，（二）組蛋白組蛋白是真核細(xì)胞染色質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)蛋白，富含帶正電荷的精氨酸和賴氨酸，屬堿性蛋白質(zhì)。其含量恒定，在真核細(xì)胞中共有5種。（二）組蛋白組蛋白是真核細(xì)胞染色質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)蛋白，富組蛋白的分類及特性

種類賴氨酸/精氨酸殘基數(shù)分子量(kD)保守性存在部位及結(jié)構(gòu)作用H1存在于核心顆粒，形成核小體存在于核心顆粒，形成核小體存在于核心顆粒，形成核小體存在于核心顆粒，形成核小體29.0021523.0低高高極高極高H2AH2BH3H41.2212914.02.6612513.60.7713515.30.7910211.3存在于連接線上核小體蛋白，幫助DNA卷曲形成核小體組蛋白的分類及特性種類賴氨酸殘基數(shù)分子量保守性存在部位及結(jié)核小體核小體組蛋白的化學(xué)修飾乙酰化：可改變賴氨酸所帶的電荷，降低組蛋白與DNA的結(jié)合，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行。磷酸化：同乙?；谆嚎稍鰪?qiáng)組蛋白和DNA的相互作用，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄活性組蛋白的化學(xué)修飾乙?；嚎筛淖冑嚢彼崴鶐У碾姾桑档徒M蛋白（三）非組蛋白①酸性蛋白質(zhì)，帶負(fù)電荷,富含天門(mén)冬AA，谷AA等酸性AA②種類多③具有種屬和組織特異性④整個(gè)周期都能合成特性（三）非組蛋白①酸性蛋白質(zhì)，帶負(fù)電荷,富含天門(mén)冬AA，谷A非組蛋白是染色體上與特異DNA序列結(jié)合的蛋白質(zhì)，能識(shí)別特異的DNA序列，識(shí)別信息存在于DNA本身，位點(diǎn)在大溝部分，識(shí)別與結(jié)合籍氫鍵和離子鍵。非組蛋白是染色體上與特異DNA序列結(jié)合的非組蛋白的功能①參與構(gòu)建染色體②啟動(dòng)DNA的復(fù)制③調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄非組蛋白的功能①參與構(gòu)建染色體②啟動(dòng)DNA的復(fù)制③3)羊水細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本單一序列（uniqueseq.端粒酶是一種由蛋白質(zhì)和RNA組成的核糖核蛋白酶。染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：核小體擬南芥的TTTAGGGJohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicine

Baltimore,MD,USA大多數(shù)編碼蛋白質(zhì)(酶)的結(jié)構(gòu)基因?qū)龠@種結(jié)構(gòu)形式。兼性異染色質(zhì)的總量隨細(xì)胞類型而變化，一般胚胎細(xì)胞含量少，高度分化的細(xì)胞含量較多，說(shuō)明隨著細(xì)胞分化，較多的基因漸次以聚縮狀態(tài)而關(guān)閉。ElizabethH.染色體是高度螺旋化的DNA蛋白纖維，是在細(xì)胞分裂期看得見(jiàn)的可用染料染色的條狀結(jié)構(gòu)。（highlyrepetitivesequence)ElizabethH.G帶：Giemsa染色伸展?fàn)顟B(tài)，螺旋化程度低，用堿性染料染色時(shí)著色淺而均勻的染色質(zhì)。優(yōu)選第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)正常染色體每復(fù)制一次,端粒序列減少50-100個(gè)bp,因而端粒也被稱為細(xì)胞的生命鐘,當(dāng)端粒縮短到一定程度，即是細(xì)胞衰老的標(biāo)志。大多數(shù)編碼蛋白質(zhì)(酶)的結(jié)構(gòu)基因?qū)龠@種結(jié)構(gòu)形式。人的TTAGGG袢環(huán)模型（loopmodel）人類體細(xì)胞的正常核型（Denver體制）3)羊水細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本二、染色質(zhì)的類型二、染色質(zhì)的類型伸展?fàn)顟B(tài)，螺旋化程度低，用堿性染料染色時(shí)著色淺而均勻的染色質(zhì)。2.單一序列DNA和中度重復(fù)序列DNA，具有轉(zhuǎn)錄活性。3.大部分位于間期核的中央，一部分介于異染色質(zhì)之間。4.在細(xì)胞分裂期，常染色質(zhì)位于染色體的臂。

