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17 10.基因组和染色体B.ppt

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本课件围绕染色体的高级结构展开,按课件原有章节顺序组织,逐页给出页面图示与对应的文字版内容,概念、术语与数据保留原始表述,便于对照原课件按章节检索、备课与复习。

染色体的高级结构,列出10nm的核丝、30nm、放射环模型、螺旋环模等9项概念与要点
本页为图片内容,位于「染色体的高级结构」与「30nm螺旋管」之间。
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第1页:染色体的高级结构

染色体的高级结构

  • 三. 染色体的高级结构
  • 10nm的核丝(nucleofilament)
  • 30nm 螺旋管(solenoid)
  • 放射环模型(radeal loop model)
  • 螺旋环模(MarsdenLaemmli,1979,Paulson.,1982)
  • 放射环和螺旋环共存模型(Rattner和Lin,1985)
  • 袢环模型(J.Painta和D.Coffey,1984)
  • 螺旋折叠(helically folded)(Boy de Tour,Ey和Laemmli U.K.1988)等模型
  • 侧环模型

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第4页:30nm螺旋管

30nm螺旋管

第5页:核小体的结构

核小体的结构

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第7页:第三节着丝粒和端粒

第三节着丝粒和端粒

  • 第三节着丝粒和端粒
  • 一.着丝粒
  • 由三个功能区组成
  • 中部的元件(II)由80~90bp组成,A+T含量高,>90%;
  • 左侧的元件(I)含有PuTCACPuTG顺序(Pu是嘌呤),
  • 右侧的元件(III)是由26bp组成的保守区,此区也是A-T丰富区。
  • 所有真核生物的着丝粒功能都相同,但其DNA却具有种的特异性。

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第9页:端粒

二.端粒(telomere)表10-3几种生物端粒的重复单位生物物种DNA来源重复单位(5'-3')四膜虫Tetrahymena,Paramecium大核CCCCAA尖毛虫StylonchiaOxytricha,Euplotes大核CCCCAAAA鞭毛虫Trypanosoma,Leishmania微染色体CCCTA酵母Saccharomyces染色体C2-3A(CA)1-3拟南芥菜Arabidopsis染色体C3TA3泥毛霉菌Phyparum,DictyosteliumrDNACCCTA人HomoSapiens染色体C3TA2

第10页:共同特点

共同特点

  • 共同特点:
  • 每一个端粒都含有一系列的短的正向重复顺序。Cn(A/T)m,其中n>1,而m=1~4。
  • 在端粒区域中有一种特殊的不连续排列,产生单链断裂的形式,这种结构并不能被连接酶将缺口封闭起来,而在正常情况下连接酶是可以作用DNA链上的缺刻(nick)。这表明什麽?
  • 提纯的天然的端粒区可直接用E.ColiDNA多聚酶I进行缺口平移(nicktranslation)。表明什麽?
  • 在端粒区的最末端可能带有3`-OH的单链末端回折成了发夹回(hairpin)结构。如何用实验来证实?
  • 端粒的双链部分中含有T2G4的顺序在3`末端,排列方向是朝向染色体的中心部位。

第11页:共同特点

共同特点

  • 共同特点:
  • 每一个端粒都含有一系列的短的正向重复顺序。Cn(A/T)m,其中n>1,而m=1~4。
  • 在端粒区域中有一种特殊的不连续排列,产生单链断裂的形式,这种结构并不能被连接酶将缺口封闭起来,而在正常情况下连接酶是可以作用DNA链上的缺刻(nick)。这表明什麽?
  • 提纯的天然的端粒区可直接用E.ColiDNA多聚酶I进行缺口平移(nicktranslation)。表明什麽?
  • 在端粒区的最末端可能带有3`-OH的单链末端回折成了发夹回(hairpin)结构。如何用实验来证实?
  • 端粒的双链部分中含有T2G4的顺序在3`末端,排列方向是朝向染色体的中心部位。

第12页:端粒的功能

端粒的功能

  • 端粒的功能
  • 保持染色体的稳定
  • 使线形DNA的顺利复制
  • 影响染色体的行为
  • 可能控制细胞的寿命
  • 和核骨架的组成有关

第13页:第四节染色体的核型和分带

第四节染色体的核型和分带

  • 第四节染色体的核型和分带一.核型(Karyotype)二.染色体带型
  • G带
  • C带
  • Q带
  • T带
  • N带
  • R带

第14页:人类染色体的C带

人类染色体的C带

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第17页:第五节单一顺序和重复顺序

第五节单一顺序和重复顺序一.单一顺序(Uniquesequence)二.重复顺序短片段的重复顺序可分为三种类型:(1)正向重复(directrepeats)又叫顺向重复;(2)反向重复(invertedrepeats);(3)回文顺序(Palindromicsequence)5‘GTGAGCTCAC3’3’CACTCGAGTG5’

