真核細胞染色體結(jié)構(gòu)和基因表達

1、關(guān)于真核細胞染色體結(jié)構(gòu)與基因表達第一張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月基因轉(zhuǎn)錄激活需要局部結(jié)構(gòu)的改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)改變因素：組蛋白結(jié)構(gòu)改變非組蛋白DNA甲基化和去甲基化第二張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 真核細胞染色質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)一、真核細胞染色體的組成1.染色質(zhì)的基本成分組蛋白：每個核小體H2A、H2B、H3、H4各2個；1個H1。進化上保守，無組織特異性。兩棲類、魚類、鳥類紅細胞H5取代H1非組蛋白：種類較多，與DNA折疊、復制、轉(zhuǎn)錄有關(guān)。高遷移蛋白（HMG）與DNA超螺旋結(jié)構(gòu)有關(guān)。DNA第三張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第四張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2

2、022年6月2. 真核細胞染色體的基本結(jié)構(gòu)DNA 核小體 10nm 1:6螺線管 30nm 1:6超螺線管 300nm橫向壓縮 700nm 1:40染色體 1400nm 1:5第五張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第六張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3.染色體的基本結(jié)構(gòu)富含AT堿基和高度重復序列端粒端粒與隨體：都在染色體末端,端粒是染色體末端的DNA重復序列。隨體卻是染色體片段 第七張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、染色質(zhì)的基本類型異染色體（heterochromatin） 結(jié)構(gòu)異染色體：細胞周期一直處于固縮狀態(tài)，著絲粒結(jié)構(gòu)域、端粒、次益痕等區(qū)域。高度重復序列DN

3、A。 兼性異染色體：巴氏小體，哺乳動物X染色體。 2. 常染色體（euchromatin）：單一序列、中度重復序列DNA第八張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、真核生物基因結(jié)構(gòu)1. 真核細胞基因的基本：斷裂基因第九張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.真核基因啟動子結(jié)構(gòu)RNA pol I 啟動子: 存在于核糖體RNA基因中。核心元件（GC含量豐富2045）和上游控制元件組成。RNA pol II 啟動子：核心元件、上游控制元件、遠端調(diào)控區(qū)。存在TATA、GC、CATT等box。第十張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月增強子（enhancer）：在啟動子遠端控制區(qū)增強基因

4、表達的DNA序列。沒有固定位置；雙向性；沒有基因和物種特異性；應激性（部分增強子）；順式作用；遠距離。沉默子（silencer）或衰減子（dehancer）：抑制基因表達的DNA序列。位置、作用距離、方向性與增強子相似。轉(zhuǎn)錄因子：反式作用因子。RNA pol III 啟動子：分基因外啟動子，基因內(nèi)啟動子第十一張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第十二張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第十三張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 真好基因的基本類型C值：生物單倍體基因組DNA的總量C值矛盾（C-value paradox）：非重復序列：編碼各種蛋白質(zhì)中度重復序列：10次萬次

5、；占10% 40%；有種間特異性；可能參與mRNA的剪接與二級結(jié)構(gòu)的形成。短分散片段：300-500bp，分散在1000bp非重復序列中。Alu、Hinf家族。長分散片段：3500-7000bp，分散在13000bp單一序列中。絕大部分序列不轉(zhuǎn)錄。如Kpn I家族。第十四張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月高度重復序列：重復次數(shù)106，10%_60%;個體間有特異性；功能：調(diào)控復制；調(diào)控基因表達；轉(zhuǎn)座作用；參與減數(shù)分裂染色體的同源配對。分類：反向重復序列；衛(wèi)星DNA；復制重復序列。多基因家族：同一個體來源相同的基因群。假基因（pseudo gene）：不能正常編碼蛋白質(zhì)的基因。自私基因（

