细胞核核被膜和染色体精选PPT.ppt

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1、关于细胞核核被膜和染色体第1页，讲稿共62张，创作于星期三1781年年 Trontana发现于鱼类细胞；发现于鱼类细胞；1831年，年，Brown发现于植物。发现于植物。大大小小：植植物物14m，动动物物10m。正正常常细细胞胞核核质质比比NP0.5，分分裂裂期期细细胞胞NP0.5，衰衰老老细细胞胞NP10105 5）。）。3 3种构像：种构像：B-DNAB-DNA、Z-DNAZ-DNA、A-DNAA-DNA。3 3种基本元素：种基本元素：自主复制序列自主复制序列(ARS)(ARS)；着丝粒序列着丝粒序列(CEN)(CEN)；端粒序列端粒序列(TEL)(TEL)。YAC YAC 与与BACBA

2、C：含上述：含上述3 3种成分，用于转基因。种成分，用于转基因。第24页，讲稿共62张，创作于星期三THREETHREE DNADNA CONFORMATIONSCONFORMATIONS第25页，讲稿共62张，创作于星期三THREE KEY REGIONS OF A CHROMOSOME第26页，讲稿共62张，创作于星期三（二）组蛋白（二）组蛋白带正电荷，含带正电荷，含ArgArg，LysLys，属碱性蛋白，共，属碱性蛋白，共5 5种，种，分为：分为：核心组蛋白（核心组蛋白（core histonecore histone）：）：H2AH2A、H2BH2B、H3H3、H4H4；连接组蛋白（连

3、接组蛋白（linker histonelinker histone）：）：H1H1。第27页，讲稿共62张，创作于星期三结构：高度保守，尤其是结构：高度保守，尤其是H4H4。核心组蛋白由球形部和尾部构成，球形部借核心组蛋白由球形部和尾部构成，球形部借ArgArg与磷与磷酸二脂骨架间的静电作用使酸二脂骨架间的静电作用使DNADNA分子缠绕在组蛋白分子缠绕在组蛋白核心上，形成核小体，尾部含有大量核心上，形成核小体，尾部含有大量ArgArg和和LysLys，为转译后修饰的部位。为转译后修饰的部位。H1H1多样性，具有属和组织特异性。多样性，具有属和组织特异性。第28页，讲稿共62张，创作于星期三（三

4、）非组蛋白（三）非组蛋白序列特异性序列特异性DNADNA结合蛋白。特性：结合蛋白。特性：带负电，属酸性蛋白。带负电，属酸性蛋白。整个细胞周期都合成，组蛋白只在整个细胞周期都合成，组蛋白只在S S期合成。期合成。能识别特异能识别特异DNADNA序列，结合籍氢键和离子键。序列，结合籍氢键和离子键。功能：帮助功能：帮助DNADNA折叠、复制；调节基因表达。折叠、复制；调节基因表达。第29页，讲稿共62张，创作于星期三二、异染色质和常染色质二、异染色质和常染色质常染色质是具有转录活性的染色质，结构疏松，常染色质是具有转录活性的染色质，结构疏松，电子密度低。电子密度低。异染色质的特点：异染色质的特点：凝

5、缩状态，无转录活性、是遗传惰性区。凝缩状态，无转录活性、是遗传惰性区。在细胞周期中表现为晚复制、早凝缩。在细胞周期中表现为晚复制、早凝缩。分为两类：结构异染色质、兼性异染色质分为两类：结构异染色质、兼性异染色质第30页，讲稿共62张，创作于星期三雌雌性性哺哺乳乳动动物物细细胞胞中中一一条条异异固固缩缩化化的的X染染色色体。体。人人胚胚胎胎发发育育16天天后后出出现巴氏小体。现巴氏小体。barr body巴氏小体巴氏小体第31页，讲稿共62张，创作于星期三三、从三、从DNADNA到染色体到染色体核核小小体体（nucleosomenucleosome）：一一种种串串珠珠状状结结构构，由由核核心心颗

