染色體與DNA課件

1、第二章：染色體與DNA1一、DNA的一級結(jié)構(gòu)二、DNA的物理圖譜三、DNA一級結(jié)構(gòu)的測定四、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)五、DNA的三股螺旋結(jié)構(gòu)六、DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)七、核小體與染色體八、 DNA結(jié)構(gòu)的不均一性九、DNA的變性、復(fù)性和分子雜交十、基因與基因組染色體與DNA最新課件第二章：染色體與DNA1一、DNA的一級結(jié)構(gòu)六、DNA的超一、DNA的一級結(jié)構(gòu)4種核苷酸的連接及排列順序四種脫氧核糖核苷酸分別表示為： dAMP、dGMP、dTMP、dCMP（A、G、T、C）染色體與DNA最新課件一、DNA的一級結(jié)構(gòu)4種核苷酸的連接及排列順序染色體與DN染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA

2、最新課件染色體與DNA最新課件A G T C染色體與DNA最新課件A G T C染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件DNA分子的大小分子量堿基對（base pairs，bp） 三種表示方法長度三者的關(guān)系分子量bp660 D每圈螺旋10.5bp 3.4nm測量的方法：凝膠電泳、電鏡金屬投影染色體與DNA最新課件DNA分子的大小染色體與DNA最新課件DNA分子的多樣性堿基的排列順序，而構(gòu)成了DN

3、A分子的多樣性100bp DNA分子可能排列方式就是4100DNA中的堿基排列順序是DNA分子的重要屬性染色體與DNA最新課件DNA分子的多樣性堿基的排列順序，而構(gòu)成了DNA分子的多樣性二、DNA的物理圖譜DNA分子的限制性內(nèi)切酶酶解片段的排列順序假設(shè)有一段DNA片段為2450bp，分別有兩個(gè)XbaI和兩個(gè)PstI位點(diǎn)，這樣每一個(gè)單酶切會(huì)把此DNA分子切成3個(gè)片段，雙酶切將產(chǎn)生5個(gè)片段。染色體與DNA最新課件二、DNA的物理圖譜DNA分子的限制性內(nèi)切酶酶解片段的排列順單酶切 XbaI PstI PstI XbaI雙酶切 XbaI PstI PstI XbaI染色體與DNA最新課件單酶切 Xba

4、I PstI PstI PstI XbaI PxtI+XbaI 1400bp 1200bp 900bp 900bp 750bp 600bp 500bp 500bp 300bp 150bp 150bp2450bp染色體與DNA最新課件2450bp染色體與DNA最新課件 2450bp 750bp P 500bp P 1200bp 150bp 600bp 500bp 300bp x x150bp 1400 900bp染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件三、DNA一級結(jié)構(gòu)的測定雙脫氧末端終止法-Sanger法： 原理是采用核苷酸鏈終止劑，雙脫氧核苷酸ddNTP終止DNA鏈的延長。 根據(jù)這一方法

5、，就可得到一組以ddNTP結(jié)尾的長短不一的DNA片段。 染色體與DNA最新課件三、DNA一級結(jié)構(gòu)的測定雙脫氧末端終止法-Sanger法：染染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件分成4組，每一組反應(yīng)體系中加入4種dNTP和一種相應(yīng)的ddNTP，反應(yīng)后可得到不同長度的以雙脫氧結(jié)尾的DNA片段，各DNA片段均只相差一個(gè)核苷酸長度，各組的片段經(jīng)凝膠電泳分離后，每一片段的電泳位置不同，從下而上可直接讀出DNA序列。染色體與DNA最新課件分成4組，每一組反應(yīng)體系中加入4

6、種dNTP和一種相應(yīng)的ddNSanger法測定DNA序列的原理圖示 T A A T C T G C A G G C 5/-A T T A G A C G T C C G -3/ A T G C ddATP ddTTP ddGTP ddCTP dATP dATP dATP dATP dGTP dGTP dGTP dGTP dCTP dCTP dCTP dCTP dTTP dTTP dTTP dTTP A AT ATTAG ATTAGAC ATTA ATT ATTAGACG ATTAGACGTC ATTAGA ATTAGACGT ATTAGACGTCCG ATTAGACGTCC染色體與DNA最新課

7、件Sanger法測定DNA序列的原理圖示染色體與DNA最新課件聚丙烯酰胺凝膠電泳 A T G C染色體與DNA最新課件聚丙烯酰胺凝膠電泳 A 染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件四、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)Watson和Crick于1953年根據(jù)DNA纖維X射線晶體衍射圖，提出了DNA為右手雙螺旋結(jié)構(gòu)的科學(xué)假設(shè)右手雙螺旋構(gòu)象是DNA最為常見的結(jié)構(gòu)-B型DNA?？煞譃閮纱箢悾阂活愂怯沂致菪?，如、B-DNA、C-DNA、D-DNA、E-DNA、A-DNA；另一類是局部的左手螺旋，即Z-DNA。染色體與DNA最新課件四、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)Watson和C

