吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎課件

1、吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,1,第四章 遺傳的細胞學基礎,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,2,第一節(jié) 染色體的結(jié)構(gòu)與功能,細胞結(jié)構(gòu) 細胞質(zhì) 細胞核 染色體,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,3,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,4,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,5,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,6,體外培養(yǎng)人胚的肺成纖維細胞的中期染色體。第一次報道了人的染色體數(shù)目是46。( 1956,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,7,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,8,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,9,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的

2、細胞學基礎,10,普通黑腹果蠅的唾腺染色體,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,11,唾腺染色體上寬窄黑白不同的帶紋,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,12,蛋白質(zhì) ( 組蛋白和非組蛋白,核酸 ( DNA 和 RNA,非組蛋白中富含天門冬氨酸,谷氨酸等酸性氨基酸,為酸性蛋白質(zhì),組蛋白中富含精氨酸和賴氨酸等堿性氨基酸,屬堿性蛋白質(zhì),1、染色體的化學組成,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,13,1） Histone,組蛋白的性質(zhì)和類型 組蛋白是較小的蛋白質(zhì)分子，包含大量的堿性氨基酸(arginine and lysine)，它們與帶負電荷的DNA分子結(jié)合在一起。 組蛋白主要分為五種

3、：H1, H2A, H2B, H3, 和H4。 它們在不同真核生物中非常相似。（如人類和豌豆H4,2aa；海膽和小牛胸腺H3,1aa） 精細胞中是由精蛋白代替組蛋白，成熟的魚類和鳥類的紅細胞中H1則被H5所取代。 染色質(zhì)中的組蛋白與DNA的含量之比為：11,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,14,組蛋白的功能 核小體組蛋白(nucleosomal histone), 包括H2A、H2B、H3和H4, 作用是與DNA組裝成核小體。 H1不參加核小體的組建, 在構(gòu)成核小體時起連接作用,并賦予染色質(zhì)以極性,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,15,2） Nonhistone protein

4、s,Nonhistone chromosomal proteins include a large number of widely diverse structural, enzymatic, and regulatory proteins,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,16,Nonhistone proteins,非組蛋白的功能 1、參與染色體的構(gòu)建：染色體的結(jié)構(gòu)支持體 2、啟動DNA復制 3、調(diào)節(jié)基因表達的蛋白因子等 序列特異性DNA結(jié)合蛋白(sequence-specific DNA-binding protein)。 非組蛋白的特性: 呈酸性、帶負電荷,吉林大學遺傳學第四章

5、 遺傳的細胞學基礎,17,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,18,核小體,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,19,2、Nucleosome,核小體的結(jié)構(gòu)特點 核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位。 由200個左右堿基對的DNA和四種組蛋白結(jié)合而成； 其中四種組蛋白(H2A、H2B、H3、H4 )各2分子組成八聚體的小圓盤，是核小體的核心結(jié)構(gòu)； 146個堿基對的DNA繞在小圓盤外外面1 3/4圈。每一分子的H1與DNA結(jié)合, 起穩(wěn)定核小體結(jié)構(gòu)的作用； 兩相鄰核小體之間以連接DNA(linker DNA)相連, 長度為40bp不等,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,20,吉林大學遺傳學第

6、四章 遺傳的細胞學基礎,21,核小體的計算機模擬圖 (左側(cè)為正面，右為側(cè)面,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,22,Chromosome packing,核小體(nucleosome) 螺線管(solenoid) 超螺線管(supersolenoid) 染色體(chromosome) 從核小體開始到染色體, DNA總共壓縮: 壓縮7倍 壓縮6倍 壓縮40倍 壓縮5倍 DNA核小體 螺線管 超螺線管染色單體,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,23,30nm 纖維,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,24,染色體的四級結(jié)構(gòu),吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,25,染色體的電鏡

7、照片,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,26,3、染色體的主要結(jié)構(gòu) 著絲粒(centromere) 主縊痕(Primary constriction) 次縊痕(secondary constriction) 隨體(satellite) 端粒(telomere,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,27,主縊痕與主縊痕,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,28,四種不同位置著絲粒的染色體,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,29,中部著絲粒,近中部著絲粒,近端著絲粒,端部著絲粒,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,30,染色體類型,1、染色體大?。?大型染色體（macroch

8、romosome）：人，蠶豆 小型染色體 （microchromosome）：鳥類 2、染色體數(shù)目： 正常染色體 （Achromosome) 超數(shù)染色體 （supernumerary chromosome 或B染色體） 3、染色體功能 常染色體 （autosome） 性染色體 （sex chromosome,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,31,湖北貝母 的B染色體,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,32,DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定遺傳的功能序列,ARS序列：自主復制序列，或復制起點序列 CEN序列：著絲粒序列 TEL序列：端粒序列,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,33,DNA穩(wěn)定遺

9、傳的三種功能位點,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,34,端粒（Telomeres）是存在于真核細胞線狀染色體末端的一小段DNA-蛋白質(zhì)復合體，高度重復序列，主要作用是保持染色體的完整性。 端粒酶是蛋白質(zhì)和RNA的復合物，以自身RNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄形成DNA，存在于生殖細胞、睪丸 、卵巢、胎盤及胎兒細胞，腫瘤細胞,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,35,不同生物端粒序列特征,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,36,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,37,端粒的形成,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,38,人工染色體(artificial chromosome) 人

10、工構(gòu)建的含有穩(wěn)定染色體的天然結(jié)構(gòu)序列，即ARS、CEN、TEL序列的微小染色體，可以象天然染色體一樣在寄主細胞中穩(wěn)定復制和遺傳，稱為人工染色體,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,39,Yeast artificial chromosome,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,40,5、染色體與疾病診斷,疾病的診斷：早老癥 性別的判定：巴爾小體 胎兒,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,41,右圖顯示患Hutchinson-Gilford綜合癥的8歲男孩,左圖為正常的9歲男孩,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,42,衰老學說,差錯學派：代謝產(chǎn)物積累（脂褐質(zhì)） 自由基學說 遺傳

11、學派：程序性死亡 復制性死亡 長壽基因,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,43,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,44,第二節(jié) 細胞分裂,一、細胞周期（cell cycle） 是從一個細胞的任何一個分期階段到子細胞的同等階段中的各種事件 S 期 G1期 間期（interphase） 細胞周期 G2期 前期 (prophase) M 期 中期 (metaphase) 后期 (anaphase) 末期 (telophase,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,45,G1 期,RNA、蛋白質(zhì)合成,能量儲積,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,46,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞

12、學基礎,47,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,48,細胞的有絲分裂,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,49,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,50,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,51,細胞的減數(shù)分裂 P20,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,52,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,53,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,54,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,55,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,56,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,57,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,58,聯(lián)會復合體（P21,聯(lián)會復合體（syna

13、ptonemal complex，SC）聯(lián)會時總是夾在兩條同源染色體之間。 包括兩個側(cè)體和一個中體，主要由蛋白質(zhì)組成。 拉鏈結(jié)構(gòu)。與同源染色體配對和染色體交換有關,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,59,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,60,交叉是交換的結(jié)果,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,61,leptonema,zygonema,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,62,pachynema,diplonema,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,63,diakinesis,metaphase,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,64,telophase,anaphase,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,65,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,66,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,67,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,68,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,69,動物細胞,植物細胞,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,70,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,71,吉林大學遺傳學第四章 遺傳的細胞學基礎,72,減 數(shù) 分 裂 和 有 絲 分 裂 比 較 圖,減 數(shù) 分 裂 和 有 絲 分 裂 比 較 圖,吉林大學遺傳學