【正文】 er. 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(zhì) (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(jìn)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(jié)構(gòu)起作用，可能是骨架蛋白， 30nm的基質(zhì) 三、 DNA的組成與結(jié)構(gòu) Avery在 1944年的研究報(bào)告中寫道：“當(dāng)溶液中酒精的體積達(dá)到 9/10時(shí)，有纖維狀物質(zhì)析出。 數(shù)十萬個(gè) Alu重復(fù)序列散布于整個(gè)人類基因組中， 達(dá)到總序列的 1－ 3％。 染色體末端的線性重復(fù)序列不能被 DNA polymerase 所準(zhǔn)確復(fù)制，它們一般在 DNA復(fù)制完成以后由 telomarase合成后加到染色體末端 ,稱為端粒。 ? 酵母端粒（ Telomeres）一般以 100 bp左右不精確重復(fù)序列所組成。在酵母中， centromere的功能單位長約 130 bp，富含 AT 堿基對。 ? DNA的 70％是不重復(fù)或低重復(fù)序列 ,絕大部分功能基因都位于這類序列中。 高等真核生物 DNA無論從結(jié)構(gòu)還是功能看都極為復(fù)雜，以小鼠為例： ? DNA的 10％是小于 10bp的高度重復(fù)序列，重復(fù)數(shù)十萬到上百萬次 /genome。 ? ⑶ 高度重復(fù)序列 —— 衛(wèi)星 DNA 這類 DNA只在真核生物中發(fā)現(xiàn)，占基因組的 10%—60%，由 6— 100個(gè)堿基組成，在 DNA鏈上串聯(lián)重復(fù)幾百萬次。 非洲爪蟾的 18S、 28SrRNA基因是連在一起的，中間隔著不轉(zhuǎn)錄的間隔區(qū)，這些單位在 DNA鏈上串聯(lián)重復(fù)約 5000次。 ? ⑵中度重復(fù)序列 這類重復(fù)序列的重復(fù)次數(shù)在 10－10000之間，占總 DNA的 10%－ 40%。不重復(fù)序列長約 750－ 2020dp，相當(dāng)于一個(gè)結(jié)構(gòu)基因的長度。真核生物含有大量的重復(fù) DNA是原因。即 C值反?，F(xiàn)象。 Cot1/2與 k 的關(guān)系為 k = 1/ Cot1/2 2) C值反?，F(xiàn)象（ Cvalue paradox) C值是一種生物的單倍體基因組 DNA的總量。 以 C/Co 對 Cot作圖，得 Cot曲線。 Cot1/2 變性和復(fù)性是可逆的。復(fù)性出現(xiàn)減色效應(yīng)（ Hypochromatic effect)。 融解溫度（ Melting temperature， Tm ) 變性過程紫外線吸收值增加的中點(diǎn)稱為融解溫度。 1) DNA的變性和復(fù)性 變性（ Denaturation) DNA雙鏈的氫鍵斷裂，最后完全變成單鏈的過程稱為變性。 DNA和 RNA統(tǒng)稱核酸。而非組蛋白存在很大的差異，反映物種的多樣性。 DNA結(jié)合蛋白為 DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄有關(guān)的酶； HMG蛋白系 DNA超螺旋有關(guān)的蛋白； A24非組蛋白與組蛋白相似，功能不詳 組織特異性 同義個(gè)體不同的組織，基因表達(dá)的差異與非組蛋白的特異性有關(guān)。分子質(zhì)量 X104~。 ? H5組蛋白的特殊性 ? 富含賴氨酸（ 24%），與 H1無明顯親緣關(guān)系。 ? 組蛋白的可修飾性 ? 在細(xì)胞周期特定時(shí)間可發(fā)生甲基化、乙?；⒘姿峄?ADP核糖基化等。 保守程度： H1→ H2A、 H2B → H3 、 H4 無組織特異性 僅發(fā)現(xiàn)鳥類、魚類及兩棲類紅細(xì)胞不含 H1而含 H5，精細(xì)胞組蛋白為魚精蛋白是例外。牛和豌豆的 H4序列只有 2個(gè)氨基酸差異 。 第二章遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) — 染色體與 DNA 一、基因（組）與遺傳 二、遺傳物質(zhì)染色體與 DNA的區(qū)別與聯(lián)系 三、 DNA的組成與結(jié)構(gòu) 四、原核與真核染色體 DNA比較 基因 （ gene） 一、基因（組）與遺傳： 基因的分子生物學(xué)概念 基因的遺傳學(xué)概念 從遺傳學(xué)史的角度看，基因概念大致分以下幾個(gè)階段 ? 