Chapter 02 真核基因組的包裝課件

1、第二章 真核基因組的包裝第一節(jié) 真核生物染色體 一、化學組成： DNA線形 蛋白質(zhì)Histones（組蛋白）：H1，H2A，H2B，H3，H4Nonhistones（非組蛋白）：1. 染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)核小體模型8 組蛋白分子（H2A+H2B+H3+H4）2核心：147bp DNA:環(huán)繞核心.二、空間結(jié)構(gòu)（1）核小體的組成DNA 螺旋組蛋白: 四種顏色 “串珠”兩個核小體之間 53bp spacer DNA 和 H1結(jié)合（2） 核小體11nm30nm直徑：6 個核小體一圈.Solenoid（螺線管）Solenoid（螺線管）（3）螺線管 染色質(zhì)纖維30nm300nm直徑：300nm環(huán)形結(jié)構(gòu)域如何

2、調(diào)控和表現(xiàn) DNA的功能?三、染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)域（Chromatin domains）間期細胞核中染色質(zhì)濃縮、染色深的部分基因失活；缺乏基因；晚復制.功能：維持染色質(zhì)的結(jié)構(gòu).1.異染色質(zhì)（Heterochromatin）間期細胞核中染色質(zhì)松散、染色淺的部分.2.常染色質(zhì)（Euchromatin）活性基因；早復制.由直徑30 nm 的染色質(zhì)纖維組成（1）基質(zhì)結(jié)合區(qū)（MARs）富含AT序列的DNA片段（2）結(jié)構(gòu)域（Structural domains）位于核基質(zhì)結(jié)合位點之間的DNA環(huán)又稱：支架結(jié)合區(qū) （SARs）（3）功能域（Functional domains）結(jié)構(gòu)域中對DNase I 敏感的部位含

3、有更為松散和開放的組織形式 功能域被絕緣子分割1）絕緣子（Insulators）:12 kb 序列，是功能域的邊界。絕緣子序列2）絕緣子的兩個功能: 克服位置效應（ positional effect）;維持功能域的獨立性.位置效應（positional effect）:當一個新基因被插入到染色體上后，其表達能力有變化。因為基因所處的位置不同而改變其表型。絕緣子能修飾染色質(zhì)的包裝，從而建立一個功能域絕緣子維持功能域的獨立性 有些功能域具有基因座控制區(qū)（LCR）1）基因座控制區(qū)（LCR)克服位置效應.激活位于功能域中的基因表達.一、染色質(zhì)修飾激活基因組1. 組蛋白修飾給位于核小體核心的組蛋白分子

4、的N端的賴氨酸上添加乙?；鶊F. 組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶 (HATs): 四膜蟲 : p55, 酵母 : GCN5, 哺乳動物 : p300/CBP, 改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)。（1）組蛋白乙?；嚢彼嵋阴；鵋AT*HAT: histone acetyltransferase（組蛋白N端）“+”減少與DNA結(jié)合松散基因激活（3）組蛋白磷酸化磷酸根絲氨酸組氨酸Kinase的羥基增加 “-”與DNA結(jié)合松散基因激活組蛋白 H3 和H1.（4）組蛋白泛素化（Histone ubiquitination）對 H2B 2. 核小體重建指在基因組的一小段區(qū)域上的核小體的修飾和位置變化。（2） 側(cè)滑或順式替換（cis-di

5、splacement）需要能量。減小核小體與DNA的相互作用指核小體結(jié)構(gòu)的變化（不包括位置）。 （1） 重建（Remodeling）指核小體沿著DNA的移動。 （3） 轉(zhuǎn)位或反式替換（ trans-displacement）核小體被轉(zhuǎn)移到另一條DNA上, 或者轉(zhuǎn)到同一個DNA的非臨近位置。核小體重建復合體: Swi/Snf 核小體重建復合體: Swi/Snf 二、染色質(zhì)修飾沉默基因組1. 組蛋白去乙?；溉閯游? HDAC1, HDAC2 酵母 : Rpd3 組蛋白去乙?；?(HDACs)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶: Dnmt1, Dnmt3a , Dnmt3b 2. DNA 甲基化C 5-mC 低等

6、真核生物: 稀有 脊椎動物 :10%, 5CG3 植物: 30%, 5CNG3 （1）維持甲基化（2）重新甲基化 在新的位置上進行甲基化 DNA復制以后，在新鏈上對應于母鏈的甲基化位置上進行甲基化 Dnmt1,Dnmt3a , Dnmt3b（3）人CpG 島的甲基化CpG 島不甲基化某種組織里正在表達的特異基因的 CpG 島不甲基化 管家基因（Housekeeping genes）:組織特異性基因（4）基因組印記與DNA甲基化基因組印記（Genomic imprinting）: 同源染色體上的一對等位基因中只有一個表達，另一個被甲基化所沉默人類和小鼠至少有30個基因表現(xiàn)印記有的基因來自于父本，有的來自于母本人11號染色體上的一對印記基因（5）X染色體失活與DNA甲基化組蛋白 H2A 被特殊組蛋白 macroH2A1