關(guān)于染色體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)第1頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

染色質(zhì)絲的電子顯微鏡照片——由從串的核小體組成

21號(hào)中期染色體的光學(xué)和電子顯微照片

核小體

一個(gè)染色單體為一條染色質(zhì)絲第2頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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)。第3頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、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第4頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）DNA單一序列（uniqueseq.)

中度重復(fù)序列（middlerepetitiveseq.)高度重復(fù)序列（highlyrepetitiveseq.)第5頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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。第6頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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。第7頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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)。第8頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（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(lài)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。第9頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月組蛋白的分類(lèi)及特性

種類(lèi)賴(lài)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(xiàn)上核小體蛋白，幫助DNA卷曲形成核小體第10頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月核小體第11頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月組蛋白的化學(xué)修飾乙?；嚎筛淖冑?lài)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?；?/p>

甲基化：可增強(qiáng)組蛋白和DNA的相互作用，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄活性第12頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（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(lèi)多

③具有種屬和組織特異性

④整個(gè)周期都能合成

特性第13頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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。第14頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月非組蛋白的功能

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)錄第15頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第16頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、染色質(zhì)的類(lèi)型第17頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月伸展?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)

第18頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（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?chē)?.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)。第19頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)（constitutiveheterochromatin)

在各種細(xì)胞類(lèi)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。第20頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月兼性異染色性（facultativeheterochromatin)

在某些細(xì)胞類(lèi)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(lèi)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。第21頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第22頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第23頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常、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晚期第24頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月染色質(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(xiàn)管染色質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)：超螺線(xiàn)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)與包裝第25頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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。第26頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月球狀組蛋白核心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核小體第27頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.二級(jí)結(jié)構(gòu)：

螺線(xiàn)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)。第28頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)10nm組蛋白H1第29頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月染色質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線(xiàn)管第30頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.三級(jí)結(jié)構(gòu)：

超螺線(xiàn)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(xiàn)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）。第31頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第32頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（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(xiàn)管（30nm）30nm螺線(xiàn)管形成袢環(huán)第33頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月袢環(huán)模型（loopmodel）染色體支架（非組蛋白）袢環(huán)（30nm螺線(xiàn)管）123456789101112131415161718第34頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第35頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（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、染色體第36頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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(lèi)型第37頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主縊痕模式圖動(dòng)粒結(jié)構(gòu)域配對(duì)結(jié)構(gòu)域中心結(jié)構(gòu)域第38頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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(chēng)為核仁組織區(qū)（NOR)。第39頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月端粒（telomere）第40頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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(chēng)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。端粒（telomere）第41頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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)系第42頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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。第43頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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)院第44頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）染色體穩(wěn)定遺傳的功能序列：第45頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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,第46頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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47頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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TTAGGG第48頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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(xiàn)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。第49頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）、人類(lèi)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。

第50頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月正常男性：46，XY正常女性：46，XX第51頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月人類(lèi)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)隨體第52頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月123456789101112X13141516171819202122YABCEFGD第53頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.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。

第54頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月染色體標(biāo)本的制備1)人類(lèi)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→觀察第55頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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)本制備第56頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月顯帶技術(shù)整條顯帶局部顯帶Q帶：喹吖因或熒光染料第57頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第58頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月顯帶技術(shù)整條顯帶局部顯帶Q帶：喹吖因或熒光染料G帶：Giemsa染色第59頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第60頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第61頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月顯帶技術(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反帶高分辨帶第62頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月