(一)常染色質(zhì)（euchromatin)伸展?fàn)顟B(tài)，螺旋化程度低，用堿性染料染色時(shí)著色淺而均勻的染色質(zhì)（二）異染色質(zhì)（heterochromatin)1.螺旋化程度高，處于凝集狀態(tài)，堿性染料染色時(shí)著色較深。2.一般位于核的邊緣或圍繞在核仁的周圍。3.轉(zhuǎn)錄不活躍或無(wú)轉(zhuǎn)錄活性。4.可分為結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)和兼性異染色質(zhì)。（二）異染色質(zhì)（heterochromatin)結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)（constitutiveheterochromatin)在各種細(xì)胞類型的細(xì)胞周期中（除復(fù)制期外）都呈濃縮狀態(tài)，由高度重復(fù)的DNA序列構(gòu)成；在中期染色體上常位于染色體的著絲粒區(qū)，端粒區(qū)、次縊痕等部位；具有遺傳惰性，不轉(zhuǎn)錄也不編碼蛋白質(zhì)；在復(fù)制行為上，較常染色質(zhì)早聚縮晚復(fù)制。結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)（constitutiveheterochro兼性異染色性（facultativeheterochromatin)在某些細(xì)胞類型或在一定發(fā)育階段，原來(lái)的常染色質(zhì)聚縮，喪失轉(zhuǎn)錄活性，變?yōu)楫惾旧|(zhì)。兼性異染色質(zhì)的總量隨細(xì)胞類型而變化，一般胚胎細(xì)胞含量少，高度分化的細(xì)胞含量較多，說(shuō)明隨著細(xì)胞分化，較多的基因漸次以聚縮狀態(tài)而關(guān)閉。因此，染色質(zhì)的壓縮折疊可能是關(guān)閉基因活性的一種途徑。兼性異染色性在某些細(xì)胞類型或在一定發(fā)育階段，原來(lái)第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課件第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課件常、異染色質(zhì)的區(qū)別常染色質(zhì)

異染色質(zhì)螺旋化程度低高染色較淺較深間期核中央核邊緣分裂期染色體臂著絲粒區(qū)和端粒區(qū)活性常轉(zhuǎn)錄很少轉(zhuǎn)錄復(fù)制時(shí)間S早、中期S晚期常、異染色質(zhì)的區(qū)別常染色質(zhì)異染色質(zhì)螺旋化程度低高染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：核小體染色質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線管染色質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)：超螺線管染色質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)：染色單體（一）染色質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)模型三、染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)與包裝染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：核小體（一）染色質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)模型三、染色質(zhì)1.一級(jí)結(jié)構(gòu)

核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，為染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，10nm。1.一級(jí)結(jié)構(gòu)球狀組蛋白核心H4DNA雙螺旋(140-160bp、1.75圈）H3H4H3H2AH2AH2BH2BH4H3H3H4H2AH2AH2BH2B10nm連接DNA（60bp）H1H1核小體核心部連接部DNA分子：140-160bp、1.75圈組蛋白：2（H2A、H2B、H3、H4）八聚體組蛋白：H1DNA分子：60bp核小體球狀組蛋白核心H4DNA雙螺旋(140-160bp、1.752.二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線管是染色質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，6個(gè)核小體纏繞一圈形成的中空性管.外30nm;內(nèi)10nm,組蛋白H1位于螺旋管內(nèi)側(cè)。2.二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線管是染色質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)螺旋化程度高，處于凝集狀態(tài)，堿1)人類外周血淋巴細(xì)胞培養(yǎng)及染ElizabethH.袢環(huán)模型（loopmodel）染色體是高度螺旋化的DNA蛋白纖維，是在細(xì)胞分裂期看得見(jiàn)的可用染料染色的條狀結(jié)構(gòu)。③具有種屬和組織特異性非組蛋白是染色體上與特異DNA序列結(jié)合的蛋白質(zhì)，能識(shí)別特異的DNA序列，識(shí)別信息存在于DNA本身，位點(diǎn)在大溝部分，識(shí)別與結(jié)合籍氫鍵和離子鍵。1)人類外周血淋巴細(xì)胞培養(yǎng)及染生殖細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞含有端粒酶，可以使端?；謴?fù)原長(zhǎng)。螺旋化程度高，處于凝集狀態(tài)，堿（highlyrepetitivesequence)超螺線管進(jìn)一步折疊成為四級(jí)結(jié)構(gòu)—染色單體。因此，染色質(zhì)的壓縮折疊可能是關(guān)閉基因活性的一種途徑。均有一段保守序列：在復(fù)制行為上，較常染色質(zhì)早聚縮晚復(fù)制。外30nm;內(nèi)10nm,組蛋白H1位于螺旋管內(nèi)側(cè)。存在于核心顆粒，形成核小體核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，為染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，10nm。錐蟲(chóng)的TAGGG外30nm;內(nèi)10nm,組蛋白H1位于螺旋管內(nèi)側(cè)。采血→接種→培養(yǎng)→秋水仙素處理→收集細(xì)胞→低滲→固定→制片→染色→觀察內(nèi)10nm組蛋白H1螺旋化程度高，處于凝集狀態(tài)，堿內(nèi)10nm組蛋白H1染色質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線管染色質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線管3.三級(jí)結(jié)構(gòu)：超螺線管為染色質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)，它是由螺旋管進(jìn)一步盤(pán)曲而形成。4.四級(jí)結(jié)構(gòu)：超螺線管進(jìn)一步折疊成為四級(jí)結(jié)構(gòu)—染色單體。（DNA分子長(zhǎng)度壓縮至1/8000~1/10000）。3.三級(jí)結(jié)構(gòu)：超螺線管為染色質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)，它是由螺旋第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課件（二）染色質(zhì)的袢環(huán)結(jié)構(gòu)模型(loopmodel)一、二級(jí)結(jié)構(gòu)與四級(jí)結(jié)構(gòu)模型一致：核小體（10nm），螺線管（30nm）30nm螺線管形成袢環(huán)（二）染色質(zhì)的袢環(huán)結(jié)構(gòu)模型(loopmodel)一、二級(jí)袢環(huán)模型（loopmodel）染色體支架（非組蛋白）袢環(huán)（30nm螺線管）123456789101112131415161718袢環(huán)模型（loopmodel）染色體支架（非組蛋白）袢環(huán)（第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課件（一）染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)染色單體次縊痕短臂（p）長(zhǎng)臂（q）隨體常染色質(zhì)區(qū)異染色質(zhì)區(qū)主縊痕（初級(jí)縊痕）四、染色體（一）染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)染色單體次縊痕短臂（p）長(zhǎng)臂（q）隨體中期染色體按著絲粒的位置分為：