8、rick于1953年根染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件B-formDNAA-formDNAB-DNA、A-DNA、Z-DNA的主要區(qū)別染色體與DNA最新課件B-formDNAA-formDNAB-DNA、A-DN染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件 Left-handed Z-DNA染色體與DNA最新課件 Left-handed Z-DNA染色體與DNA最新

9、課件五、DNA的三股螺旋結(jié)構(gòu)DNA三股螺旋構(gòu)型稱為H-DNA。它是雙螺旋DNA分子中一條鏈的某一節(jié)段，通過鏈的折疊與同一分子中DNA結(jié)合而形成。其中一條鏈只有嘌呤AG，另一條鏈只有嘧啶CT。H-DNA可在轉(zhuǎn)錄水平上阻止基因的轉(zhuǎn)錄。染色體與DNA最新課件五、DNA的三股螺旋結(jié)構(gòu)DNA三股螺旋構(gòu)型稱為H-DNA。染DNA三股螺旋結(jié)構(gòu)染色體與DNA最新課件DNA三股螺旋結(jié)構(gòu)染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件六、DNA超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)是DNA分子高級結(jié)構(gòu)的主要形式可分為正超螺旋與負(fù)超螺旋兩類超螺旋方向與雙螺旋方向相反，為負(fù)超螺旋即左旋，是主要的超螺旋結(jié)構(gòu)。染色體與D

10、NA最新課件六、DNA超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)是DNA分子高級結(jié)構(gòu)的主要形式 環(huán)狀DNA分子常以超螺旋結(jié)構(gòu)存在，并以負(fù)超螺旋為主，有利于轉(zhuǎn)錄的起始。染色體與DNA最新課件 環(huán)狀DNA分子常以超螺旋結(jié)構(gòu)存在，并以負(fù)超螺旋為主，有利染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件七、核小體與染色體核小體：DNA雙螺旋鏈,等距離纏繞組蛋白(H2A、H2B、H3、 H4)各二分子組成八聚體形成眾多核心顆粒, 外繞1.75圈左走向的DNA鏈,每圈約85bpDNA,各顆粒之間為帶有H1組蛋白的連接區(qū)DNA。染色體與DNA最新課件七、核小體與染色體核小體：DNA雙螺旋鏈,等距離纏繞組蛋白(染色體與DNA最新課件染色

11、體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件八、DNA結(jié)構(gòu)的不均一性反向重復(fù)序列又稱回文序列富含A/T的序列富含G/C的序列高度重復(fù)序列染色體與DNA最新課件八、DNA結(jié)構(gòu)的不均一性反向重復(fù)序列又稱回文序列染色體與DN反向重復(fù)序列（inverted repeats)其中每條

12、單鏈以53方向都是相同的。5 GGTACC 33 CCATGG 5 易形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)（hairpin)或十字形結(jié)構(gòu)限制性酶切位點(diǎn)染色體與DNA最新課件反向重復(fù)序列（inverted repeats)染色體與DN染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件富含A/T的序列易于解鏈，轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的起始位點(diǎn)。富含G/C的序列難于解鏈，穩(wěn)定區(qū)域。高度重復(fù)序列經(jīng)常是短的序列高度的重復(fù)染色體與DNA最新課件富含A/T的序列染色體與DNA最新課件堿基排列順序?qū)β菪Y(jié)構(gòu)的影響嘌呤和嘧啶的排列順序不同雙螺旋的穩(wěn)定性有顯著的差異5GC 3 5CG 3 3CG 5 3GC 5

13、前者的穩(wěn)定性大于后者從嘌呤到嘧啶方向的堿基堆集力高于后者染色體與DNA最新課件堿基排列順序?qū)β菪Y(jié)構(gòu)的影響染色體與DNA最新課件九、DNA的變性、復(fù)性和分子雜交1、DNA的變性（denaturation）DNA變性：260nm 紫外吸收增加50%DNA分子解鏈的溫度稱為融點(diǎn)Tm表示。不同種類DNA有不同的Tm值Tm隨（G + C）%含量呈線性增加。染色體與DNA最新課件九、DNA的變性、復(fù)性和分子雜交1、DNA的變性（denat染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件2、DNA的復(fù)性DNA回復(fù)成雙鏈結(jié)構(gòu)，稱為復(fù)性（renaturation）熱變性

