现代分子生物学笔记(基础理论部分)汇总

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第二章染色体与DNA

第一节染色体

1、真核细胞的染色体具有如下性质：分子结构相对稳定；能够自我复制，使亲子代保持连续性；能指导蛋白质的合成，从而控制生命过程；能产生可遗传的变异。

2、染色体上的蛋白质包括组蛋白和非组蛋白。组蛋白是染色体的结构蛋白，它与DNA组成核小体。组蛋白分为H1、H2A、H2B、H

3、H4。组蛋白：histones真和生物体细胞染色质中的碱性蛋白质含精氨酸和赖氨酸等碱性氨基酸特别多，二者加起来约为所有氨基酸残基的四分之一。

3、组蛋白的一般特性：

○1进化上的极端保守：不同种生物组蛋白的氨基酸组成是十分相似的，特别是H3、H4

可能对稳定真核生物的染色体结构起重要作用。○2无组织特异性

○3肽链上氨基酸分布的不对称性

○4存在较普遍的修饰作用

○5富含赖氨酸的组蛋白H5

4、非组蛋白：主要包括与复制和转录有关的酶类、与细胞分裂有关的蛋白等。

5、真核生物基因组DNA：

真核细胞基因组的最大特点是它含有大量的重复序列，而且功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非功能DNA所隔开。人们把一种生物单倍体基因组DNA的总值称为C值。在真核生物中C值一般是随生物进化而增加的，高等生物的C 值一般大于低等生物，但某些两栖类的C值甚至比哺乳类还大，这就是著名的“C值反常现象”。

6、真核细胞DNA序列可分为三类：

○1不重复序列：在单倍体基因组里，一般只有一个或几个拷贝，占DNA总量的40%~80%。结构基因基本上属于不重复序列。

○2中度重复序列：重复次数在10~104之间，占DNA总量的10%~40%，各种rRNA、tRNA以及某些结构基因（如组蛋白基因）都属于此类。○3高度重复序列：如卫星DNA。只在真核生物中出现占基因组的10%~60%，由10~60个碱基组成，在DNA链上串联重复高达数百万次，这类DNA高度浓缩，是异染色质的组成部分，可能

与染色体的稳定性有关。

7、染色质与核小体：染色质纤维细丝是由DNA 和组蛋白构成，DNA和组蛋白构成核小体，核小体连成念珠状构成染色质。

○1核小体的装配过程：

两分子的H3和两分子的H4先形成四聚体，然后由H2A和H2B构成的异二聚体在该四聚体的两侧分别结合而形成八聚体。长146bp的DNA 按左手螺旋盘绕在八聚体上1.8圈，形成核小体的核心颗粒，每圈约80bp。核心颗粒两端的DNA 各有11bp与H1结合，形成完整的核小体。核小体的形成是染色体压缩的第一个阶段。

○2染色体的压缩：

DNA双链以左手螺旋盘绕在组蛋白形成的八聚体核心上即核小体------念珠状结构-----核小体结构进一步盘绕折叠形成染色质丝----组成突环----玫瑰花结------螺线圈-----由螺线圈组成染色单体。

8、真核生物基因组的特点:

○1真核基因组庞大，一般都远大于原核生物的基因组

○2真核基因组存在大量的重复序列

○3真核基因组的大部分为非编码序列，占整个基因组序列的90%以上，该特点是真核生物与细菌和病毒之间最主要的区别

○4真核基因组的转录产物为单顺反子。

○5真核基因是断裂基因，有内含子结构。

○6真核基因组存在大量的顺式作用元件。包括启动子、增强子、沉默子等

○7真核基因组中存在大量的DNA多态性。单核苷酸多态性和串联重复序列多态性。

○8真核基因组具有端粒结构。

单顺反子：真核基因转录产物为单顺反子，即一条mRNA模板只含有一个翻译起始点和终止点，因而一个基因编码一条多肽链或RNA。

多顺反子：在原核生物中，通常是几种不同的mRNA连在一起，相互之间由一条短的不编码蛋白质的间隔序列所隔开，这种mRNA叫做多顺反子mRNA。这样的一条mRNA链含有指导合成几种蛋白质的遗传信息。

9、原核生物基因组：

原核生物基因组很小，大多只有一条染色体，只有很少基因是以拷贝形式存在，且DNA含量很少。

10、原核生物基因组特点：

○1结构简练：原核DNA分子的绝大部分是用来编码蛋白质的只有很少的一部分不转录

○2存在转录单元：原核生物DNA序列中功能相关的RNA和蛋白质基因，往往丛集在基因组的一个或几个特定部位，形成功能单元或转录单元，它们可被一起转录为含多个mRNA的分子，称为多顺反子mRNA。

○3有重叠基因：同一段DNA携带两种或两种以上不同蛋白质的编码基因。

第二节DNA的结构

1、DNA的一级结构：指DNA分子中核苷酸的排列顺序。

DNA一级结构特征：

DNA分子是由两条互相平行的脱氧核苷酸链盘绕而成；

DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排在内侧；

两条链上的碱基互补配对

2、DNA的二级结构：指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。通常情况下分为两

大类：右手螺旋A-DNA、B-DNA和左手螺旋Z-DNA

DNA双螺旋结构：两条DNA链之间形成氢键；双螺旋内部形成的疏水区，消除了介质中水分子对碱基之间氢键的影响；介质中的阳离子中和了磷酸基团的负电荷，降低了DNA链之间的排斥力、范德华力。

Z-DNA指左手螺旋DNA。

3、DNA的高级结构：指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。

负超螺旋（拓扑异构酶或溴乙啶）松弛DNA（拓扑异构酶或溴乙啶）正超螺旋

第三节DNA的复制

1、半保留复制：DNA在复制过程中，碱基间的氢键首先断裂，双螺旋被分开，每条分子分别做模版合成新链，产生互补的两条链。每个子代DNA分子的一条链来自亲代DNA，另一条是新合成的。

2、半不连续复制：DNA在复制时，在一个复制叉上同时进行两个方向的DNA复制，一条链的合成是连续的，另一条是不连续的先合成一系列