1/2~5/8中央著絲粒染色體5/8~7/8亞中著絲粒染色體7/8近端著絲粒染色體中部亞中部近端部端部—末端處染色體的類型中期染色體按著絲粒的位置分為：1/2~5/8中央著絲粒5/8主縊痕模式圖動(dòng)粒結(jié)構(gòu)域配對(duì)結(jié)構(gòu)域中心結(jié)構(gòu)域主縊痕模式圖動(dòng)粒結(jié)構(gòu)域配對(duì)結(jié)構(gòu)域中心結(jié)構(gòu)域隨體染色體的臂上凹陷縮窄形成次縊痕，與核仁的形成有關(guān)，稱為核仁組織區(qū)（NOR)。隨體染色體的臂上凹陷縮窄形成次縊痕，與核仁的形成有關(guān)，稱為核核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，為染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，10nm。ElizabethH.3)羊水細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本（三）、人類的正常核型在復(fù)制行為上，較常染色質(zhì)早聚縮晚復(fù)制。（三）、人類的正常核型螺旋化程度高，處于凝集狀態(tài)，堿HarvardMedicalSchool;MassachusettsGeneralHospital

Boston,MA,USA;可分為結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)和兼性異染色可分為結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)和兼性異染色①保證染色體末端的完全復(fù)制，端粒DNA提供復(fù)制線性DNA末端的模板。一般位于核的邊緣或圍繞在核仁的G帶：Giemsa染色正常染色體每復(fù)制一次,端粒序列減少50-100個(gè)bp,因而端粒也被稱為細(xì)胞的生命鐘,當(dāng)端?？s短到一定程度，即是細(xì)胞衰老的標(biāo)志。人類體細(xì)胞的正常核型（Denver體制）161718（二）異染色質(zhì)（heterochromatin)核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，為染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，10nm。端粒（telomere）核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，為染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，10n生殖細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞含有端粒酶，可以使端粒恢復(fù)原長(zhǎng)。端粒是存在于染色體末端的特化部位。通常由一簡(jiǎn)單重復(fù)的序列組成,進(jìn)化上高度保守。可以保護(hù)染色體末端不被降解，并防止與其它染色體的末端融合。正常染色體每復(fù)制一次,端粒序列減少50-100個(gè)bp,因而端粒也被稱為細(xì)胞的生命鐘,當(dāng)端粒縮短到一定程度，即是細(xì)胞衰老的標(biāo)志。端粒（telomere）生殖細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞含有端粒酶，可以使端粒酶是一種由蛋白質(zhì)和RNA組成的核糖核蛋白酶。具有延長(zhǎng)端粒末端重復(fù)序列的功能，如果端粒酶活性喪失，端粒將逐漸縮短，從而導(dǎo)致細(xì)胞衰老。端粒酶端粒酶與端粒的關(guān)系端粒酶是一種由蛋白質(zhì)和RNA組成的核糖

