细胞核核被膜和染色体精选课件.ppt

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1、关于细胞核核被膜和染色体第一页，本课件共有62页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BACBAC：含上述

2、：含上述3 3种成分，用于转基因。种成分，用于转基因。第二十四页，本课件共有62页THREETHREE DNADNA CONFORMATIONSCONFORMATIONS第二十五页，本课件共有62页THREE KEY REGIONS OF A CHROMOSOME第二十六页，本课件共有62页（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（连接组蛋白（linker histo

3、nelinker histone）：）：H1H1。第二十七页，本课件共有62页结构：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与与磷酸二脂骨架间的静电作用使磷酸二脂骨架间的静电作用使DNADNA分子缠绕在组分子缠绕在组蛋白核心上，形成核小体，尾部含有大量蛋白核心上，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。第二十八页，本课件共有62页（三）非组蛋白（三）非组蛋白序列特异性序列特异性DN

4、ADNA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。第二十九页，本课件共有62页二、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：凝缩状态，无转录活性、是遗传惰性区。凝缩状态，无转录活性、

5、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、兼性异染色质第三十页，本课件共有62页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染染色体。色体。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三十一页，本课件共有62页三、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

6、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心和一个核心和一个H1H1。第三十二页，本课件共有62页由由H2A、H2B、H3、H4各两分子形成八聚各两分子形成八聚体，构成核心颗粒；体，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。第三十三页，本课件共有62页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

7、的染色质，示串珠状的核小体（JA，Gall 1981）第三十四页，本课件共有62页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，称纤维，称为为螺线管（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字形折叠而成，长度压缩字形折叠而成，长度压缩4040倍。倍。第三十五页，本课件共有62页第三十六页

8、，本课件共有62页solenoid第三十七页，本课件共有62页Chromatin Packing第三十八页，本课件共有62页Chromatin Packing第三十九页，本课件共有62页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 scaffold-radial loop structure modelloop structure model）第四十页，本课件共有62页目

9、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 。第四十一页，本课件共有62页五、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）染色体结构第四十二页，本课件共有62页human human chromosome 2chromosome 2第四十三页，本课件共有62页1 1、主缢痕和着丝粒、主缢痕和着丝粒：第四十四页，本课件共有62页Satellite DNA(FISH image)第四十五页，本课件

10、共有62页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痕区，但并非所有的次缢痕都是缢痕区，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球球形形结结构构，称为称为随体（随体（satellitesatellite）。第四十六页，本课件共有62页第四十七页，本课件共有62页How a nucleolus is organize

11、d第四十八页，本课件共有62页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。第四十九页，本课件共有62页（二）染色体类型（二）染色体类型第五十页，本课件共有62页（三）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、6n

12、6n、8n8n等等，称称为多倍体。为多倍体。染色体的数目因物种而异。染色体的数目因物种而异。第五十一页，本课件共有62页（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、大小、形态）。目、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，呈呈现现稳稳定定的的带纹（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显带带，如如C

13、C、CdCd、T T和和N N带。带。第五十二页，本课件共有62页第五十三页，本课件共有62页第五十四页，本课件共有62页第五十五页，本课件共有62页第五十六页，本课件共有62页（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，多线染色体的某些带区膨突和环。在幼虫发育的某个阶段，多线染色体的某

14、些带区疏松膨大，形成膨突（疏松膨大，形成膨突（puffpuff），或巴氏环（），或巴氏环（Balbiani ringBalbiani ring）。用）。用H H3 3-UdR-UdR处理细胞，发现膨突被标记，说明膨突是基因处理细胞，发现膨突被标记，说明膨突是基因活跃转录的区域。活跃转录的区域。第五十七页，本课件共有62页Polytene chromosomes第五十八页，本课件共有62页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，

15、故名。侧环是转录活跃的区域。环，状如灯刷，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染染色体，把形态和行为不同为色体，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染色体。染色体。第五十九页，本课件共有62页Lampbrush chromosome第六十页，本课件共有62页（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，称为染非随机分布，不同染色体具有各自的分布域，称为染色体域（色体域（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。心、远着丝点区域、或形成疏松的环状结构。第六十一页，本课件共有62页感感谢谢大大家家观观看看第六十二页，本课件共有62页