原核与真核生物的染色体结构原核生物的染色体结构大肠杆菌的染色体
特点：
闭环 DNA，长度约
4.6Mb，集中分布在成为,拟核,
（ nucleoid）的区域内，在正常生长情况下 DNA保持连续复制
Bacterial DNA is compacted in a
structure called the nucleoid,which
occupies a large fraction of the
bacterial cell's volume (Fig,23-31).
DNA结构域将大肠杆菌 DNA与大多数结合蛋白分离开来，可观察到由 50－ 100个环或结构域组成，这些环或结构域的末端被与细胞膜部分连接的蛋白质而固定大肠杆菌结构域组成基因组超螺旋电镜结构显示，就整体而言，大肠杆菌的基因组是由大量超螺旋的结构域构成的
DNA结合蛋白原核生物的染色体中环型的 DNA由于大量的 DNA结合蛋白相互作用而进一步受到束缚，这些蛋白中以 HU蛋白以及一种分子量较小的碱性二聚体蛋白为主；
染色质结构染色质组蛋白核小体
H1的功能连接 DNA
纤丝高级结构染色质真核生物的基因组比原核生物大数千倍；
有一定数目的染色体组成；
每条染色体中的 DNA分子为单一线性分子；
所有 DNA分子必须包装在细胞核内；
导致细胞核内的 DNA浓度极高；
高度有序的 DNA－蛋白质复合体 —— 染色质的形成完成了这一紧密组装的目的在染色质中
蛋白质组分占染色质质量的 50％以上
在细胞周期的不同时段中，染色质具有不同的组构水平组蛋白（ histone）
真核生物染色质中的蛋白质主要是组蛋白
分类
核心组蛋白（ H2A,H2B,H3,H4）
H1
组成
带有大量的正电荷 — 可与带负电的 DNA紧密结合
20％－ 30％由赖氨酸和精氨酸（碱性氨基酸）组成
Acetylation of core histones
核小体（ nucleosome）
核小体包含于染色质中其结构为：
约 200bp左右的 DNA片段与 4种组蛋白中的各
2个分子构成的八聚体（核心组蛋白）紧密结合，并与 H1松散结合；
这些组蛋白保护 DNA免受核酸酶的作用；
组蛋白的另一个作用是约束 DNA的负超螺旋；
如果丢失 H1，核小体将变为抗性极强的与组蛋白八聚体结合的 146bp片段；
1分子组蛋白 H1
与核小体结合，
在 DNA出入核小体核心颗粒处对 DNA起稳定作用；
连接 DNA
连接 DNA是形成 200bpDNA片段所需的额外部分
30nm纤丝
30nm纤丝是核小体的进一步组装成的高度有序的左手螺旋结构真核生物的染色体结构有丝分裂染色体着丝粒端粒间期染色体异染色质常染色质
Dnase超敏性着丝粒（ Centromeres）,端粒（ Telomere）
着丝粒着丝粒是分裂中期两条姊妹染色单体相连的紧缩区域，是与动粒
（一种与纺锤体相连的蛋白复合体）的复制场所端粒端粒是形成真核生物染色体的线型 DNA分子末端的特化了的序列，由许多短重复序列构成（人类是 5’－ TTAGGG－ 3’）；
这些序列是由端粒酶以独立于正常 DNA复制的机制合成的，其功能是保护染色体末端免受降解异染色质和常染色质异染色质：
常染色质染色体内保持高度浓缩的部分，没有转录活性染色质中非异染色质中的部分，其中有由 30nm纤丝构成的染色体环（不活跃）和具有转录活性的区域
CpG甲基化
CpG甲基化是一种重要的 DNA化学修饰具体形式是对 5’－ CG－ 3’中胞嘧啶的甲基化哺乳动物体内的 CpG含量在整个基因组中含量很少甲基化的 5－ CpG可以自发脱氨形成胸腺嘧啶
CpG的甲基化与染色质中的非转录区相连而未甲基化的,CpG岛,（其中 CG二核苷酸丰富），长度约 2000bp，恰好与脱氧核糖核酸酶敏感区域相吻合
CpG岛包围在几乎所有的细胞类型中都表达的持家基因（ housekeeping gene）的启动子周围
CpG甲基化组蛋白变异体和修饰染色体的压缩和解压缩是通过执行包装的组蛋白来操纵的
活跃的染色质与核心组蛋白的 N端赖氨酸残基的乙酰化有关；
有丝分裂中染色体的浓缩与组蛋白 H1的磷酸化有关；
这些变化改变了组蛋白所带的正电荷，