2009年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給三名科學(xué)家，他們解決了生物學(xué)的一個(gè)重大問(wèn)題：在細(xì)胞分裂時(shí)染色體如何完整地自我復(fù)制以及染色體如何受到保護(hù)以免于退化。這三位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者向我們展示，解決辦法存在于染色體末端—端粒，以及形成端粒的酶—端粒酶。2009年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給三名科學(xué)家，ElizabethH.Blackburn伊麗莎白-布萊克本CarolW.Greider卡羅爾-格雷德JackW.Szostak杰克-紹斯塔克UniversityofCalifornia

SanFrancisco,CA,USA美國(guó)加利福尼亞舊金山大學(xué)JohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicine

Baltimore,MD,USA巴爾的摩約翰-霍普金斯醫(yī)學(xué)院HarvardMedicalSchool;MassachusettsGeneralHospital

Boston,MA,USA;哈佛醫(yī)學(xué)院ElizabethH.BlackburnCarolW（二）染色體穩(wěn)定遺傳的功能序列：（二）染色體穩(wěn)定遺傳的功能序列：１.自主復(fù)制序列

（autonomouslyreplicatingsequence,ARS）

是DNA復(fù)制的起點(diǎn)；

均有一段保守序列：200bp-A(T)TTTAT(C)A(G)TTTA(T)-200bp,１.自主復(fù)制序列2、著絲粒序列(centromereDNAsequence,CEN)由串聯(lián)重復(fù)序列組成，含有11個(gè)高度保守的堿基序列：-TGATTTCCGAA-，其功能是形成著絲粒，使細(xì)胞分裂中染色體能夠準(zhǔn)確地分離。第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課件3、端粒序列(telomericsequence,TEL)不同生物的端粒序列都很相似，由長(zhǎng)5-10bp的重復(fù)單位串聯(lián)而成。

草履蟲(chóng)的TTGGGG錐蟲(chóng)的TAGGG擬南芥的TTTAGGG

人的TTAGGG3、端粒序列

端粒的功能：

①保證染色體末端的完全復(fù)制，端粒DNA提供復(fù)制線性DNA末端的模板。②在兩端形成保護(hù)性的帽結(jié)構(gòu)，使DNA免受核酸酶和其他不穩(wěn)定因素的破壞和影響。③在細(xì)胞的壽命、衰老和死亡中起作用。端粒的功能：（三）、人類的正常核型1.核型（Karyotype）：

一個(gè)體細(xì)胞（somaticcell）中的全部染色體，按其大小和形態(tài)特征排列所構(gòu)成的圖像。

（三）、人類的正常核型1.核型（Karyotype）正常男性：46，XY正常女性：46，XX正常男性：46，XY正常女性：46，XX人類體細(xì)胞的正常核型（Denver體制）組染色體號(hào)主要特征A組B組C組D組E組F組G組123亞中著絲粒染色體中央著絲粒染色體4——5亞中著絲粒染色體6——12、X亞中著絲粒染色體大小13——15近端著絲粒染色體、有隨體161718亞中著絲粒染色體中央著絲粒染色體19——20中央著絲粒染色體21——22、Y近端著絲粒染色體、有隨體Y染色體略大、長(zhǎng)臂平行伸展、無(wú)隨體人類體細(xì)胞的正常核型（Denver體制）123456789101112X13141516171819202122YABCEFGD1234562.染色體的顯帶技術(shù)用特殊的染色方法使染色體在其長(zhǎng)軸上顯出明暗交替或染色深淺不同的橫紋——帶。2.染色體的顯帶技術(shù)染色體標(biāo)本的制備1)人類外周血淋巴細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本制備采血→接種→培養(yǎng)→秋水仙素處理→收集細(xì)胞→低滲→固定→制片→染色→觀察染色體標(biāo)本的制備3)羊水細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本制備抽羊水最佳時(shí)間妊娠16—20周2)骨髓細(xì)胞染色體標(biāo)本制備3)羊水細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本2)骨髓細(xì)胞染色體標(biāo)本制備顯帶技術(shù)整條顯帶局部顯帶Q帶：喹吖因或熒光染料顯帶整條顯帶局部顯帶Q帶：喹吖因或熒光染料第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課件顯帶技術(shù)整條顯帶局部顯帶Q帶：喹吖因或熒光染料G帶：Giemsa染色顯帶整條顯帶局部顯帶Q帶：喹吖因或熒光染料G帶：Giemsa第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課件第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課件顯帶技術(shù)整條顯帶局部顯帶Q帶：喹吖因或熒光染料G帶：Giemsa染色R帶：Q、G反帶高分辨帶顯帶整條顯帶局部顯帶Q帶：喹吖因或熒光染料G帶：Giemsa示550-850條帶階段中期染色體照片（46,XX)示550-850條帶階段中期染色體照片（46,XX)顯帶技術(shù)整條顯帶局部顯帶Q帶：喹吖因或熒光染料G帶：Giemsa染色R帶：Q、G反帶高分辨帶C帶：著絲粒等區(qū)的異染色質(zhì)顯帶整條顯帶局部顯帶Q帶：喹吖因或熒光染料G帶：Giemsa第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課件第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)66優(yōu)選第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)選第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)染色質(zhì)與染色體是由DNA、組蛋白、非組蛋白及RNA等組成的核蛋白復(fù)合體，是遺傳信息的載體。是同一種物質(zhì)在細(xì)胞周期的不同時(shí)期中所表現(xiàn)的兩種不同的存在形式。染色質(zhì)是細(xì)胞間期核內(nèi)伸展開(kāi)的DNA蛋白纖維。染色體是高度螺旋化的DNA蛋白纖維，是在細(xì)胞分裂期看得見(jiàn)的可用染料染色的條狀結(jié)構(gòu)。染色質(zhì)與染色體是由DNA、組蛋白、非組蛋白及RNA等組一、染色質(zhì)的化學(xué)組成核酸蛋白質(zhì)成分DNARNA組蛋白非組蛋白所占比例10.05-0.110.5-1.5一、染色質(zhì)的化學(xué)組成核酸蛋白質(zhì)成分DNARNA組蛋白非組（一）DNA單一序列（uniqueseq.)中度重復(fù)序列（middlerepetitiveseq.)高度重復(fù)序列（highlyrepetitiveseq.)（一）DNA單一序列（uniqueseq.)中1.單一序列（uniquesequence)

