染色体与DNA

分子生物学第二章，染色体与DNA。包含原核和生物和真核生物dna复制的特点、DNA的转座等内容，需要可收藏。

染色体与DNA

• 染色体
  • 真核细胞染色体的组成。
    • 组成
      • 核小体
        • 真核生物基因组dna
        • 蛋白质。
          • 组蛋白。（色体的结构蛋白与dna构成和小体。色体的结构蛋白与dna构成核小体。组蛋 白含大量精氨酸和赖氨酸。 ）
            • H1,H2A,H2B,H3,H4
            • 一般特性
              • 组蛋白的修饰作用。
                • 甲基化
                  • 有组蛋白甲基转移酶和去甲基化酶催化的可逆修饰。
                • 泛素化
                  • 修饰位点，为高度保守的赖氨酸残疾。
                • 乙酰化
                  • 主要发生在核心组蛋白上。
              • 肽链上氨基酸分布的不对称性。
              • 进化上的极端保守性。
              • 无组织特异性。
              • 富含酪氨酸的组蛋白H5
          • 非组蛋白
            • 功能
              • 遗传信息的保持和表达调节。
              • 染色体的结构支持体。
              • 酶
            • 约为组蛋白总量的60%~70%，可能有20~100种。
            • 常见HMG蛋白，DNA结合蛋白，A24非组蛋白
      • RNA（尚未完成转录而仍与模板dna相连，含量不到dna的10%。）
    • 真核生物基因组DNA
      • 序列大致上可分三类。
        • 中度重复序列重复次数在十的一次方到十的四次方之间。占总dna含量的10%的晚至40，分散在不重复序列之间。
        • 不重复序列。一般只有一个或几个拷贝，占dna总量的40%~80%。
        • 高度重复序列。占基因组10%~60%又叫做卫星区
          • 卫星DNA
          • 小卫星DNA
          • 微卫星DNA
      • 结构特点。
        • 基因组庞大，一般远大于原核生物。
        • 基因是断裂基因，有内含子结构。
        • 大部分为非编码区，占90%以上。
        • 存在大量的顺式作用元件。
        • 转录产物。为单顺反子。
        • 在大量的dna多态性。
        • 在大量的重复序列。
        • 具有端粒结构。
      • 最大特点:编组中含有大量的重复序列，且功能dna序列大多被不编码子蛋白质的非功能DNA所隔开。
      • 基因密度。:物体内所有的染色体组成基因组。每基因组dna上所含有平均基因数目
      • 基因组大小。一种生物单倍染色体dna的总长度与生物体的复杂性有关。
  • 染色体概述
    • 包括DNA,RNA两大部分,遗传物质的主要载体，保持物种的稳定性与连续性。 包有丝分裂是遗传物质存在的特定形式，是间期，染色质结构紧密包装的结果。
    • 染色质
      • 纤维结构叫做染色质丝是最基本单位核小体成串排列而成。
    • 真核生物染色体特点。
      • 一般情况下一条 以后全部由功能基因与调控序列组成。 所编码的蛋白质呈线型对应状态。
    • 特征
      • 分子结构相对稳定。 我复制亲子代之间保持连续性。 指导蛋白的合成，控制整个生命过程 产生可遗传的变异。。
  • 原核生物基因
    • 基因组dna的结构特点。
      • 存在转录单元。
        • 一起转录为含多个m rna的分子，叫做多顺反子mrna
      • 有重叠基因。
        • 一对dna能携带两种不同蛋白质的信息。
      • 结构简练。
• DNA的突变与修复
  • Dna突变。
    • 复制错误与DNS损伤后果。
      • 是给敌人带来永久性的，不可逆的改变。是最终改变基因编码的序列。称基因突变。
      • 是DNA的某些化学变化是dna，不能再被用作模板进行复制和转录。
    • 基因突变
      • 在基因内的物质发生可遗传的结构和数量的变化。
      • 类型
        • 替换，插入或移码。
          • 替换
            • 转换
            • 颠换
          • 移码
            • 一个或少数几个核苷酸的插入或缺失引起的突变
  • Dna损伤的修复。
    • 错配修复。
      • 根据复制叉上的DNA甲基化程度,,切除尚未甲基化的子链上的错配碱基。
      • Dam甲基化酶使母链位于5’GATC序列中的腺苷酸的，N6位甲基化。
      • 甲基化在dna复制后发生。
    • 尿嘧啶-N-糖苷酶修复系统
      • dUTP的渗入 胞嘧啶的自发脱氨氧化
    • 切除修复。
      • 碱基切除修复。
      • 核酸切除修复。
    • 光复活
      • 复制前
      • PR酶
    • 引起损伤的因素
      • 自发性损伤
      • 物理损伤（辐射，紫外线）
      • 化学损伤（烷化剂，碱基类似物）
  • 同原重组修复。
    • 当DNA发生双链断裂时，可通过同源重组修复。是利用细胞内的同源染色体对应的DNA序列作为修复模板进行dna修复的过程。
