染色质与染色体

18章染色质与染色体

染色质与染色体有共同的组成成分，是同一物质在细胞周期不同功能阶段中所呈现的不同构象。

一，染色质和染色体的化学组成，

染色质和染色体的主要成分是DNA,组蛋白，非组蛋白及少量 RNA。其中组蛋白和DNA含量高且较为稳定，两者约占染色质化学组成的98%以上，非组蛋白和RNA的含量可随细胞生理状态不同而有很大变化。

基因组：真核细胞单倍染色体组中所含有的全部遗传信息称为1个基因组。所含有的DNA量称为有机体的C值。C值反应基因组的大小。

基因组中的遗传信息分为结构基因与调控基因两类：1结构基因：负责编码蛋

白质的氨基酸序列，大约占基因组的10％－15％；2调控基因：可以调控结构基因在不同细胞周期、个体发育不同阶段、不同组织细胞中表达的序列。

真核细胞的染色体DNA序列可分为三种———单一序列，中度重复序列，高度重复序列。

组蛋白是真核细胞特有的染色体基本结构蛋白，富含带正电荷的氨基酸，属于碱性蛋白质。与DNA结合不要求特殊的核苷酸序列。功能：1. 组蛋白在S期与DNA同时合成后，立即转移到细胞核内，与DNA装配成染色质。2.参与染色体的构建，维持染色体结构；通过甲基化、乙酰化等修饰调节DNA的复制和转录。

非组蛋白是染色体中除组蛋白以外的所有蛋白质的统称，富含酸性氨基酸带负电荷，可与特异的DNA序列结合。功能：①帮助DNA分子折叠，以形成不同的结构域，从而有利于DNA的复制和基因的转录；②协助启动DNA复制；③控制基因转录，调节基因表达。

组蛋白与非组蛋白的比较：

第二节染色质和染色体的亚微结构

一级结构后：核小体是染色质的基本结构单位，每个核小体单位包括一个组蛋

白核心和200bp左右的DNA。是染色质包装的一级结构，将DNA分子长度

压缩1/7。

二级结构：螺线管是染色质的二级结构，6个核小体缠绕一圈形成的中空性管. Φ外30nm; Φ内10nm,组蛋白H1位于螺旋管内侧。将串珠状小体长度压缩

5/6；DNA分子长度压缩1/42，螺旋管即为30nm的染色质纤维。

三级结构：尚有不同的看法，1超螺旋管为染色质的三级结构，它是由螺旋管

进一步盘曲而形成。将螺旋管长度压缩39/40。2襻环结构，具有非组蛋白支架，每18个襻环以染色体支架为轴心呈放射状排列，形成微带。襻环结构与

多级螺旋结构虽然都有一定的实验与观察依据，但都不完善，

四级结构：超螺旋管进一步折叠又被压缩4/5~5/6成为四级结构—染色单体。（DNA分子长度压缩至1/800~1/10 000）。

第三节常染色质与异染色质

根据染色质螺旋化程度的不同，染色性能及功能的不同，可分为常染色质与异

染色质。

异染色质又分为结构异染色质与兼性异染色质；

结构异染色质特点：

①在中期染色体上多定位于着丝粒区、端粒、次缢痕及染色体臂的某些节段；

②由相对简单、高度重复的DNA序列构成, 如卫星DNA；

③具有显著的遗传惰性, 不转录也不编码蛋白质；

④在复制行为上与常染色质相比表现为晚复制早聚缩；

第四节染色体

染色质的形态和结构在同种生物体中相对恒定，在不同种类的生物钟各不相同，这对于维持物种的稳定，生物的进化具有重要意义。

着丝粒（centromere）和动粒（着丝点）（kinetochore）是两个不同的概念：

着丝粒：由高度重复的异染色质组成，是中期染色单体相互联系在一起的特殊

部位；

动粒（着丝点）：指主缢痕处两个染色单体外侧表层部位的特殊结构，它与仿

锤丝微管相接触。

动粒结构域：位于着丝粒的外表面，是微管蛋白的聚合中心之一，由外层、中

间间隙和内层组成。外层的电子密度高，与纺锤丝微管相连。中间区电子密度低。内层呈颗粒状，电子密度高，与中间结构域的着丝粒异染色质结合。

中央结构域：位于着丝粒结构域的下方,含有高度重复的α卫星DNA构成的异染色质。

配对结构域：位于着丝粒结构的内层，中期两条染色单体在此处相互连结。

端粒：由端粒DNA和端粒结构蛋白组成的染色体末端的特化部位。功能：1.可维持染色体的稳定性。2.保证染色体DNA的完全复制。3.参与染色体在核内的空间分布。端粒的复制：端粒核苷酸复制和基因DNA不同，每复制一

次减少50-100bp，其复制要靠具有反转录酶性质的端粒酶（telomerase）来完成，正常体细胞缺乏此酶，故随细胞分裂而变短，细胞随之衰老。

根据丝粒在染色体上的位置，可将染色体分为4种类型：中央着丝粒染色体，

亚中着丝粒染色体，近端着丝粒染色体与端着丝粒染色体。而人类染色体只有

前三种类型。

染色体要在细胞中保持稳定，其DNA分子中必须有三中关键序列：1，复制源序列，是DNA复制的起始点，DNA在S期从此处开始结旋，解链，双向复制，形成复制泡；2，着丝点序列，该序列与纺锤丝连接，确保染色体能够准确的平分到子细胞中；3，端粒序列，可使DNA完整复制，并保持染色体的独立性和稳定性。

染色体数目与核型：

染色体数目在物种内相对稳定，在物种间差异较大，染色体的数目和大小反应

基因组的大小。

单倍体：是指含有一组染色体的细胞或个体，以n来表示。

核型：则是指将一个体细胞中的全套染色体按照形态特征进行分组排列的过程。

人类正常体细胞中有46条染色体。由于各个染色体之间的形态有许多相似之处，因此，普通的染色方法不易识别和区分染色体。

可用染色体现带技术使染色体的不同区域选择性的被某种染料染成不同强度的

带纹。

本章总结:1掌握染色体的化学组成以及组蛋白与非组蛋白的特点与区别。 2掌握染色体的亚微结构。

3掌握常染色质与异染色质的区别。

4掌握中期染色体的结构。

5了解染色体的分类与核型。