在基因組中僅有一個(gè)或幾個(gè)拷貝，負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)氨基酸組成的信息,以三聯(lián)體密碼方式進(jìn)行編碼。大多數(shù)編碼蛋白質(zhì)(酶)的結(jié)構(gòu)基因?qū)龠@種結(jié)構(gòu)形式。1.單一序列（uniquesequence)在2.中度重復(fù)序列（middlerepetitivesequence)

重復(fù)次數(shù)在10~105之間。多數(shù)是不編碼的序列，構(gòu)成基因的間隔序列，在基因調(diào)控中起重要作用，涉及DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后加工等方面。有一些是有編碼功能的基因，如rRNA基因，tRNA基因，組蛋白的基因、核糖體蛋白的基因等。2.中度重復(fù)序列重復(fù)次數(shù)在10~105之間。多數(shù)是不3.高度重復(fù)序列（highlyrepetitivesequence)

由一些短的DNA序列呈串聯(lián)重復(fù)排列，一般為幾個(gè)、十幾個(gè)或幾十個(gè)bp，但重復(fù)拷貝數(shù)超過(guò)105，在染色體的端粒、著絲粒，構(gòu)成結(jié)構(gòu)基因的間隔，維系染色體結(jié)構(gòu)，與減數(shù)分裂中同源染色體聯(lián)會(huì)配對(duì)有關(guān)。3.高度重復(fù)序列由一些短的DNA序列呈串聯(lián)重復(fù)排列，（二）組蛋白組蛋白是真核細(xì)胞染色質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)蛋白，富含帶正電荷的精氨酸和賴氨酸，屬堿性蛋白質(zhì)。其含量恒定，在真核細(xì)胞中共有5種。（二）組蛋白組蛋白是真核細(xì)胞染色質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)蛋白，富組蛋白的分類及特性

種類賴氨酸/精氨酸殘基數(shù)分子量(kD)保守性存在部位及結(jié)構(gòu)作用H1存在于核心顆粒，形成核小體存在于核心顆粒，形成核小體存在于核心顆粒，形成核小體存在于核心顆粒，形成核小體29.0021523.0低高高極高極高H2AH2BH3H41.2212914.02.6612513.60.7713515.30.7910211.3存在于連接線上核小體蛋白，幫助DNA卷曲形成核小體組蛋白的分類及特性種類賴氨酸殘基數(shù)分子量保守性存在部位及結(jié)核小體核小體組蛋白的化學(xué)修飾乙?；嚎筛淖冑嚢彼崴鶐У碾姾桑档徒M蛋白與DNA的結(jié)合，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行。磷酸化：同乙酰化甲基化：可增強(qiáng)組蛋白和DNA的相互作用，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄活性組蛋白的化學(xué)修飾乙酰化：可改變賴氨酸所帶的電荷，降低組蛋白（三）非組蛋白①酸性蛋白質(zhì)，帶負(fù)電荷,富含天門(mén)冬AA，谷AA等酸性AA②種類多③具有種屬和組織特異性④整個(gè)周期都能合成特性（三）非組蛋白①酸性蛋白質(zhì)，帶負(fù)電荷,富含天門(mén)冬AA，谷A非組蛋白是染色體上與特異DNA序列結(jié)合的蛋白質(zhì)，能識(shí)別特異的DNA序列，識(shí)別信息存在于DNA本身，位點(diǎn)在大溝部分，識(shí)別與結(jié)合籍氫鍵和離子鍵。非組蛋白是染色體上與特異DNA序列結(jié)合的非組蛋白的功能①參與構(gòu)建染色體②啟動(dòng)DNA的復(fù)制③調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄非組蛋白的功能①參與構(gòu)建染色體②啟動(dòng)DNA的復(fù)制③3)羊水細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本單一序列（uniqueseq.端粒酶是一種由蛋白質(zhì)和RNA組成的核糖核蛋白酶。染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：核小體擬南芥的TTTAGGGJohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicine

