染色质的分子结构1
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携带遗传信息； 复制并传递遗传信
息。
二、染色质的分子组成和结构
（一）染色质的化学组成
DNA 1
染 色
组蛋白
1
质 非组蛋白 0.6
少量RNA 0.1
1、DNA
DNA是染色质中重要的化学成分，是遗传信息的携带者。
真核细胞中每一条染色体都由一长的DNA分子组成。
染色体DNA要完成复制，必须包含3个特殊序列：
蛋白质结合
质结合构成染色体
由肽聚糖构成
பைடு நூலகம்
由纤维素构成（植物细胞）
有核糖体，为70S
有内质网、高尔基复合体、溶 酶体、线粒体等，核糖体为 80S
无细胞骨架，无胞质流动、胞 有细胞骨架，有胞质流动、胞 吞作用和胞吐作用，无中心粒 吞作用和胞吐作用，有中心粒
简单原纤维及鞭毛 “同时同地”，连续进行
无丝分裂
纤毛和鞭毛
从螺线管到超螺线管，DNA 分子长度被压缩了40倍左右。
4 .四级结构
11~60µm的超螺线管进一步盘绕 折叠至2~10 µm，就形成了分裂 中期的染色单体
从超螺线管到染色单体，DNA 分子长度被压缩了至少5倍。
★经过染色体的四级结构，DNA分子长度压缩了 近10000倍。
（三）染色质的种类
常染色质
①复制源顺序
②着丝粒顺序
③端粒顺序
2、组蛋白
•是真核细胞中特有的成分，属碱性蛋白，分子内富含碱性氨基酸， 大量的正电荷使其与带负电荷的DNA分子紧密结合。
•根据在组装形成染色质中的作用不同，可分为两大类：
核小体组蛋白 （H2A、H2B、H3、H4）
进化上高度保守，作用是将DNA盘绕形 成核小体。
2.两条长链的碱基在双螺旋内侧按碱 基配对原则（A=T，G三C）以氢键 相连。
3.4nm
含 10 个 碱 基 对 360°
3.相邻碱基对旋转36°，间距 0.34nm，一个螺旋包含10个碱基旋 转360°，螺距为3.4nm。
DNA双螺旋结构模型
母链
DNA的复制
----半保留复制
母链
子链
DNA的功能
戊糖 碱基 磷酸 核苷酸种类
结构 存在部位 功能
DNA
脱氧核糖
RNA
核糖
AGCT
磷酸 脱氧腺苷酸（dAMP) 脱氧鸟苷酸（dGMP) 脱氧胞苷酸（dCMP) 脱氧胸苷酸（dTMP) 双链 主要存在细胞核中 储存，复制和传递遗传信息
AGCU
磷酸 腺苷酸（AMP） 鸟苷酸（GMP） 胞苷酸（CMP） 尿苷酸（UMP）
染
色
解螺旋的细纤维丝、染色浅、功能上活跃。
质
异染色质
高度螺旋和盘曲、染色深、功能上不很活跃。
★★
细胞核内的位置
常染色质 细胞核中央
异染色质
间期细胞核被膜的内 表面附近
螺旋化程度
解旋的细纤维丝，电镜下 螺旋缠绕紧密，电镜
呈浅亮区
下呈粗大颗粒
含DNA序列和功能
含单一和中度重复序列的 DNA，可复制和转录， 功能活跃
单链 主要存在细胞质中 与遗传信息表达有关
(二)DNA的结构与功能
一级结构：DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序。 二级结构：Watson和 Crick提出的DNA双螺旋结构模型
3.4nm 含 10 个 碱 基 对 360°
DNA双螺旋结构模型
DNA的双链形成
★ ★ DNA双螺旋结构模型
1.DNA分子是由两条相互平行方向相 反的多核苷酸链围绕着同一中心轴形 成的双螺旋结构。
嘧 啶：Ｔ Ｃ Ｕ
含氮有机碱
（碱基）
嘌 呤：Ａ Ｇ
碱
嘧啶
基
胞嘧啶 C
胸腺嘧啶 T
尿嘧啶 U
嘌呤
鸟嘌呤 G
腺嘌呤 A
脱 氧
核
糖
磷酸
5´
酯
键
糖
苷 键
核
苷
单核苷酸 3´
核酸
核酸生物遗传的物质基础。
(一)核酸的种类 脱氧核糖核酸（DNA）
核 酸
核 糖 核 酸（RNA）
DNA
RNA
DNA和RNA的区别
“异时异地”，转录在核内， 翻译在细胞质内
有丝分裂和减数分裂（具 有丝 分裂器）
第二章 染色质的分子结构
一、 DNA的分子结构和特征 二、染色质的分子组成和结构 三、染色质的结构与基因表达
一、 DNA的分子结构和特征
核苷酸(nucleotide)
核 酸
单
的核
基 本
苷
单酸
位
戊糖 磷酸
核糖 脱氧核糖
核膜
结 构
核糖体 核仁
染色质
核基质
非膜相结构 微丝 中等纤维
微管
中心粒 细胞质基质
原核细胞与真核细胞的比较
