染色体1染色体和DNA结构课件.ppt
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- 染色体 DNA 结构 课件
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1、染色体1染色体和DNA结构(一)细胞周期简单回顾 图 真核生物细胞周期示意图 Centromere locations and designations chromosomes based on centromere location.减数分裂过程示意图 1 细线期细线期 2 偶线期偶线期 3 粗线期粗线期 4 双线期双线期 5 终变期终变期 6 中期中期I 7 后期后期I 8 末期末期I 9 前期前期II 10 中期中期II 11 后期后期II 12 末期末期II水稻花粉母细胞减数分裂各个时相模式图 一对染色体 减数分裂的生物学意义减数分裂的生物学意义 减数分裂是有性生殖生物产生性细胞所进减
2、数分裂是有性生殖生物产生性细胞所进行的细胞分裂方式;而两性性细胞受精结行的细胞分裂方式;而两性性细胞受精结合合(细胞融合细胞融合)产生的合子是后代个体的起产生的合子是后代个体的起始点。始点。减数分裂不仅是生物有性繁殖必不可少的减数分裂不仅是生物有性繁殖必不可少的环节之一,也具有极为重要的遗传学意义环节之一,也具有极为重要的遗传学意义。保证了亲代与子代之间染色体数目的恒定性。保证了亲代与子代之间染色体数目的恒定性。双亲性母细胞双亲性母细胞(2n)(2n)经过减数分裂产生性细经过减数分裂产生性细胞胞(n)(n),实现了染色体数目的减半;,实现了染色体数目的减半;雌雄性细胞融合产生的合子雌雄性细胞融
3、合产生的合子(及其所发育形及其所发育形成的后代个体成的后代个体)就具有该物种固有的染色体就具有该物种固有的染色体数目数目(2n)(2n),保持了物种的相对稳定。子代,保持了物种的相对稳定。子代的性状遗传和发育得以正常进行。的性状遗传和发育得以正常进行。为生物的变异提供了重要的物质基础。为生物的变异提供了重要的物质基础。减数分裂中期减数分裂中期 I I,二价体的两个成员的,二价体的两个成员的排列方向是随机的,所以后期排列方向是随机的,所以后期 I I 分别来分别来自双亲的两条同源染色体随机分向两极,自双亲的两条同源染色体随机分向两极,因而所产生的性细胞就可能会有因而所产生的性细胞就可能会有2 2
4、n n种非种非同源染色体的组合形式同源染色体的组合形式(染色体重组,染色体重组,recombination of chromosome)recombination of chromosome)。为生物的变异提供了重要的物质基础。为生物的变异提供了重要的物质基础。另一方面,非姊妹染色单体间的交叉另一方面,非姊妹染色单体间的交叉导致同源染色体间的片段交换导致同源染色体间的片段交换(exchange of segment)(exchange of segment),使子细胞的,使子细胞的遗传组成更加多样化,为生物变异提供遗传组成更加多样化,为生物变异提供更为重要的物质基础更为重要的物质基础(染色体片
5、断重组,染色体片断重组,recombination of segment)recombination of segment)。同时这。同时这也是连锁遗传规律及基因连锁分析的基也是连锁遗传规律及基因连锁分析的基础。础。为什么染色体如此重要?为什么染色体如此重要?是因为DNA问题讨论:染色体与基因与DNA之间的关系 表2-1?Simplified view of information flow involving DNA,RNA,and proteins within cells.遗传信息传递的中心法则遗传信息传递的中心法则复制复制 DNA RNA 蛋白质蛋白质 生理功能生理功能复制复制 DNA
