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1、第十章第十章 基因组和染色体基因组和染色体n基因组基因组(genome)是指一个细胞中遗传物质的总量。n核型核型（Karyotype）nC值值（Cvalue）n原核基因组含有大量单一顺序单一顺序（unique-sequences），仅有少量的重复顺序。真核基因组含少量单一顺序和大量重复顺序。n原核生物的细胞中除了主染色体以外，还含有各种质粒和转座因子。n真核生物除了核染色体以外，还存在细胞器DNA。 第一节第一节原核生物基因组的结构特点原核生物基因组的结构特点nE.coli 2.4109Da，42000Kb（1300微米），闭合环状，约编码2000个基因。n类核类核（nucleoid）。支架支
2、架(scafford）100个DNA环组成，每个环长40Kb，13微米。每200bp就有一个负超螺旋（=0.05）,即基因组中含5%的负超螺旋。n超螺旋以两种状态存在：（1）自由状态的超螺旋，可在环内传递张力。（2）超螺旋受到束缚，不能传递张力。一一类核的结构表10-1E.coli含有的各种DNA结合蛋白蛋白结构功能含量/每细胞相当于其核蛋白基因HU和亚基，每个9KD使DNA压缩、类核凝聚，刺激复制，和1HF有关4万个二聚体H2BhupA.BH两 个 相 同亚 基 ， 各28KD促使双链的互补、复性3万个二聚体H2A？IHF：10.5KD；：9.5KD有助于att位点配对重组？himA.D.H
3、1(H-NS)15KD亚基和 DNA结 合 ， 与DNA拓扑结构有关1万？osZbglYpilGHLP117KD单体？2万？firAP3KD亚基？鱼 精 蛋 白(DNA结合蛋白)？二二 重叠基因(overlappinggene)n 莲人在绿杨津 采 一 玉漱声歌新阙 n采莲人在绿杨津，在绿杨津一阙新； 一阙新歌声漱玉，歌声漱玉采莲人。n1977年Sanger首先发现重叠基因n他对单链环状的噬菌体X174进行了测序。5386Nt11基因，3个转录单位，由3个启动子（pA,pB,pD）启动。nX174含有的5386Nt最多能编码1795个氨基酸，若每个氨基酸的平均分子量为110，则总的蛋白质分子量
4、为197,000Da，但实际蛋白质总分子量却为262,000D。n将全部DNA顺序和蛋白质的氨基酸顺序进行比较，发现了重叠基因重复基因重复基因OverlappingGenes三质粒三质粒(plasmid) 1抗性质粒抗性质粒（Resistance （R）plasmids）:2.致育因子致育因子（Fertility （F）plasmids）3.Col质粒质粒：有编码大肠杆菌素（colicins）基因。4.降解质粒降解质粒(degradative plasmids)。这种质粒编码一种特殊蛋白，可使宿主菌代谢特殊的分子，如甲苯或水杨酸。5.侵入性质粒侵入性质粒(virulence plasmids)
5、。这些质。如Ti 质 粒 ， 此 是 在 根 癌 农 杆 菌 (Agrobacterium tumefaciens)中发现的 第二节第二节 真核基因组的复杂性真核基因组的复杂性 n分子量约为31012道尔顿n长度为2106Kb，n形态为线状，n约编码10万个以下的基因。n人类细胞在二倍体的核中DNA长约30亿个碱基对n估计编码3万个基因，n每条染色体含碱基8千万至3亿不等。n现已有5千个基因被编目，1900个基因已进行了染色体定位，600个已被克隆分离出来。n若将一个细胞中每条染色体的DNA首尾彼此相接，全长约200cm。nRenato Dulbecco于1986年首先提出了“人人类类基基因因
6、组组计计划划”，原计划约10-15年完成，耗 资 30亿 美 元 ， 其 宏 伟 的 程 度 堪 与Manhatto原子弹计划和Appolo登月计划相提并论。1990年开始实施n1999破译出人类第22号染色体的遗传密码。n2000完成了人类第21号染色体的测序。n预计从原定的2003年6月提前到2001年6月完成。n2000年6月26日美，英,日，德，法，中六国共同宣布人类基因组工作草图绘制成功。n2000年 n3月塞莱拉公司宣布完成了果蝇的基因组测序。n12月14日英美等国科学家宣布绘出拟南芥基因组的完整图谱。这是人类首次全部破译一种植物的基因序列。n2001年 :1、 2月 ， HGP和
7、 美 国 塞 莱 拉（Sequencing）公司将各自测定的人类基因 组 工 作 框 架 图 分 别 发 表 在 Nature和 Science 上， 这表明人类基因组计划（HGP）进入了一个展新的阶段。n2000,4,5:以杨焕明为首的中国科学家在Science发表了水稻全基因组框架序列图。n基因总数：4602255615，约为人类的2倍；n其中10000个基因的功能已确定；n水稻的“垃圾”序列多位于基因外，人类的“垃圾”序列多位于基因内；n水稻的基因平均长度为4500bp,人类基因平均长度为72000bp,n拟南芥约有25000个基因，80%在水稻中都存在，二者之间有关信号传导的基因差别最
8、大一一组蛋白组蛋白组蛋白类型碱性氨基酸氨基酸数分子量（Da）LysArgH129%1%21523,000H2A11%9%12913,960H2B16%6%12513,775H310%13%13515,340H411%14%10211,280表122小牛胸腺DNA的组蛋白的特点二二核小体核小体（nucliesome）n1956年Wilkins和VittorioLuzzati对染色质进行了X衍射研究，发现染色质具有间隔为100埃的重复性结构。这意味着甚麽？nClark和Felsenfeld于1971年首先用葡萄球菌核酸酶(Staphylococcalnuclease)来作用染色质，不敏感的区域比较
9、均一。这暗示甚麽？n接着Hewish和Burgoyun（1973年）用内源核酸酶消化细胞核，再从核中分离出DNA，结果发现一系列DNA片段，它们相当于长约200bp的一种基本单位的多聚体。表明甚麽？nM.Noll（1974年）用外源核酸酶处理染色质，然后进行电泳，测得前三个片段的长度分别为205，405，605bp长，表明甚麽？nOlins夫 妇 （ 1974） 和 Pierre Chambon等（1975）在电镜下观察到染色质的“绳珠”状结构，小球的直径为100埃,Olins并把这种小球称为 小体小体。nX衍射图表明组蛋白的多聚体是紧密相联，并无可容纳像DNA分子那样大小的孔洞，表明甚麽？n1974年Kornberg和Thomas 先用小球菌核酸酶稍稍消化一下染色质，切断一部分200核苷酸对单位之间的DNA，使其中含有单体、二聚体、三聚体和四聚体等。然后经离心将它们分开。每一组再通过凝胶电泳证明其分子大小及纯度。然后分别用电镜来观察各组的材料；结果单体均为一个100埃的小体，二聚体则是两个相联的小体，同样三聚体和四聚体分别由三个小体和四个小体组成，表明甚麽？n1984年Klug和Butler进行了修正核小体模型核小体模型。核小体的梯度离心和电泳
