第二讲染色体与DNA.ppt
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1、第二讲 染色体与DNA,一、 DNA的组成与结构 二、 DNA聚合酶与DNA的合成 三、 DNA的生理意义及成分分析 四. C-Value和Cot1/2 五、 染色体结构 六、 染色体的组成 七. 原核与真核染色体DNA比较,一、 DNA的组成与结构,Avery在1944年的研究报告中写道:“当溶液中酒精的体积达到9/10时,有纤维状物质析出。如稍加搅拌,它就会象棉线在线轴上一样绕在硬棒上,溶液中的其它成份则呈颗粒状沉淀。溶解纤维状物质并重复数次,可提高其纯度。这一物质具有很强的生物学活性,初步实验证实,它很可能就是DNA (谁能想到!)”。对DNA分子的物理化学研究导致了现代生物学翻天覆地的
2、革命,这更是Avery所没有想到。,DNA的一级结构: 就是指4种核苷酸的连接及其排列顺序,表示了该DNA分子的化学构成。,核苷酸序列对DNA高级结构的形成有很大影响。 例如: B-DNA中多聚(G-C)区易出现左手螺旋 DNA(Z-DNA); 反向重复的DNA片段易出现发卡式结构等 。,DNA不仅具有严格的化学组成,还具有特殊的高级结构,它主要以有规则的双螺旋形式存在,其基本特点是:,1、DNA分子是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的。 2、DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧。,3、两条链上的碱基通过氢键相结合,形成碱基对,它的组成有一定的规律
3、。 这就是嘌呤与嘧啶配对,而且腺嘌呤(A)只能与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)只能与胞嘧啶(C)配对。如一条链上某一碱基是C,另一条链上与它配对的碱基必定是G。碱基之间的这种一一对应的关系叫碱基互补配对原则。 组成DNA分子的碱基虽然只有4种,它们的配对方式也只有A与T,C与G两种,但是,由于碱基可以任何顺序排列,构成了DNA分子的多样性。 例如,某DNA分子的一条多核苷酸链有100个不同的碱基组成,它们的可能排列方式就是4100 。,The accuracy of translation relies on the specificity of base pairing. The actu
4、al rate in bacteria seems to be -10-8-10-10. This corresponds to -1 error per genome per 1000 bacterial replication cycles, or -10-6 per gene per generation.,DNA polymerase might improve the specificity of complementary base selection at either (or both) of two stages:,It could scrutinize the incomi
5、ng base for the proper complementarity with the template base; for example, by specifically recongnizing matching chemical features. This would be a presynthetic error control. Or it could scrutinize the base pair after the new base has been added to the chain, and, in those cases in which a mistake
6、 has been made, remove the most recently added base. This would be a proofreading control.,含氮碱基,焦磷酸,键形成,二、 DNA聚合酶与DNA的合成,三、DNA的生理意义及成分分析,早在1928年英国科学家Griffith等人就发现肺炎链球菌使小鼠残废的原因是引起肺炎。细菌的毒性(致病力)是由细胞表面荚膜中的多糖所决定的。具有光滑外表的S型肺炎链球菌因为带有荚膜多糖而都能使小鼠发病,而具有粗糙外表的R型因为没有荚膜多糖而失去致病力(荚膜多糖能保护细菌免受运动白细胞攻击)。,首先用实验证明基因就是DNA分
7、子的是美国著名的微生物学家Avery。Avery等人将光滑型致病菌(S型)烧煮杀首先用实验证明基因就是DNA分子的是美国著名的微生物学家Avery。Avery等人将光滑型致病菌(S型)烧煮杀灭活性以后再侵染小鼠,发现这些死细菌自然丧失了致病能力。再用活的粗糙型细菌(R型)来侵染小鼠,也不能使之发病,因为粗糙型细菌天然无致病力。当他们将经烧煮杀死的S型细菌和活的R型细菌混合再感染小鼠时,实验小鼠每次都死了。解剖死鼠,发现有大量活的S型(而不是R型)细菌。他们推测,死细菌中的某一成分棗转化源(transforming principle)将无致病力的细菌转化成病原细菌。,美国冷泉港卡内基遗传学实验
8、室科学家Hershey和他的学生Chase在1952年从事噬菌体侵染细菌的实验。噬菌体专门寄生在细菌体内。它的头、尾外部都有由蛋白质组成的外壳,头内主要是DNA。噬菌体侵染细菌的过程可以分为以下5个步骤:噬菌体用尾部的末端(基片、尾丝)吸附在细菌表面;噬菌体通过尾轴把DNA全部注入细菌细胞内,噬菌体的蛋白质外壳则留在细胞外面;噬菌体的DNA一旦进入细菌体内,它就能利用细菌的生命过程合成噬菌体自身的DNA和蛋白质;新合成的DNA和蛋白质外壳,能组装成许许多多与亲代完全相同的子噬菌体;子代噬菌体由于细菌的解体而被释放出来,再去侵染其他细菌。他们发现被感染的细菌中带有70%的噬菌体DNA,但只带有2
9、0%的噬菌体蛋白质。子代噬菌体中带有50%标记的DNA,却只有1%的标记蛋白质。,四. C-Value和Cot1/2,The total amount of DNA in the haploid genome is a characteristic of each living species known as C-value.,Cot1/2 is the product of concentration and time required for 50% reassociation given in nucleotide-moles second/liter.,五、 染色体结构,DNA mo
10、lecules are the largest macromolecules in the cell and are commonly packaged into structures called “chromosomes”, most bacteria & viruses have a single chromosome where as Eukaryotic cells usually contain many.,任何一条染色体上都带有许多基因,一条高等生物的染色体上可能带有成千上万个基因,一个细胞中的全部基因序列及其间隔序列统称为genomes(基因组)。 Genotype (基因型)
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- 第二 染色体 DNA
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