6、颗粒粒和和连连结结线线DNADNA两两部部分分组组成成，通通过过酶酶消消化实验建立。化实验建立。核核小小体体单单位位包包括括约约200bp200bp的的DNADNA、一一个个组组蛋蛋白白核核心和一个心和一个H1H1。第32页，讲稿共62张，创作于星期三由由H2A、H2B、H3、H4各两分子形成八聚体，各两分子形成八聚体，构成核心颗粒；构成核心颗粒；DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面，分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面，每圈每圈80bp，共，共1.75圈，约圈，约146bp，两端被，两端被H1锁合；锁合；相邻核心颗粒之相邻核心颗粒之间为一段间为一段60bp的的连接线连接线DNA。第33页，讲稿

7、共62张，创作于星期三在低盐亲水介质中展开的染色质，示串珠状的核小体（在低盐亲水介质中展开的染色质，示串珠状的核小体（JA，Gall 1981）第34页，讲稿共62张，创作于星期三通过核小体长度压缩通过核小体长度压缩6 6倍，形成倍，形成11nm11nm纤维，称为纤维，称为螺线管（螺线管（solenoidsolenoid）。电镜下观察用温和方法分离的染色质是直径电镜下观察用温和方法分离的染色质是直径30nm30nm的纤维，有两种解释：的纤维，有两种解释：由核小体螺旋化由核小体螺旋化形成，每形成，每6 6个核小体绕一圈，长度压缩个核小体绕一圈，长度压缩6 6倍；倍；由核小体纤维由核小体纤维Z Z

8、字形折叠而成，长度压缩字形折叠而成，长度压缩4040倍。倍。第35页，讲稿共62张，创作于星期三第36页，讲稿共62张，创作于星期三solenoid第37页，讲稿共62张，创作于星期三Chromatin Packing第38页，讲稿共62张，创作于星期三Chromatin Packing第39页，讲稿共62张，创作于星期三对更高级染色体包装方式，至今尚不明确。对更高级染色体包装方式，至今尚不明确。多级螺旋模型（多级螺旋模型（multiple coiling modelmultiple coiling model）染色体支架染色体支架-放射环模型（放射环模型（scaffold-radial lo

9、op scaffold-radial loop structure modelstructure model）第40页，讲稿共62张，创作于星期三目前多认为目前多认为30nm30nm的纤维折叠为一系列的环的纤维折叠为一系列的环（looploop）结合在核骨架上（或称染色体骨）结合在核骨架上（或称染色体骨架），结合点是富含架），结合点是富含ATAT的区域的区域 。第41页，讲稿共62张，创作于星期三五、染色体的结构和特征五、染色体的结构和特征（一）染色体结构（一）染色体结构（一）染色体结构第42页，讲稿共62张，创作于星期三human human chromosome 2chromosome 2

10、第43页，讲稿共62张，创作于星期三1 1、主缢痕和着丝粒、主缢痕和着丝粒：第44页，讲稿共62张，创作于星期三Satellite DNA(FISH image)第45页，讲稿共62张，创作于星期三2、次缢痕、核仁组织区及随体次缢痕、核仁组织区及随体次缢痕（次缢痕（secondary constrictionsecondary constriction）：）：核核仁仁组组织织区区（NORsNORs）：构构成成核核仁仁，位位于于染染色色体体的的次次缢缢痕痕区，但并非所有的次缢痕都是区，但并非所有的次缢痕都是NORsNORs。含含有有NORsNORs的的次次缢缢痕痕远远端端相相连连的的棒棒状状或或

11、球球形形结结构构，称称为为随体（随体（satellitesatellite）。第46页，讲稿共62张，创作于星期三第47页，讲稿共62张，创作于星期三How a nucleolus is organized第48页，讲稿共62张，创作于星期三3、端粒（端粒（telomere）：）：由高度重复的短序列组成。由高度重复的短序列组成。作用：作用：1.维持染色体稳定性。维持染色体稳定性。2.起细胞分裂计时器的作用。起细胞分裂计时器的作用。DNA每复制一次端粒减少每复制一次端粒减少50100bp。第49页，讲稿共62张，创作于星期三（二）染色体类型（二）染色体类型第50页，讲稿共62张，创作于星期三（三