比较项目
细胞大小 细胞核 DNA 细胞壁
细胞器
细胞质 运动 转录、翻译 细胞分裂
原核细胞
真核细胞
较小(1-10 μm)
较大(10-100 μm)
无核膜和核仁，为拟核
有核膜和核仁，为真核
呈环状，位于细胞质中，不与 位于细胞核内，很长，与蛋白
原核细胞与真核细胞
根据细胞的进化程度，可将生物细胞 分为原核细胞和真核细胞两大类。
一.原核细胞
（一）支原体 （二）细菌
细胞膜 核糖体
DNA
中间体
RNA DNA
细菌壁 核糖体
二.真核细胞
真核细胞的基本结构
细胞膜
膜相结构
细胞膜 溶酶体 高尔基复合体
线粒体
光
镜 下
细胞质
结
构
细胞核
电
过氧化氢体
镜
内质网
下
特点：1、组织的特异性； 2、对转录作用的专一性； 3、与DNA结合的专一性。
4、RNA
含量很低。
（二）染色质的结构：是指染色质的化学组成间彼此之间的关系。
★★染色质的四级结构（多级螺旋模型）
1.一级结构： 核小体(nucleosome)是染色质的基本结构单位， 为染色质的一级结构， 11nm。
核 小 体
2 .二级结构
螺线管是染色质的二级结构。每6个核小体缠绕一
圈形成的中空性管. 外30nm; 内10nm, 组蛋白H1位 于螺旋管内侧。
从核小体串到螺线管，DNA 分子长度被压缩了6倍。
内10nm 组蛋白
外30nm
3 .三级结构 超螺线管为染色
质的三级结构，它是由螺线管 进一步盘曲而形成。 400nm
H1组蛋白
进化上不保守，与染色质高级结构的构建有关。
※组蛋白合成于细胞周期的S期，与DNA的合成同时进行。
功能：参与染色质的构建； 维持染色质的结构。 抑制DNA的复制和转录。
3、非组蛋白 酸性蛋白，富含天门冬氨酸、谷氨酸等酸性氨基酸。
功能：1.参与染色体的构建 2.启动基因复制 3.调控基因转录
H1
连接DNA （50~60bp）
H1
H3 H2B
H4
H2A
H2A
H4 H2B
H3
H3
H2A
H4
H2B H2B
H4
H2A
H3
球状组蛋白核心 DNA双螺旋
组蛋白核心：
核
小
2(H2A、H2B、H3、H4)
体
DNA双螺旋：
八聚体
140-160bp、绕组蛋白核心1.75圈，
DNA分子绕在组蛋白核心外， 其长度压缩了7倍。
息。
二、染色质的分子组成和结构
（一）染色质的化学组成
DNA 1
染 色
组蛋白
1
质 非组蛋白 0.6
少量RNA 0.1
1、DNA
DNA是染色质中重要的化学成分，是遗传信息的携带者。
真核细胞中每一条染色体都由一长的DNA分子组成。
染色体DNA要完成复制，必须包含3个特殊序列：
蛋白质结合
质结合构成染色体
由肽聚糖构成
பைடு நூலகம்
由纤维素构成（植物细胞）
有核糖体，为70S
有内质网、高尔基复合体、溶 酶体、线粒体等，核糖体为 80S
无细胞骨架，无胞质流动、胞 有细胞骨架，有胞质流动、胞 吞作用和胞吐作用，无中心粒 吞作用和胞吐作用，有中心粒
简单原纤维及鞭毛 “同时同地”，连续进行
无丝分裂
纤毛和鞭毛
从螺线管到超螺线管，DNA 分子长度被压缩了40倍左右。
4 .四级结构
11~60µm的超螺线管进一步盘绕 折叠至2~10 µm，就形成了分裂 中期的染色单体
从超螺线管到染色单体，DNA 分子长度被压缩了至少5倍。
★经过染色体的四级结构，DNA分子长度压缩了 近10000倍。
（三）染色质的种类
常染色质
①复制源顺序
②着丝粒顺序
③端粒顺序
2、组蛋白
•是真核细胞中特有的成分，属碱性蛋白，分子内富含碱性氨基酸， 大量的正电荷使其与带负电荷的DNA分子紧密结合。
•根据在组装形成染色质中的作用不同，可分为两大类：
核小体组蛋白 （H2A、H2B、H3、H4）
进化上高度保守，作用是将DNA盘绕形 成核小体。
2.两条长链的碱基在双螺旋内侧按碱 基配对原则（A=T，G三C）以氢键 相连。
3.4nm
含 10 个 碱 基 对 360°
3.相邻碱基对旋转36°，间距 0.34nm，一个螺旋包含10个碱基旋 转360°，螺距为3.4nm。
DNA双螺旋结构模型
母链
DNA的复制
----半保留复制
母链
子链
DNA的功能
戊糖 碱基 磷酸 核苷酸种类
结构 存在部位 功能
DNA
脱氧核糖
RNA
核糖
AGCT
磷酸 脱氧腺苷酸（dAMP) 脱氧鸟苷酸（dGMP) 脱氧胞苷酸（dCMP) 脱氧胸苷酸（dTMP) 双链 主要存在细胞核中 储存，复制和传递遗传信息