14、經(jīng)冷卻后即可復(fù)性，稱為退火(annealing) 染色體與DNA最新課件2、DNA的復(fù)性染色體與DNA最新課件3、 C值與C值矛盾（C-value paradox)C值:是一種生物的單倍體基因組DNA的總量。C值矛盾:基因組大小與遺傳復(fù)雜性并非是線性關(guān)系，稱為。如兩棲類最小的C值是109 bp最大的達(dá)到1011bp。染色體與DNA最新課件3、 C值與C值矛盾（C-value paradox)染色體4. DNA分子雜交用放射性同位素或熒光素標(biāo)記的已知DNA作為探針，探測未知的核酸樣品稱為Southern印跡分析或DNA分子雜交。染色體與DNA最新課件4. DNA分子雜交染色體與DNA最新課件染色

15、體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件Southern印跡分析: DNA分子雜交Northern印跡分析: 檢測RNA的方法。Eastern印跡分析: 雙向電泳后蛋白質(zhì)的分析方法。Western印跡分析: 單向電泳后蛋白質(zhì)的分析方法。染色體與DNA最新課件Southern印跡分析: DNA分子雜交染色體與DNA最新菌落或噬菌斑原位雜交 染色體與DNA最新課件菌落或噬菌斑原位雜交染色體與DNA最新課件十、基因與基因組基因：表達(dá)一種蛋白質(zhì)或功能RNA的基本單位。基因組：是指某種生物所包含的全套基因。 人類基因

16、組的C值在3 x 109 bp；病毒含103105bp；細(xì)菌含105107bp；染色體與DNA最新課件十、基因與基因組基因：表達(dá)一種蛋白質(zhì)或功能RNA的基本單位。 基因與蛋白質(zhì) 1000bp(1kb)編碼一個(gè)蛋白質(zhì), 病毒含45個(gè)基因；大腸桿菌含30004000個(gè)基因； 人類應(yīng)有200300萬個(gè)基因（3 x 109 bp )，實(shí)際只有 10萬個(gè)左右，病毒的基因數(shù)要比計(jì)算所得的大，因有基因重疊現(xiàn)象。染色體與DNA最新課件 基因與蛋白質(zhì) 1000bp(1kb)編碼一個(gè)蛋白質(zhì)（一）、原核基因組1、病毒基因組：有些病毒的基因組不夠編碼自己的蛋白質(zhì)，如x174要編碼9個(gè)蛋白質(zhì)(至少需要9kb)，而基因組

17、僅有5kb左右，為解決這一矛盾，就出現(xiàn)了基因重疊現(xiàn)象，如A基因和B基因的重疊： B A染色體與DNA最新課件（一）、原核基因組1、病毒基因組：有些病毒的基因組不夠編碼自染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件2、細(xì)菌基因組的結(jié)構(gòu)特征 相關(guān)功能基因組成操縱子結(jié)構(gòu)形成多順反子mRNA基因是連續(xù)的轉(zhuǎn)錄后直接可以翻譯大部分是編碼區(qū)基因有重疊現(xiàn)象染色體與DNA最新課件2、細(xì)菌基因組的結(jié)構(gòu)特征 相關(guān)功能基因組成操縱子結(jié)構(gòu)染色體與（二）、真核基因組 真核基因組結(jié)構(gòu)特征含有大量的重復(fù)序列在脊椎動(dòng)物中90%左右是非編碼序列基因不是連續(xù)的被內(nèi)含子割裂內(nèi)含子存在廣泛的

18、序列變異可能是無功能的 染色體與DNA最新課件（二）、真核基因組 真核基因組結(jié)構(gòu)特征染色體與DNA最新課染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件1、重復(fù)序列：高度重復(fù)序列中度重復(fù)序列單拷貝基因 染色體與DNA最新課件1、重復(fù)序列：染色體與DNA最新課件1）高度重復(fù)序列由較短的序列組成，次數(shù)可高達(dá)幾百萬次。高度重復(fù)序列常稱為衛(wèi)星DNA 。在CsCl剃度離心后，出現(xiàn)一個(gè)主峰和12個(gè)小峰，這種小峰稱衛(wèi)星DNA。G ：C含量相對少所以在離心的上層。染色體與DNA最新課件1）高度重復(fù)序列由較短的序列組成，次數(shù)可高達(dá)幾百萬次。染色體 浮力密度染色體與DNA最新課件浮力密度染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件DNA指紋分析染色體與DNA最新課件DNA指紋分析染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件染色體與DNA最新課件2）中度重復(fù)序列： 重復(fù)次數(shù)在10104bp之間。 如各種rRNA、tRNA等基因?qū)儆谶@一類。 染色體與DNA最新課件2）中度重復(fù)序列：染色體與DN