直接影响染色质构象的稳定性基因组复杂度非编码 DNA
复性动力学单一序列 DNA
串联基因簇分散重复 DNA
卫星 DNA
遗传多态性非编码 DNA
定义：真核生物基因组中，不编码蛋白质的基因序列 (绝大部分，编码蛋白质的序列仅占总序列的 3－ 5％ )，通常被称之为,垃圾序列,；
特点：
内含子（ introns）
可长达数千碱基对
排列不紧密
由不同类型的相似或相同的多重拷贝组成
卫星 DNA（连续的）
Alu元件（不连续的）
分散重复 DNA
生物体中中度重复 DNA大部分是由数百或上千碱基序列重复上千次而构成的，
并分散于整个基因组中，成为分散重复
DNA
Alu元件 — 人类基因组中最常见的分散重复序列，因其绝大部分拷贝包含 Alu1限制位点而得名
普遍存在于基因间和内含子
功能不明确，可能与复制、基因调控有关遗传信息流中心法则原核基因表达真核基因表达中心法则
Francis Crick
遗传信息沿着从
DNA到 RNA在到蛋白质单向传递
DNA被转录为
mRNA分子（包含了相同的信息）,mRNA按遗传密码被翻译为蛋白质序列原核基因表达
RNA聚合酶转录基因起始于启动子（ promoter），终止于终止子（ terminator）
产生的 RNA可能包含编码一个或多个蛋白质的区域；在后一种情况下，信使 RNA
为多顺反子，编码这一部份的 DNA区域为操纵子；
mRNA的编码区在核糖体内被翻译成蛋白质；
真核基因表达在细胞核内进行；
mRNA通常只编码一个蛋白
（单顺反子）；
RNA在核中要经 5’加帽,3’加
poly A的尾，强化其稳定性；
内含子必须经剪切，以保证产生连续的蛋白编码序列；
DNA的复制 （ DNA Replication）
半保留机制复制子、复制起点和复制终点半不连续复制
RNA引导
DNA复制机制其核心在于,DNA双螺旋中的两条链都携带相同的信息，其碱基对是互补的；
因此，在复制过程中两条亲代链分离，
分别作为模板引导酶催化的新生互补子链的合成，并遵循标准的碱基配对原则，
两条新生双链在细胞分裂时分别进入两个子细胞三种可能的 DNA复制方式
Semiconservative DNA replication Replication fork
模板以 3’－ 5’方向被读,新生链以 5’－ 3’方向合成复制子、复制起点和复制终点复制子 （ replicon）
以单一单位复制的任意一段 DNA
One replicon per chromosome - bacteria,plasmids,bacteriophage lambda
Multiple replicons per chromosome - eukaryotes,bacteriophage T4
复制起点和终点单个复制子内的 DNA复制都是从某一固定点开始的两个复制叉从复制起点开始向两个方向进行复制，随着双链的解链，模板被复制，直至终点
真核生物线型染色体是由多复制子构成的，
每个复制子都有自己的起始点
真核生物的复制起始点序列比较简单，其特点是均富含 AT序列多起始点和复制泡
Schematic drawing of the DNA replication process,O1,O2,and O3 are replication origins,
each serving a region called replicon (R1,R2,and R3),DNA replication involves
unwinding of the double helix,New strands are synthesized by DNA polymerases using the
old strands as template,Unwinding of a DNA molecule looks like a "fork" growing in one
direction,The region being replicated looks like a bubble called the "replication bubble"
(in red).