12、）染色体的数目（三）染色体的数目性细胞染色体为单倍体，用性细胞染色体为单倍体，用n n表示；表示；体体细细胞胞为为2 2倍倍体体，以以2n2n表表示示，还还有有一一些些物物种种的的染染色色体体成成倍倍增增加加成成为为4n4n、6n6n、8n8n等等，称称为为多多倍体。倍体。染色体的数目因物种而异。染色体的数目因物种而异。第51页，讲稿共62张，创作于星期三（四）核型与带型（四）核型与带型1.1.核核型型：物物种种中中期期染染色色体体特特征征的的总总和和（染染色色体体数数目目、大小、形态）。大小、形态）。2.2.带带型型：染染色色体体经经理理化化因因素素处处理理后后染染色色，呈呈现现稳稳定的带纹

13、（定的带纹（bandband）。）。分分带带技技术术分分两两类类：一一类类是是产产生生的的染染色色带带分分布布在在整整过过染染色色体体的的长长度度上上如如：Q Q、G G和和R R带带，另另一一类类是是局局部部性性的的显带，如显带，如C C、CdCd、T T和和N N带。带。第52页，讲稿共62张，创作于星期三第53页，讲稿共62张，创作于星期三第54页，讲稿共62张，创作于星期三第55页，讲稿共62张，创作于星期三第56页，讲稿共62张，创作于星期三（五）几类的特殊的染色体（五）几类的特殊的染色体1.1.多线染色体：多线染色体：Balbiani(1881)Balbiani(1881)发现于摇

14、蚊幼虫唾腺细胞，特点：发现于摇蚊幼虫唾腺细胞，特点：体积巨大，是由于核内有丝分裂的结果；体积巨大，是由于核内有丝分裂的结果；多线性；多线性；体细胞联会；体细胞联会；横带纹；横带纹；膨突和环。在幼虫发育的某个阶段，多线染色体的某些膨突和环。在幼虫发育的某个阶段，多线染色体的某些带区疏松膨大，形成膨突（带区疏松膨大，形成膨突（puffpuff），或巴氏环（），或巴氏环（Balbiani Balbiani ringring）。用）。用H H3 3-UdR-UdR处理细胞，发现膨突被标记，说明膨突是基处理细胞，发现膨突被标记，说明膨突是基因活跃转录的区域。因活跃转录的区域。第57页，讲稿共62张，创作

15、于星期三Polytene chromosomes第58页，讲稿共62张，创作于星期三2.2.灯刷染色体灯刷染色体见于鱼类、两栖类、爬行类双线期卵母细胞，双线期是见于鱼类、两栖类、爬行类双线期卵母细胞，双线期是卵黄合成的旺盛期。染色体主轴两侧有侧环，状如灯刷，卵黄合成的旺盛期。染色体主轴两侧有侧环，状如灯刷，故名。侧环是转录活跃的区域。故名。侧环是转录活跃的区域。3.B3.B染色体染色体Randolph Randolph（1928 1928）把生物的正常染色体叫做）把生物的正常染色体叫做A A染色染色体，把形态和行为不同为体，把形态和行为不同为A A染色体的超数染色体称染色体的超数染色体称B B

16、染染色体。色体。第59页，讲稿共62张，创作于星期三Lampbrush chromosome第60页，讲稿共62张，创作于星期三（六）（六）间期染色体间期染色体非随机分布，不同染色体具有各自的分布域，称为染色非随机分布，不同染色体具有各自的分布域，称为染色体域（体域（chromosome territorychromosome territory）。）。基因密度高的染色体（如基因密度高的染色体（如1919号）分布于核中心，基号）分布于核中心，基因密度低的（如因密度低的（如1818号）分布于核的周边区域。号）分布于核的周边区域。同一染色体上，活动染色质可能位于细胞核的中心、远着同一染色体上，活动染色质可能位于细胞核的中心、远着丝点区域、或形成疏松的环状结构。丝点区域、或形成疏松的环状结构。第61页，讲稿共62张，创作于星期三感感谢谢大大家家观观看看第62页，讲稿共62张，创作于星期三