  • SOS修复系统
    • 包括定位的修复，产生变异，提高细胞生存率，容错率高保真度的极大降低。
• DNA复制
  • 复制方向。
    • 单向复制。
      • 从一个复制起始点开始，只有一个复制叉在移动，环状dna利用这种方式拷贝双链dna。
    • 相向复制。
      • 两起点分别，其实两条链虽有两复制叉的生长端，但只有一条链作模板链合成dna。
    • 双向复制。
      • 复制起始于一个位点，但向两侧分别形成复制叉，向相反方向移动。
  • 半保留复制。
    • 由亲代定位生成子代dna是每个新形成的子弹dna中一条链上来自亲代dna，另一条链则是新合成的。
    • 生物学意义。我明dna在代谢上的稳定性，保证亲代的遗传信息，稳定的遗传给后代。
  • 复制起始点。
    • 复制叉复制时双链dna要减开，形成两股链分别进行。所以这个复制起始点成叉的形式。
    • 复制子。一般把生物体内能独立进行复制的单位。
    • Dna链上独特的具有70dna复制功能的碱基顺序。
  • 后导链。
    • 在合成过程中，一段亲本定位单链首先暴露出来。然后以与复制叉移动方向相反的方向。按5’到3’端我想合成一系列的冈崎片段，然后再把他们连续。按完整的后随链。
  • 冈崎片段。
    • 在dna复制过程中，前导链儿能连续合成，而滞后链只能是。断续的合成多个片段。这些不连续的小片段称冈崎片段。
  • 前导链
    • Dna合成按5’到3’端方向随着清代双链dna的解开而连续进行复制。
  • 半不保留复制。
    • 前导链是持续合成的后导链是不连续的。
  • 复制终止点。
    • 复制子中控制复制终止的位点
• DNA结构
  • 二级结构。
    • 特点。
      • 因为分子中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。
      • Dna分子是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成。两条多核苷酸链是反向平行。
      • 两条链上的碱基通过氢键相结合形成碱基对。
    • 指两条脱氧多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。
    • 左手螺旋
      • Z-DNA构象
        • 特点紧致。B＜A＜Z
    • 右手螺旋。
      • B-DNA构象
      • A-DNA构象
  • 一级结构。
    • 脱氧核糖核酸。基本单位脱氧核苷酸。是四种核苷酸的排列顺序，表示了该dna分子的化学构成。
    • 因为常以线性或环状形式存在，大多数由两条碱基互补的单链构成。
    • 表示法。一结构是二，线条是三字母是
    • 少部分生物以单链形式存在。
  • Dna的高级结构。
    • 指定为双螺旋，进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。
    • 超螺旋结构是dna高级结构的主要形式。
    • 质粒DNA
      • 双链环状闭合dna。
• 原核和生物和真核生物dna复制的特点
  • 后随链的合成分为四个步骤。
    • Dna聚合酶三以5’到3’端方向延伸该引物，直到遇见林姐引物的5’端，这个新合成的dna片段就是冈崎片段。
    • Dna连接酶连接相邻的冈崎片段，使之成为一段完整的子代链
    • 首先，引物酶合成的十个核苷酸大小的新引物。
    • Dna聚合酶一被用来去除引物
  • Dna复制的引发。
    • 原来复制时往往先由引发酶在dna模板上合成一段儿。阿姨链作为引发末端引物。前导链引发过程较为简单，只要一段rna引入。后随链的引发过程有引发体，引发生成后随链的RNA引物
  • Dna双链的解旋。
    • 单链结合蛋白。
      • 保证被解链酶解开的单链在复制完成前能保持单链结构。
    • Dna拓扑异构酶高出简练造成的正超螺旋堆积。
    • Dna解链酶。
      • 通水解atp获能解开双链dna。
  • DNA聚合酶Ì
    • 校对功能进行错配碱基的修复。
    • 切除，RNA引物，DNA损伤部分，是冈崎片段消失
  • 聚合酶3
    • 主要聚合酶提高dna复制的保真性。
  • 分为起始，延伸，终止三个阶段。
  • 复制的终止
    • Ter-Tus复合物
  • DNA聚合酶二
    • 修复DNA作用
• DNA的转座
  • 转座子的分类与结构特征。
    • 转座子。是存在于染色体dna上可自主复制和位移的基本单位。
      • 类型
        • 插入序列。
          • 最简单，一小段儿可转座元件是细菌染色体与质粒dna的正常组成部分。
        • 复合型转座子。
          • 待遇有些抗药性基因的转座子，其两端往往是两个相同或高度同源的is序列。一旦形成复合型转座子is序列，就不能再单独移动智能作为复合体移动。
  • 真核生物中的转座子。
    • 自主性因子
      • 自主剪接与转座。
    • 非自主性急因子
      • 自身不可转座须自主性因子配合。
  • 转座作用与遗传学效应。
    • 转座产生的染色体畸变。
    • 转座引起的生物进化。
    • 转座产生新的基因。
    • 转座引起插入突变
  • 复制型转座。
    • 原位点上留有一个软件。
  • 非复制型转座。
    • 原位点上，不留原件。
  • 解离酶
    • 复制转座子。
  • 转座酶。
    • 靶序列