6、selfish gene）只能復制，不能表達的DNA序列。第十五張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 染色體水平上的基因活化調(diào)節(jié)一、染色體結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化 染色質(zhì)的動態(tài)變化：核小體及以上染色體高級結(jié)構(gòu)，基因關(guān)閉狀態(tài)；染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化、蛋白因子的參與、局部染色質(zhì)去阻遏，基因活化，啟動轉(zhuǎn)錄。第十六張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 二、異染色質(zhì)化常染色體異化后，失去轉(zhuǎn)錄活性。哺乳動物雌性一條X染色體失活變成巴爾小體。第十七張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、組蛋白與非組蛋白的修飾作用組蛋白的修飾限制對基因活性的調(diào)控 組蛋白是DNA轉(zhuǎn)錄的非特異性抑制劑，是染色體活化的抑制者

7、。組蛋白的乙?；?、磷酸化、甲基化等影響其與DNA的轉(zhuǎn)錄。組蛋白與DNA的結(jié)合起著轉(zhuǎn)錄的負控作用。第十八張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）、組蛋白乙?；腿ヒ阴；{(diào)控基因活性： 組蛋白C端Lys殘基的乙?；?，降低與DNA的親和力，促進基因轉(zhuǎn)錄。受乙?；D(zhuǎn)移酶和乙酰基酶的控制。 第十九張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）、組蛋白的磷酸化和去磷酸化與基因活化組蛋白H310Ser磷酸化在真核生物基因活化中起重要作用。（3）、組蛋白糖基化糖基化：在糖基轉(zhuǎn)移酶作用下將糖轉(zhuǎn)移至蛋白質(zhì)，形成糖蛋白。是對蛋白的重要的修飾，有調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)功能作用。（4）、組蛋白甲基化與基因活化組蛋白被甲基

8、化的位點主要Lys和Arg第二十張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 非組蛋白修飾限制對基因活動的控制非組蛋白具有種和組織特異性，主要是參與核酸代謝和修飾的酶類、轉(zhuǎn)錄調(diào)控的反式作用因子。第二十一張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月四、基因重排、擴增、丟失與基因活動的調(diào)節(jié)1. 基因重排第二十二張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 染色體丟失基因丟失（gene elimination）：染色體缺失導致相關(guān)基因不能表達的現(xiàn)象。3. 基因擴增為滿足某個階段生長發(fā)育的需要，細胞內(nèi)一些基因的拷貝數(shù)專一性地大量增加的現(xiàn)象。例如在爪蟾卵子發(fā)生時，編碼rRNA的基因數(shù)增加約4000倍。

9、第二十三張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第3節(jié) 核基質(zhì)與基因活化一、染色體的邊界元件類別1.核基質(zhì)結(jié)合區(qū)MAR（核骨架附著區(qū)，SAR)（核基質(zhì)：纖維蛋白構(gòu)成的網(wǎng)架體系。）MAR：真核生物DNA序列中與核基質(zhì)特異性緊密結(jié)合區(qū)域。300-1000bp，富含A/T或T/A。獨立存在于非編碼區(qū)，往往與啟動子、增強子等轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列相連。第二十四張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 基因座控制區(qū)（locus control region） enhance the expression of linked genes at ectopic chromatin sites. relies

10、not only on gene-proximal elements such as promoters, enhancers, and silencers, but also on long-range interactions of various cis-regulatory elements and dynamic chromatin alterations.第二十五張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 隔離子（insulator）是染色體上能夠保護基因免受其外部增強子和非活性染色質(zhì)結(jié)構(gòu)影響的DNA 序列。第二十六張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、核基質(zhì)結(jié)合區(qū)的核

11、基質(zhì)蛋白1.高豐度蛋白：Matrix和Lamin含量最高，能與DNA核基質(zhì)結(jié)合區(qū)結(jié)合以及染色體的包裝提供支點。 2.稀有蛋白：多是啟動子的結(jié)合因子。第二十七張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) DNA甲基化與真核基因表達一、DNA甲基化與去甲基化DNA甲基化 在甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下，DNA的CG兩個核苷酸的胞嘧啶被選擇性地添加甲基，形成5甲基胞嘧啶。 第二十八張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 DNA甲基化主要形成5甲基胞嘧啶（5-mC）和少量的N6-甲基嘌呤（N6-mA）及7甲基鳥嘌呤（7-mG） 引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)相互作用方式的改變，從而控