Baltimore,MD,USA大多數(shù)編碼蛋白質(zhì)(酶)的結(jié)構(gòu)基因?qū)龠@種結(jié)構(gòu)形式。兼性異染色質(zhì)的總量隨細(xì)胞類型而變化，一般胚胎細(xì)胞含量少，高度分化的細(xì)胞含量較多，說(shuō)明隨著細(xì)胞分化，較多的基因漸次以聚縮狀態(tài)而關(guān)閉。ElizabethH.染色體是高度螺旋化的DNA蛋白纖維，是在細(xì)胞分裂期看得見(jiàn)的可用染料染色的條狀結(jié)構(gòu)。（highlyrepetitivesequence)ElizabethH.G帶：Giemsa染色伸展?fàn)顟B(tài)，螺旋化程度低，用堿性染料染色時(shí)著色淺而均勻的染色質(zhì)。優(yōu)選第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)正常染色體每復(fù)制一次,端粒序列減少50-100個(gè)bp,因而端粒也被稱為細(xì)胞的生命鐘,當(dāng)端粒縮短到一定程度，即是細(xì)胞衰老的標(biāo)志。大多數(shù)編碼蛋白質(zhì)(酶)的結(jié)構(gòu)基因?qū)龠@種結(jié)構(gòu)形式。人的TTAGGG袢環(huán)模型（loopmodel）人類體細(xì)胞的正常核型（Denver體制）3)羊水細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本二、染色質(zhì)的類型二、染色質(zhì)的類型伸展?fàn)顟B(tài)，螺旋化程度低，用堿性染料染色時(shí)著色淺而均勻的染色質(zhì)。2.單一序列DNA和中度重復(fù)序列DNA，具有轉(zhuǎn)錄活性。3.大部分位于間期核的中央，一部分介于異染色質(zhì)之間。4.在細(xì)胞分裂期，常染色質(zhì)位于染色體的臂。

(一)常染色質(zhì)（euchromatin)伸展?fàn)顟B(tài)，螺旋化程度低，用堿性染料染色時(shí)著色淺而均勻的染色質(zhì)（二）異染色質(zhì)（heterochromatin)1.螺旋化程度高，處于凝集狀態(tài)，堿性染料染色時(shí)著色較深。2.一般位于核的邊緣或圍繞在核仁的周圍。3.轉(zhuǎn)錄不活躍或無(wú)轉(zhuǎn)錄活性。4.可分為結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)和兼性異染色質(zhì)。（二）異染色質(zhì)（heterochromatin)結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)（constitutiveheterochromatin)在各種細(xì)胞類型的細(xì)胞周期中（除復(fù)制期外）都呈濃縮狀態(tài)，由高度重復(fù)的DNA序列構(gòu)成；在中期染色體上常位于染色體的著絲粒區(qū)，端粒區(qū)、次縊痕等部位；具有遺傳惰性，不轉(zhuǎn)錄也不編碼蛋白質(zhì)；在復(fù)制行為上，較常染色質(zhì)早聚縮晚復(fù)制。結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)（constitutiveheterochro兼性異染色性（facultativeheterochromatin)在某些細(xì)胞類型或在一定發(fā)育階段，原來(lái)的常染色質(zhì)聚縮，喪失轉(zhuǎn)錄活性，變?yōu)楫惾旧|(zhì)。兼性異染色質(zhì)的總量隨細(xì)胞類型而變化，一般胚胎細(xì)胞含量少，高度分化的細(xì)胞含量較多，說(shuō)明隨著細(xì)胞分化，較多的基因漸次以聚縮狀態(tài)而關(guān)閉。因此，染色質(zhì)的壓縮折疊可能是關(guān)閉基因活性的一種途徑。兼性異染色性在某些細(xì)胞類型或在一定發(fā)育階段，原來(lái)第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課件第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課件常、異染色質(zhì)的區(qū)別常染色質(zhì)