6、 RNA 蛋白质蛋白质 生理功能生理功能复制复制 DNA RNA 蛋白质蛋白质 生理功能生理功能?tRNA和和rRNAmicro RNAs小小RNA非编码非编码RNA转录转录转录转录反馈反馈翻译翻译翻译翻译反馈反馈转录转录1954年crick70-80年代now123染色体与染色质染色体与染色质 染色质(chromatin)是存在于真核生物间期细胞核内的一种易被碱性染料着色的无定形物质,是伸展开的DNA蛋白质纤维,每一条染色体是由一个线性的、完整的、双螺旋的DNA分子,加上围绕其中的组蛋白和非组蛋白所组成的,是细胞分裂间期遗传物质的存在形式。它是由最基本的单位它是由最基本的单位核小体核小体(n
7、ucleosome)成串排列而成的成串排列而成的真核生物的染色体在细胞生活周期的大部分时间里都是以染色质真核生物的染色体在细胞生活周期的大部分时间里都是以染色质(chromatin)的的形式存在的形式存在的 染色体染色体(chromosome)则是染色质在细胞则是染色质在细胞分裂过程中经过紧密缠绕、折叠、凝缩、分裂过程中经过紧密缠绕、折叠、凝缩、精巧包装而成的具有固定形态的遗传物质精巧包装而成的具有固定形态的遗传物质存在形式,是高度螺旋化的存在形式,是高度螺旋化的DNA蛋白质纤蛋白质纤维。维。特定时期的特殊形式特定时期的特殊形式 染色体这一概念除指真核生物细胞分染色体这一概念除指真核生物细胞分
8、裂中期具有一定形态特征的染色质外,裂中期具有一定形态特征的染色质外,现在已扩大为包括现在已扩大为包括原核生物原核生物及及细胞器细胞器在内的基因载体的总称。大部分原核在内的基因载体的总称。大部分原核生物的染色体形态比较简单,它只是生物的染色体形态比较简单,它只是一条裸露的或与少数蛋白质结合的一条裸露的或与少数蛋白质结合的DNADNA或或RNARNA双链或单链分子双链或单链分子 染色体在复制之后含有纵向并列的染色体在复制之后含有纵向并列的两条染色单体两条染色单体(chromatids)(chromatids),由着丝,由着丝粒粒(centromere)(centromere)联在一起联在一起(图图
9、)。每一。每一染色单体的骨架是一条连续的染色单体的骨架是一条连续的DNADNA分子,分子,一般认为细胞分裂中期时看到的染色一般认为细胞分裂中期时看到的染色单体就是由一条单体就是由一条DNADNA蛋白质纤丝重复折蛋白质纤丝重复折叠而成的。叠而成的。选择:一条染色体就是()条DNA分子A 1,B 2,C 3,D 4 原核生物(prokaryote)的染色体 类核体解开之后的结构:紧密的脚手架结构,而不是松散的丝状结构原核生物原核生物DNA的主要特征的主要特征 原核生物中一般只有一条染色体,且大都原核生物中一般只有一条染色体,且大都带有单拷贝基因,只有很少数基因带有单拷贝基因,只有很少数基因(如如r
10、RNArRNA基因基因)是以多拷贝形式存在的;是以多拷贝形式存在的;整个染色体整个染色体DNADNA几乎全部由功能基因与调控几乎全部由功能基因与调控序列所组成;序列所组成;几乎每个基因序列都与它所编码的蛋白质几乎每个基因序列都与它所编码的蛋白质序列呈线性对应状态。序列呈线性对应状态。不少原核生物具有质粒不少原核生物具有质粒DNADNA(教材未提),(教材未提),而且通常起到重要的生理功能而且通常起到重要的生理功能 少量的RNA:是指那些尚未完成转录仍与模板DNA结合在一起的RNA,含量不到DNA的10%组蛋白:H1、H2A、H2B、H3、H4非组蛋白非组蛋白核小体DNA蛋白质染色体真核生物染色
11、体的组成组蛋白的一般特性:1 进化上的保守性保守程度:H1 H2A、H2B H3、H41、组蛋白 上海生化所分子遗传学1998年试题:是非题 在真核生物核内。五种组蛋白(H1 H2A H2B H3 和H4)在进化过程中,H4极为保守,H2A最不保守()2 无组织特异性3 肽链氨基酸分布的不对称性4 H5组蛋白的特殊性:富含赖氨酸(24%)5 组蛋白的可修饰性简述真核生物染色体上组蛋白的种类,组蛋白修饰的种类及其生物学意义中国科学院2003年硕士研究生入学生物化学与分子生物学试题 在细胞周期特定时间可发生甲基化、乙酰化、磷酸化和ADP核糖基化等。H3、H4修饰作用较普遍,H2B有乙酰化作用、H1
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