染色质 染色质-发现过程,染色质-成分

染色质是遗传物质的载体。1879年,W. Flemming提出了染色质(chromatin)这一术语,用以描述细胞核中能被碱性染料强烈着色的物质。1888年,Waldeyer正式提出染色体的命名。经过一个多世纪的研究,人们认识到,染色质和染色体是在细胞周期不同阶段可以相互转变的形态结构。 染色质是指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构,是间期细胞遗传物质存在的形式。染色体是指细胞在有丝分裂或减数分裂的特定阶段,由染色质聚缩而成的棒状结构。实际上,二者之间的区别主要并不在于化学组成上的差异,而在于包装程度不同,反映了它们在细胞周期不同的功能阶段中所处的不同的结构状态。在真核细胞的细胞周期中,大部分时间是以染色质的形态而存在的。

细胞核染色_染色质 -发现过程

1879年,W. Flemming提出了染色质(chromatin)这一术语,用以描述细胞核中能被碱性染料强烈着色的物质。

1888年,Waldeyer正式提出染色体的命名。

经过一个多世纪的研究,人们认识到,染色质和染色体是在细胞周期不同阶段可以相互转变的形态结构。

细胞核染色_染色质 -成分

通过分离胸腺、肝或其他组织细胞的核,用去垢剂处理后再离心收集染色质进行生化分析,确定染色质的主要成分是DNA和组蛋白,还有非组蛋白及少量RNA。大鼠肝细胞染色质常被当作染色质成分分析模型,其中组蛋白与DNA含量之比近于1:1,非组蛋白与DNA之比是0.6:1,RNA与DNA之比为0.1:1。DNA与组蛋白是染色质的稳定成分,非组蛋白与RNA的含量则随细胞生理状态不同而变化。

染色质DNA

基因组

染色质 染色质-发现过程,染色质-成分

染色质

凡是具有细胞形态的生物其遗传物质都是DNA,只有少数病毒的遗传物质是RNA。在真核细胞中,每条未复制的染色体包含一条纵向贯穿的DNA分子。狭义而言,某一生物的细胞中储存于单倍染色体组中的总遗传信息,组成该生物的基因组。真核生物基因组DNA的含量比原核生物高得多。

突变分析结果表明,并非所有基因都是细胞生存的必需基因,如酵母基因组有40%的基因属于非必需基因,果蝇基因组只有5000个必需基因,最小最简单的细胞支原体,有迄今发现的能独立生活的有机体的最小基因组(482个基因),其中只有256个必需基因。

类型

以人类基因组为例,生物基因组DNA可以分为以下几类。

1、蛋白编码序列。以三联体密码方式进行编码。编码DNA在基因组中所占比例随生物而异,在人类细胞基因组中,这一比例只有1.5%左右。这类编码序列主要是非重复的单一DNA序列,一般在基因组中只有一个拷贝(单一基因),然而,也有可能有两个或几个拷贝甚至多达上千个拷贝的情况,这些都来自于从基因家族里派生出来的重复基因或多基因。

2、编码rRNA、tRNA、snRNA和组蛋白的串联重复序列。它们在基因组中一般有20~300个拷贝,人类基因组中约含有0.3%这样的DNA。

3、含有重复序列的DNA。这类DNA在基因组中占有很大一部分。它们又可以分为两个亚类:简单序列DNA和散在重复序列。DNA转座子、LTR反转座子、非LTR反转座子和假基因都属于散在重复序列。非LTR反转座子包括短散在元件和长散在元件。典型SINE其长度少于500bp,如人和灵长类基因组中大量分散存在的Alu家族,人基因组中有50万~70万份Alu拷贝,相当于平均每隔4kb就有一个Alu序列;典型LINE其长度在6~8kb之间,如人基因组中L1家族,有100 000个L1拷贝。

4、未分类的间隔DNA。

5、高度重复DNA序列:

①卫星DNA,重复单位长5~100bp,不同物种重复单位碱基组成不同,一个物种也可能含有不同的卫星DNA序列。

②小卫星DNA,重复单位长12~100bp,重复3 000次之多,又称数量可变的串联重复序列,每个小卫星区重复序列的拷贝数是高度不变的,因此早前常用于DNA指纹技术作个体鉴定。研究发现小卫星序列的改变可以影响邻近基因的表达,基因的异常表达会导致一系列不良后效应。

③微卫星DNA,重复单位序列最短,只有1~5bp,串联成簇长度50~100bp。

二级结构

生物的遗传信息储存在DNA的核苷酸序列中,生物界物种的多样性也寓于DNA分子4种核苷酸千变万化的排列之中。DNA分子不仅一级结构具有多样性,而且二级结构也具有多态性。所谓二级结构是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。DNA二级结构构型分3种:

①B型DNA(右手双螺旋DNA),是“经典”的Watson-Crick结构,二级结构相对稳定,水溶液和细胞内天然DNA大多为B型DNA;

②A型DNA(右手双螺旋DNA),是一般B型DNA的重要变构形式,其分子形状与RNA的双链区和DNA/RNA杂交分子很相近;

③Z型DNA(左手双螺旋DNA),也是B型DNA的变构形式。

3种构型DNA中,特别是大沟的特征在遗传信息表达过程中起关键作用,基因表达调控蛋白都是通过其分子上特定的氨基酸侧链与沟中碱基对两侧潜在的氢原子供体(

  

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