異染色質(zhì)螺旋化程度低高染色較淺較深間期核中央核邊緣分裂期染色體臂著絲粒區(qū)和端粒區(qū)活性常轉(zhuǎn)錄很少轉(zhuǎn)錄復(fù)制時(shí)間S早、中期S晚期常、異染色質(zhì)的區(qū)別常染色質(zhì)異染色質(zhì)螺旋化程度低高染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：核小體染色質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線管染色質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)：超螺線管染色質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)：染色單體（一）染色質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)模型三、染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)與包裝染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：核小體（一）染色質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)模型三、染色質(zhì)1.一級(jí)結(jié)構(gòu)

核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，為染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，10nm。1.一級(jí)結(jié)構(gòu)球狀組蛋白核心H4DNA雙螺旋(140-160bp、1.75圈）H3H4H3H2AH2AH2BH2BH4H3H3H4H2AH2AH2BH2B10nm連接DNA（60bp）H1H1核小體核心部連接部DNA分子：140-160bp、1.75圈組蛋白：2（H2A、H2B、H3、H4）八聚體組蛋白：H1DNA分子：60bp核小體球狀組蛋白核心H4DNA雙螺旋(140-160bp、1.752.二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線管是染色質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，6個(gè)核小體纏繞一圈形成的中空性管.外30nm;內(nèi)10nm,組蛋白H1位于螺旋管內(nèi)側(cè)。2.二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線管是染色質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)螺旋化程度高，處于凝集狀態(tài)，堿1)人類外周血淋巴細(xì)胞培養(yǎng)及染ElizabethH.袢環(huán)模型（loopmodel）染色體是高度螺旋化的DNA蛋白纖維，是在細(xì)胞分裂期看得見(jiàn)的可用染料染色的條狀結(jié)構(gòu)。③具有種屬和組織特異性非組蛋白是染色體上與特異DNA序列結(jié)合的蛋白質(zhì)，能識(shí)別特異的DNA序列，識(shí)別信息存在于DNA本身，位點(diǎn)在大溝部分，識(shí)別與結(jié)合籍氫鍵和離子鍵。1)人類外周血淋巴細(xì)胞培養(yǎng)及染生殖細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞含有端粒酶，可以使端?；謴?fù)原長(zhǎng)。螺旋化程度高，處于凝集狀態(tài)，堿（highlyrepetitivesequence)超螺線管進(jìn)一步折疊成為四級(jí)結(jié)構(gòu)—染色單體。因此，染色質(zhì)的壓縮折疊可能是關(guān)閉基因活性的一種途徑。均有一段保守序列：在復(fù)制行為上，較常染色質(zhì)早聚縮晚復(fù)制。外30nm;內(nèi)10nm,組蛋白H1位于螺旋管內(nèi)側(cè)。存在于核心顆粒，形成核小體核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，為染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，10nm。錐蟲(chóng)的TAGGG外30nm;內(nèi)10nm,組蛋白H1位于螺旋管內(nèi)側(cè)。采血→接種→培養(yǎng)→秋水仙素處理→收集細(xì)胞→低滲→固定→制片→染色→觀察內(nèi)10nm組蛋白H1螺旋化程度高，處于凝集狀態(tài)，堿內(nèi)10nm組蛋白H1染色質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線管染色質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線管3.三級(jí)結(jié)構(gòu)：超螺線管為染色質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)，它是由螺旋管進(jìn)一步盤(pán)曲而形成。4.四級(jí)結(jié)構(gòu)：超螺線管進(jìn)一步折疊成為四級(jí)結(jié)構(gòu)—染色單體。（DNA分子長(zhǎng)度壓縮至1/8000~1/10000）。3.三級(jí)結(jié)構(gòu)：超螺線管為染色質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)，它是由螺旋第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課件（二）染色質(zhì)的袢環(huán)結(jié)構(gòu)模型(loopmodel)一、二級(jí)結(jié)構(gòu)與四級(jí)結(jié)構(gòu)模型一致：核小體（10nm），螺線管（30nm）30nm螺線管形成袢環(huán)（二）染色質(zhì)的袢環(huán)結(jié)構(gòu)模型(loopmodel)一、二級(jí)袢環(huán)模型（loopmodel）染色體支架（非組蛋白）袢環(huán)（30nm螺線管）123456789101112131415161718袢環(huán)模型（loopmodel）染色體支架（非組蛋白）袢環(huán)（第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課件（一）染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)染色單體次縊痕短臂（p）長(zhǎng)臂（q）隨體常染色質(zhì)區(qū)異染色質(zhì)區(qū)主縊痕（初級(jí)縊痕）四、染色體（一）染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)染色單體次縊痕短臂（p）長(zhǎng)臂（q）隨體中期染色體按著絲粒的位置分為：