泛基因（或者稱前基因）階段 ? 孟德爾的遺傳因子階段 ? 摩爾根的基因階段 ? 順反子階段 ? 操縱子階段 ? 現(xiàn)代基因階段 現(xiàn)代基因階段 —— 重新認(rèn)識基因的階段 ? 基因是 DNA分子中含有特定遺傳信息的一段核苷酸序列，是遺傳物質(zhì)的最小功能單位 ? 對于編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因來說，基因是決定一條多肽鏈的 DNA片段 根據(jù)其是否具有轉(zhuǎn)錄和翻譯功能可以把基因分為三類 ? 第一類是編碼蛋白質(zhì)的基因，它具有轉(zhuǎn)錄和翻譯功能，包括編碼酶和結(jié)構(gòu)蛋白的結(jié)構(gòu)基因以及編碼阻遏蛋白的調(diào)節(jié)基因 ? 第二類是只有轉(zhuǎn)錄功能而沒有翻譯功能的基因，包括 tRNA基因和 rRNA基因 ? 第三類是不轉(zhuǎn)錄的基因，它對基因表達(dá)起調(diào)節(jié)控制作用，包括啟動基因和操縱基因 基因組 （ genome） ? 基因組： 細(xì)胞內(nèi)遺傳信息的攜帶者 DNA的總體 ? 基因組中不同的區(qū)域具有不同的功能： ? 有些區(qū)域編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因 ? 有些區(qū)域復(fù)制及轉(zhuǎn)錄的調(diào)控信號 ? 有些區(qū)域的功能尚不清楚 基因組的結(jié)構(gòu) ? 不同的功能區(qū)域（ DNA fragment）在整個(gè) DNA分子中的分布情況 基因組結(jié)構(gòu) 基因組結(jié)構(gòu) 不同生物體中 DNA的大小 千堿基對 / 染色體 長度 (cm ） 染色體數(shù) ( 單倍體） 形 狀 原核生物 病毒 SV40 0 . 0 0 0 1 7 1 環(huán)狀 噬菌體 φ X174 0 . 0 0 0 1 8 1 線狀單鏈 噬菌體 λ 46 0 . 0 0 1 5 1 線狀 細(xì)菌大腸桿菌 4000 1 環(huán)狀 真核生物 酵母 1000 0. 0 33 17 果蠅 41000 4 人 1 2 5 0 0 0 23 2 .1 染色體（ Chromosome) 染色體 染色質(zhì) DNA 1 RNA 蛋白質(zhì) 組蛋白 1 H1 H2A H2B H3 H4 非組蛋白 二、遺傳物質(zhì)染色體與 DNA的區(qū)別與聯(lián)系 ? 染色體的特點(diǎn) ? 真核生物 (eukaryote) 染色體的組成 ? 蛋白質(zhì) 組蛋白和非組蛋白 ? 1）組蛋白的一般特性 進(jìn)化上的保守性 不同生物的組蛋白氨基酸組成十分相似。牛、豬、大鼠的 H4氨基酸完全相同。鯉魚和小牛胸腺的 H3只差 1個(gè)氨基酸。 ? 肽鏈氨基酸分布的不對稱性 ? 堿性氨基酸分布在 N端的半條鏈上，如 N端的靜電荷為 16+， C 端僅 3+；堿性半條鏈與 DNA負(fù)電荷區(qū)結(jié)合，另半條鏈與其他蛋白結(jié)合。 H H4修飾作用較普遍，H2B有乙酰化作用、 H1有磷酸化作用。 2）非組蛋白的一般特性 多樣性 有 30~600種，常見 15~20種。包括：酶類、收縮大蛋白、骨架蛋白、核孔復(fù)合物蛋白、肌動蛋白、肌球蛋白、微管蛋白、原肌蛋白等。 種屬特異性 不同物種，組蛋白存在保守性。 DNA是染色體的核心部分。核酸的理化特性包括：穩(wěn)定性、酸效應(yīng)、堿效應(yīng)、化學(xué)變性、熱變性、紫外線吸收性、減色性復(fù)性、黏性、浮力梯度等。 增色效應(yīng) (Hyperchromatic effect) 在變性過程中， 260nm紫外線吸收值先緩慢上升，當(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí)驟然上升，稱為增色效應(yīng)。生理?xiàng)l件下為 85~95OC影響因素： G+C含量， pH值，離子強(qiáng)度，尿素，甲酰胺等 . DNA 復(fù)性（ Renaturation) 熱變性的 DNA緩慢冷卻，單鏈恢復(fù)成雙鏈。復(fù)性的速率與 DNA的濃度和序列的復(fù)雜性有關(guān)。以 Co代表完全變性的 DNA單鏈的起始濃度，在時(shí)間 t時(shí)的濃度變化是：