第18页:画上荷花和尚画书临汉字翰林书

画上荷花和尚画书临汉字翰林书

第19页:轻度重复顺序和中度重复顺序

轻度重复顺序和中度重复顺序

  • 三.轻度重复顺序和中度重复顺序
  • 轻度重复顺序在基因组中含有2-10拷贝,酵母tRNA基因、人和小鼠的珠蛋白基因等。
  • 中度重复顺序长约300bp基因组中约有10-几千个拷贝的顺序如rRNA和tRNA基因tRNA基因一般都分布于基因组中,而rRNA常集中分布于核仁形成区。

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第24页:四Alu家族

四Alu家族

  • 四Alu家族
  • 长约300bp;Alu顺序也称为短的分散因子(shortinterspersedelements,SINEs)。
  • 由RNA多聚酶III转录的。
  • 在基因组中30万个拷贝;
  • 在170bp处有一AluI的酶切位点;
  • 由两个130bp的串联重复顺序组成;
  • 在二聚体的右半部有31bp插入序列,此插入顺序来自7SLRNA。Alu顺序有何应用价值?

第25页:AluI

AluI

  • AluI
  • 30bp
  • Alu序列

第26页:高度重复顺序

高度重复顺序

  • 五. 高度重复顺序
  • 卫星DNA (satellite DNA)
  • 隐蔽卫星DNA(cryptic satellite) 自私DNA(selfish DNA)伊甸园DNA(GardenofEdenDNA)
  • 小卫星(minisatellite )
  • 重复序列可变数(variable numbertandem repeat VNTRs)
  • DNA指纹(DNA fingerprints)

第27页:人类VNTRs的第一个探针 1985年

人类VNTRs的第一个探针 1985年

  • 人类VNTRs的第一个探针
  • 1985年由AlecJeffries制备
  • 在肌红蛋白基因的第一个内含子中
  • 分离出132bp的重复顺序
  • 内含4个长33bp的重复单位
  • 内有13bp为核心顺序
  • (GGAGGTGGGCAGG)

第28页:

第29页:L1 家族 长6500bp左右

L1 家族 长6500bp左右

  • L1 家族
  • 长6500bp左右
  • 称为长的分散因子(longinterspersedelements,LINEs)
  • 在基因组中约6万个拷贝
  • 由RNA多聚酶II转录的。
  • 属于一种转座因子

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第31页:

第32页:基因簇

基因簇

  • 基因簇(gene cluster)
  • 基因家族(gene family)
  • 假基因(pseudogene)
  • 加工假基因(processedpseudogenes)。有以下的特点:⑴缺少正常的内含子;⑵3’末端有多聚腺苷酸;⑶5’端的结构和mRNA的5’端十分相似;⑷两侧有顺向重复顺序的存在。对以上特点作何推论?
  • 因此人们推测它似乎和mRNA一样经过了转录后加工,因此也称其为加工假基因;

第33页:第六节C-值矛盾 C值矛盾

  • 第六节C-值矛盾
  • C值矛盾(C-value paradox)可能产生的原因是什麽?

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第35页:第七节断裂基因

第七节断裂基因

  • 第七节断裂基因
  • 间隔顺序(spacer)
  • 间插顺序(intervening sequence)
  • 内含子(intron)等

第36页:一内含子的发现

一内含子的发现

  • 一内含子的发现
  • 1977[美]Sharp&Roberts同时发现了断裂基因(splitgene)
  • [法]Chambon失机鸡的输卵管分泌卵清蛋白、卵粘蛋白和伴清蛋白,而其红细胞(鸟类的红细胞上有核的)只合成血红蛋白,那么两种组织之间DNA有什么不同呢?
  • southern杂交
  • Berget,Sharp小组和Roberts小组用R环法

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第39页:DNA和mRNA之间形成特殊的RNA-

DNA和mRNA之间形成特殊的RNA-DNA异源双链分子结构断裂基因Split Genes

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第41页:内含子的结构特点

二. 内含子的结构特点(一) 内含子和外显子的分布(二)内含子的相对性

第42页:经过删除和连接

经过删除和连接,除去无关的DNA间序(即内含子),便形成了成熟的mRNA分子断裂基因Split Genes

第43页:内含子的生物学意义1.有的内含子可

三. 内含子的生物学意义1.有的内含子可编码内切酶。成熟酶(maturase)归巢(Homing)2.调控3.提高进化速率

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第45页:断裂基因Split Genes有些基因

断裂基因Split Genes有些基因的初级转录本,可以按照不同的途径剪辑形成不同的RNA分子,编码不同的蛋白质

第46页:断裂基因Split Genes真核基因

断裂基因Split Genes真核基因基本都含有内含子。而相反,原核基因基本不含内含子。

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