1/2~5/8中央著絲粒染色體5/8~7/8亞中著絲粒染色體7/8近端著絲粒染色體中部亞中部近端部端部—末端處染色體的類型中期染色體按著絲粒的位置分為：1/2~5/8中央著絲粒5/8主縊痕模式圖動(dòng)粒結(jié)構(gòu)域配對(duì)結(jié)構(gòu)域中心結(jié)構(gòu)域主縊痕模式圖動(dòng)粒結(jié)構(gòu)域配對(duì)結(jié)構(gòu)域中心結(jié)構(gòu)域隨體染色體的臂上凹陷縮窄形成次縊痕，與核仁的形成有關(guān)，稱為核仁組織區(qū)（NOR)。隨體染色體的臂上凹陷縮窄形成次縊痕，與核仁的形成有關(guān)，稱為核核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，為染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，10nm。ElizabethH.3)羊水細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本（三）、人類的正常核型在復(fù)制行為上，較常染色質(zhì)早聚縮晚復(fù)制。（三）、人類的正常核型螺旋化程度高，處于凝集狀態(tài)，堿HarvardMedicalSchool;MassachusettsGeneralHospital

Boston,MA,USA;可分為結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)和兼性異染色可分為結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)和兼性異染色①保證染色體末端的完全復(fù)制，端粒DNA提供復(fù)制線性DNA末端的模板。一般位于核的邊緣或圍繞在核仁的G帶：Giemsa染色正常染色體每復(fù)制一次,端粒序列減少50-100個(gè)bp,因而端粒也被稱為細(xì)胞的生命鐘,當(dāng)端粒縮短到一定程度，即是細(xì)胞衰老的標(biāo)志。人類體細(xì)胞的正常核型（Denver體制）161718（二）異染色質(zhì)（heterochromatin)核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，為染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，10nm。端粒（telomere）核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，為染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，10n生殖細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞含有端粒酶，可以使端粒恢復(fù)原長(zhǎng)。端粒是存在于染色體末端的特化部位。通常由一簡(jiǎn)單重復(fù)的序列組成,進(jìn)化上高度保守?？梢员Ｗo(hù)染色體末端不被降解，并防止與其它染色體的末端融合。正常染色體每復(fù)制一次,端粒序列減少50-100個(gè)bp,因而端粒也被稱為細(xì)胞的生命鐘,當(dāng)端粒縮短到一定程度，即是細(xì)胞衰老的標(biāo)志。端粒（telomere）生殖細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞含有端粒酶，可以使端粒酶是一種由蛋白質(zhì)和RNA組成的核糖核蛋白酶。具有延長(zhǎng)端粒末端重復(fù)序列的功能，如果端粒酶活性喪失，端粒將逐漸縮短，從而導(dǎo)致細(xì)胞衰老。端粒酶端粒酶與端粒的關(guān)系端粒酶是一種由蛋白質(zhì)和RNA組成的核糖

2009年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給三名科學(xué)家，他們解決了生物學(xué)的一個(gè)重大問(wèn)題：在細(xì)胞分裂時(shí)染色體如何完整地自我復(fù)制以及染色體如何受到保護(hù)以免于退化。這三位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者向我們展示，解決辦法存在于染色體末端—端粒，以及形成端粒的酶—端粒酶。2009年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給三名科學(xué)家，ElizabethH.Blackburn伊麗莎白-布萊克本CarolW.Greider卡羅爾-格雷德JackW.Szostak杰克-紹斯塔克UniversityofCalifornia

SanFrancisco,CA,USA美國(guó)加利福尼亞舊金山大學(xué)JohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicine

Baltimore,MD,USA巴爾的摩約翰-霍普金斯醫(yī)學(xué)院HarvardMedicalSchool;MassachusettsGeneralHospital

Boston,MA,USA;哈佛醫(yī)學(xué)院ElizabethH.BlackburnCarolW（二）染色體穩(wěn)定遺傳的功能序列：（二）染色體穩(wěn)定遺傳的功能序列：１.自主復(fù)制序列

（autonomouslyreplicatingsequence,ARS）

是DNA復(fù)制的起點(diǎn)；

均有一段保守序列：200bp-A(T)TTTAT(C)A(G)TTTA(T)-200bp,１.自主復(fù)制序列2、著絲粒序列(centromereDNAsequence,CEN)由串聯(lián)重復(fù)序列組成，含有11個(gè)高度保守的堿基序列：-TGATTTCCGAA-，其功能是形成著絲粒，使細(xì)胞分裂中染色體能夠準(zhǔn)確地分離。第二章染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課件