1、第十章 基因組和染色體,基因組( genome )是指一個細胞中遺傳物質(zhì)的總量。 核型（Karyotype） C值（C value） 原核基因組含有大量單一順序（unique-sequences），僅有少量的重復(fù)順序。 真核基因組含少量單一順序和大量重復(fù)順序。 原核生物的細胞中除了主染色體以外，還含有各種質(zhì)粒和轉(zhuǎn)座因子。 真核生物除了核染色體以外，還存在細胞器DNA。,第一節(jié)原核生物基因組的結(jié)構(gòu)特點,E.coli 2.4109 Da，42000 Kb（1300微米），閉合環(huán) 狀，約編碼2000個基因。 類核（nucleoid）。 支架 (scafford） 100個DNA環(huán)組成， 每個環(huán)長40

2、Kb，13微米。 每200bp就有一個負超螺旋（=0.05）,即基因組中含 5%的負超螺旋。 超螺旋以兩種狀態(tài)存在： （1）自由狀態(tài)的超螺旋，可在環(huán)內(nèi)傳遞張力。 （2）超螺旋受到束縛，不能傳遞張力。,一類核的結(jié)構(gòu),表10-1 E.coli含有的各種DNA結(jié)合蛋白,二 重疊基因(overlapping gene),蓮人在綠楊津 采 一 玉漱聲歌新闕 采蓮人在綠楊津，在綠楊津一闕新； 一闕新歌聲漱玉，歌聲漱玉采蓮人。,1977年Sanger首先發(fā)現(xiàn)重疊基因 他對單鏈環(huán)狀的噬菌體X174進行了測序。 5386Nt 11 基因， 3個轉(zhuǎn)錄單位，由3個啟動子（pA,pB,pD）啟動。 X174含有的53

3、86Nt最多能編碼1795個氨基酸，若每個氨基酸的平均分子量為110，則總的蛋白質(zhì)分子量為197,000Da，但實際蛋白質(zhì)總分子量卻為262,000D。 將全部DNA順序和蛋白質(zhì)的氨基酸順序進行比較，發(fā)現(xiàn)了重疊基因,重復(fù)基因 Overlapping Genes,三質(zhì)粒(plasmid),1抗性質(zhì)粒（Resistance （R）plasmids）: 2. 致育因子（Fertility （F）plasmids） 3.Col質(zhì)粒：有編碼大腸桿菌素（colicins）基因。 4. 降解質(zhì)粒(degradative plasmids)。這種質(zhì)粒編 碼一種特殊蛋白，可使宿主菌代謝特殊的分子， 如甲苯或水楊

4、酸。 5.侵入性質(zhì)粒(virulence plasmids)。這些質(zhì)。如Ti 質(zhì)粒，此是在根癌農(nóng)桿菌(Agrobacterium tumefaciens)中發(fā)現(xiàn)的,第二節(jié) 真核基因組的復(fù)雜性,分子量約為31012道爾頓 長度為2106Kb， 形態(tài)為線狀， 約編碼10萬個以下的基因。 人類細胞在二倍體的核中DNA長約30億個堿基對 估計編碼3萬個基因， 每條染色體含堿基8千萬至3億不等。 現(xiàn)已有5千個基因被編目，1900個基因已進行了染色體定位，600個已被克隆分離出來。 若將一個細胞中每條染色體的DNA首尾彼此相接，全長約200cm。,Renato Dulbecco于1986年首先提出了“ 人

5、類基因組計劃”，原計劃約10-15年完成，耗資30億美元，其宏偉的程度堪與Manhatto原子彈計劃和Appolo登月計劃相提并論。 1990年開始實施 1999 破譯出人類第22號染色體的遺傳密碼。 2000 完成了人類第21號染色體的測序。 預(yù)計從原定的2003年6月提前到2001年6月完成。 2000年6月26日美，英 ,日，德，法，中六國共同宣布人類基因組工作草圖繪制成功。,2000年 3月塞萊拉公司宣布完成了果蠅的基因組測序。 12月14日英美等國科學(xué)家宣布繪出擬南芥基因組的完整圖譜。這是人類首次全部破譯一種植物的基因序列。 2001年:1、2月，HGP和美國塞萊拉（Sequenci

6、ng）公司將各自測定的人類基因組工作框架圖分別發(fā)表在Nature和 Science 上， 這表明人類基因組計劃（HGP）進入了一個展新的階段。,2000,4,5:以楊煥明為首的中國科學(xué)家在Science發(fā)表了水稻全基因組框架序列圖。 基因總數(shù)：4602255615，約為人類的2倍； 其中10000個基因的功能已確定； 水稻的“垃圾”序列多位于基因外，人類的“垃圾”序列多位于基因內(nèi)； 水稻的基因平均長度為4500bp,人類基因平均長度為72000bp, 擬南芥約有25000個基因，80%在水稻中都存在，二者之間有關(guān)信號傳導(dǎo)的基因差別最大,一 組蛋白,表122 小牛胸腺DNA的組蛋白的特點,二核小

7、體（nucliesome）,1956年Wilkins和Vittorio Luzzati對染色質(zhì)進行了X衍射研究，發(fā)現(xiàn)染色質(zhì)具有間隔為100埃的重復(fù)性結(jié)構(gòu)。這意味著甚麼？ Clark和Felsenfeld于1971年首先用葡萄球菌核酸酶(Staphylococcal nuclease)來作用染色質(zhì)，不敏感的區(qū)域比較均一。這暗示甚麼？ 接著Hewish和Burgoyun（1973年）用內(nèi)源核酸酶消化細胞核，再從核中分離出DNA，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一系列DNA片段，它們相當(dāng)于長約200bp的一種基本單位的多聚體。表明甚麼？ M.Noll（1974年）用外源核酸酶處理染色質(zhì)，然后進行電泳，測得前三個片段的長度分別為205，405，605bp長，表明甚麼？,Olins夫婦（1974）和Pierre Chambon等（1975）在電鏡下觀察到染色質(zhì)的“繩珠”狀結(jié)構(gòu)，小球的直徑為100埃,Olins并把這種小球稱為小體。 X衍射圖表明組蛋白的多聚體是緊密相聯(lián)，并無可容納像DNA分子那樣大小的孔洞，表明甚麼？ 1974年Kornberg和Thomas 先用小球菌核酸酶稍稍消化一下染色質(zhì)，切斷一部分200核苷酸對單位之間的DNA，使其中含有單體、二聚體、三聚體和四聚體等。然后經(jīng)離心將它們分開。每一組再通過凝膠電泳證明其