【正文】
( attachment point),這種結合對于染色體對在子細胞中的有序和平均分配至關重要。在酵母中, centromere的功能單位長約 130 bp,富含 AT 堿基對。在高等真核細胞中, centromere都是由長約 5- 10 bp、方向相同的高度重復序列所組成。 ? 酵母端粒( Telomeres)一般以 100 bp左右不精確重復序列所組成。 5’(TxGy)n 3’(AxCy)n 其中 X、 Y一般為 1- 4,單細胞真核生物中 n常為 20- 100,高等真核生物中 1500。 染色體末端的線性重復序列不能被 DNA polymerase 所準確復制,它們一般在 DNA復制完成以后由 telomarase合成后加到染色體末端 ,稱為端粒。 Alu(家族 DNA)(長約 300bp)是人類高度重復序列 ,因為該序列中帶有 Alu的識別序列而得名。 數(shù)十萬個 Alu重復序列散布于整個人類基因組中, 達到總序列的 1- 3%。 Alu與其它高度重復序列共占人類 DNA的 10%以上。 Nucleosome : Subunit of chromatin posed of a short length of DNA wrapped around a core of histone proteins. The human genome contains about 3 billion nucleotide pairs anized as 23 chromosomes pairs . If uncoiled, the DNA contained by each of those chromosomes would measure between and cm long. This is too long to fit into a cell. Moreover, if chromosomes were posed of extended DNA, it is difficult to imagine how the DNA could be replicated and segregated into two daughter cells without breaking down. Chromatin: Chromosomal DNA is packaged into a pact structure with the help of specialized proteins called histones . The plex DNA plus histones in eucaryotic cells is called chromatin . The fundamental packing unit is known as a nucleosome. Each nucleosome is about 11nm in diameter. The DNA double helix wraps around a central core of eight histone protein molecules (an octamer) to form a single nucleosome. A second histone (H1 in the illustration) fastens the DNA to the nucleosome core. The total mass of this plex is about 100,000 daltons. Nucleosomes are usually packed together, with the aid of a histone (H1,) to form a 30nm large fiber. As a 30nm fiber, the typical human chromosome would be about in length and would span the nucleus 100 times. This suggests higher orders of packaging, to give a chromosome the pact structure seen in a typical karyotype (metaphase) cell. 染色質 (chromatin) 和核小體 (nucleosome) 串珠模型 DNA+組蛋白 核小體 螺旋體( 30nm fiber) 超螺旋體 (300nm loop) 染色體 (人類總 DNA長度 =180cm) 140bp, 八聚體 , , 縮短 7倍 螺旋化 ,縮短 6倍 進一步螺旋化 ,縮短 40倍 盤繞 .縮短 4倍 串珠模型 非組蛋白在穩(wěn)定高級結構起作用,可能是骨架蛋白, 30nm的基質 三、 DNA的組成與結構 Avery在 1944年的研究報告中寫道:“當溶液中酒精的體積達到 9/10時,有纖維狀物質析出。如稍加攪拌,它就會象棉線在線軸上一樣繞在硬棒上,溶液中的其它成份則呈顆粒狀沉淀。溶解纖維狀物質并重復數(shù)次,可提高其純度。這一物質具有很強的生物學活性,初步實驗證實,它很可能就是 DNA(誰能想到?。?”。對 DNA分子的物理化學研究導致了現(xiàn)代生物學翻天覆地的革命,這更是 Avery所沒有想到。 DNA的一級結構 : 就是指 4種核苷酸的連接及其排列順序,表示了該 DNA分子的化學構成。 核苷酸序列對 DNA高級結構的形成有很大影響。 例如: BDNA中多聚( GC)區(qū)易出現(xiàn)左手螺旋 DNA( ZDNA); 反向重復的 DNA片段易出現(xiàn)發(fā)卡式結構等 。 DNA不僅具有嚴格的化學組成,還具有特殊的高級結構,它主要以有規(guī)則的雙螺旋形式存在,其基本特點是: ? DNA分子是由兩條互相平行的脫氧核苷酸長鏈盤繞而成的。 ? DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接,排在外側,構成基本骨架,堿基排列在內側。 ?兩條鏈上的堿基通過氫鍵相結合,形成堿基對,它的組成有一定的規(guī)律。 這就是嘌呤與嘧啶配對,而且腺嘌呤( A)只能與胸腺嘧啶( T)配對,鳥嘌呤( G)只能與胞嘧啶( C)配對。如一條鏈上某一堿基是 C,另一條鏈上與它配對的堿基必定是 G。堿基之間的這種一一對應的關系叫堿基互補配對原則。 組成 DNA分子的堿基雖然只有 4種,它們的配對方式也只有 A與 T, C與 G兩種,但是,由于堿基可以任何順序排列,構成了 DNA分子的多樣性。 例如,某 DNA分子的一條多核苷酸鏈有 100個不同的堿基組成,它們的可能排列方式就是 4100 。 含氮堿基 焦磷酸 鍵形成 四、原核與真核染色體 DNA比較 ? 原核生物中一般只有一條染色體且大都帶有單拷貝基因,只有很少數(shù)基因 〔 如rRNA基因 〕 是以多拷貝形式存在; ? 整個染色體 DNA幾乎全部由功能基因與調控序列所組成; ? 幾乎每個基因序列都與它所編碼的蛋白質序列呈線性對應狀態(tài)。 真核細胞( Eukaryotic cells) ? 果蠅帶有 25倍于 E. Coli 的 DNA,人類帶有 600倍于 E. Coli 的 DNA. Eukaryotic DNA 中基因密度明顯低于原核和病毒。如人 DNA中平均每毫米只帶有 50個基因 ,而 E. Coli中基因密度每毫米 DNA帶有 2400個基因!一個人細胞中所帶有的 DNA約有 2m/。成人帶有 1X1014個細胞,成人體內全部 DNA的總長度( Contour Length)= 2X1011 Km DNA物理圖譜是指 DNA鏈的限制性酶切片段的排列順序 ,即酶切片段在DNA鏈上的定位。 限制性內切酶在 DNA鏈上的切口是以特異序列為基礎的 , 核苷酸序列不同的 DNA,經酶切后就會產生不同長度的 DNA片段,由此而構成獨特的酶切圖譜。因此, DNA物理圖譜是 DNA分子結構的特征之一。 DNA是很大的分子,由限制酶產生的用于測序反應的 DNA片段只是其中的極小部分,這些片段在 DNA鏈中所處的位置關系是應該首先解決的問題,故 DNA物理圖譜是順序測定的基礎 ,也可理解為指導 DNA測序的藍圖。 曾經認為 , DNA測序從物理圖譜制作開始 ,它是測序工作的第一步。Vent 發(fā)明的測序方法使物理圖譜的重要性有所改變。 2. DNA物理圖譜: EcoR1 XhoI SacI BglII HindIII PstI SmaI DNA的高級結構 指 DNA本身的進一步盤繞成超螺旋的結構,形成特定的空間結構 1. DNA的超螺旋