AGCU
磷酸 腺苷酸（AMP） 鸟苷酸（GMP） 胞苷酸（CMP） 尿苷酸（UMP）
染
色
解螺旋的细纤维丝、染色浅、功能上活跃。
质
异染色质
高度螺旋和盘曲、染色深、功能上不很活跃。
★★
细胞核内的位置
常染色质 细胞核中央
异染色质
间期细胞核被膜的内 表面附近
螺旋化程度
解旋的细纤维丝，电镜下 螺旋缠绕紧密，电镜
呈浅亮区
下呈粗大颗粒
含DNA序列和功能
含单一和中度重复序列的 DNA，可复制和转录， 功能活跃
单链 主要存在细胞质中 与遗传信息表达有关
(二)DNA的结构与功能
一级结构：DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序。 二级结构：Watson和 Crick提出的DNA双螺旋结构模型
3.4nm 含 10 个 碱 基 对 360°
DNA双螺旋结构模型
DNA的双链形成
★ ★ DNA双螺旋结构模型
1.DNA分子是由两条相互平行方向相 反的多核苷酸链围绕着同一中心轴形 成的双螺旋结构。
嘧 啶：Ｔ Ｃ Ｕ
含氮有机碱
（碱基）
嘌 呤：Ａ Ｇ
碱
嘧啶
基
胞嘧啶 C
胸腺嘧啶 T
尿嘧啶 U
嘌呤
鸟嘌呤 G
腺嘌呤 A
脱 氧
核
糖
磷酸
5´
酯
键
糖
苷 键
核
苷
单核苷酸 3´
核酸
核酸生物遗传的物质基础。
(一)核酸的种类 脱氧核糖核酸（DNA）
核 酸
核 糖 核 酸（RNA）
DNA
RNA
DNA和RNA的区别
“异时异地”，转录在核内， 翻译在细胞质内
有丝分裂和减数分裂（具 有丝 分裂器）
第二章 染色质的分子结构
一、 DNA的分子结构和特征 二、染色质的分子组成和结构 三、染色质的结构与基因表达
一、 DNA的分子结构和特征
核苷酸(nucleotide)
核 酸
单
的核
基 本
苷
单酸
位
戊糖 磷酸
核糖 脱氧核糖
核膜
结 构
核糖体 核仁
染色质
核基质
非膜相结构 微丝 中等纤维
微管
中心粒 细胞质基质
原核细胞与真核细胞的比较
比较项目
细胞大小 细胞核 DNA 细胞壁
细胞器
细胞质 运动 转录、翻译 细胞分裂
原核细胞
真核细胞
较小(1-10 μm)
较大(10-100 μm)
无核膜和核仁，为拟核
有核膜和核仁，为真核
呈环状，位于细胞质中，不与 位于细胞核内，很长，与蛋白
原核细胞与真核细胞
根据细胞的进化程度，可将生物细胞 分为原核细胞和真核细胞两大类。
一.原核细胞
（一）支原体 （二）细菌
细胞膜 核糖体
DNA
中间体
RNA DNA
细菌壁 核糖体
二.真核细胞
真核细胞的基本结构
细胞膜
膜相结构
细胞膜 溶酶体 高尔基复合体
线粒体
光
镜 下
细胞质
结
构
细胞核
电
过氧化氢体
镜
内质网
下
特点：1、组织的特异性； 2、对转录作用的专一性； 3、与DNA结合的专一性。
4、RNA
含量很低。
（二）染色质的结构：是指染色质的化学组成间彼此之间的关系。
★★染色质的四级结构（多级螺旋模型）
1.一级结构： 核小体(nucleosome)是染色质的基本结构单位， 为染色质的一级结构， 11nm。
核 小 体
2 .二级结构
螺线管是染色质的二级结构。每6个核小体缠绕一
圈形成的中空性管. 外30nm; 内10nm, 组蛋白H1位 于螺旋管内侧。
从核小体串到螺线管，DNA 分子长度被压缩了6倍。
内10nm 组蛋白
外30nm
3 .三级结构 超螺线管为染色
质的三级结构，它是由螺线管 进一步盘曲而形成。 400nm
H1组蛋白
进化上不保守，与染色质高级结构的构建有关。
※组蛋白合成于细胞周期的S期，与DNA的合成同时进行。
功能：参与染色质的构建； 维持染色质的结构。 抑制DNA的复制和转录。
3、非组蛋白 酸性蛋白，富含天门冬氨酸、谷氨酸等酸性氨基酸。
功能：1.参与染色体的构建 2.启动基因复制 3.调控基因转录
H1
连接DNA （50~60bp）
H1
H3 H2B
H4
H2A
H2A
H4 H2B
H3
H3
H2A
H4
H2B H2B
H4
H2A
H3
球状组蛋白核心 DNA双螺旋
组蛋白核心：
核
小
2(H2A、H2B、H3、H4)
体
DNA双螺旋：
八聚体
140-160bp、绕组蛋白核心1.75圈，
DNA分子绕在组蛋白核心外， 其长度压缩了7倍。