环状复制子的复制环状复制子的两个复制叉均从复制起点开始，被向终点进行半不连续复制半保留复制中，两条新生链的合成在同一复制叉中同时进行，但原则上 DNA复制只允许 5’－ 3’方向进行，因而两条 DNA链是反相平行的；
那么 5’－ 3’方向的亲本链是如何被复制的？
半不连续复制模型半不连续复制模型前导链（ Leading strand）从起始点按照 5’－ 3’方向进行连续复制，而另一条后随链（ Lagging strand）不立即复制，而是被一短片段取代，
后随链的复制从复制叉处开始，按照 5’－ 3’的反方向朝起始点形成冈崎片段，合成结束后冈崎片段就被 DNA连接酶连成一条连续的 DNA
真核生物 DNA复制的全过程三级结构（拓扑结构）的破除二级结构（双螺旋结构）的破除半不连续复制
特点：
闭环 DNA，长度约
4.6Mb，集中分布在成为,拟核,
（ nucleoid）的区域内，在正常生长情况下 DNA保持连续复制
Bacterial DNA is compacted in a
structure called the nucleoid,which
occupies a large fraction of the
bacterial cell's volume (Fig,23-31).
DNA结构域将大肠杆菌 DNA与大多数结合蛋白分离开来，可观察到由 50－ 100个环或结构域组成，这些环或结构域的末端被与细胞膜部分连接的蛋白质而固定大肠杆菌结构域组成基因组超螺旋电镜结构显示，就整体而言，大肠杆菌的基因组是由大量超螺旋的结构域构成的
DNA结合蛋白原核生物的染色体中环型的 DNA由于大量的 DNA结合蛋白相互作用而进一步受到束缚，这些蛋白中以 HU蛋白以及一种分子量较小的碱性二聚体蛋白为主；
染色质结构染色质组蛋白核小体
H1的功能连接 DNA
纤丝高级结构染色质真核生物的基因组比原核生物大数千倍；
有一定数目的染色体组成；
每条染色体中的 DNA分子为单一线性分子；
所有 DNA分子必须包装在细胞核内；
导致细胞核内的 DNA浓度极高；
高度有序的 DNA－蛋白质复合体 —— 染色质的形成完成了这一紧密组装的目的在染色质中
蛋白质组分占染色质质量的 50％以上
在细胞周期的不同时段中，染色质具有不同的组构水平组蛋白（ histone）
真核生物染色质中的蛋白质主要是组蛋白
分类
核心组蛋白（ H2A,H2B,H3,H4）
H1
组成
带有大量的正电荷 — 可与带负电的 DNA紧密结合
20％－ 30％由赖氨酸和精氨酸（碱性氨基酸）组成
Acetylation of core histones
核小体（ nucleosome）
核小体包含于染色质中其结构为：
约 200bp左右的 DNA片段与 4种组蛋白中的各
2个分子构成的八聚体（核心组蛋白）紧密结合，并与 H1松散结合；
这些组蛋白保护 DNA免受核酸酶的作用；
组蛋白的另一个作用是约束 DNA的负超螺旋；
如果丢失 H1，核小体将变为抗性极强的与组蛋白八聚体结合的 146bp片段；
1分子组蛋白 H1
与核小体结合，
在 DNA出入核小体核心颗粒处对 DNA起稳定作用；
连接 DNA
连接 DNA是形成 200bpDNA片段所需的额外部分
30nm纤丝
30nm纤丝是核小体的进一步组装成的高度有序的左手螺旋结构真核生物的染色体结构有丝分裂染色体着丝粒端粒间期染色体异染色质常染色质
Dnase超敏性着丝粒（ Centromeres）,端粒（ Telomere）
着丝粒着丝粒是分裂中期两条姊妹染色单体相连的紧缩区域，是与动粒
（一种与纺锤体相连的蛋白复合体）的复制场所端粒端粒是形成真核生物染色体的线型 DNA分子末端的特化了的序列，由许多短重复序列构成（人类是 5’－ TTAGGG－ 3’）；
这些序列是由端粒酶以独立于正常 DNA复制的机制合成的，其功能是保护染色体末端免受降解异染色质和常染色质异染色质：
常染色质染色体内保持高度浓缩的部分，没有转录活性染色质中非异染色质中的部分，其中有由 30nm纤丝构成的染色体环（不活跃）和具有转录活性的区域
CpG甲基化
CpG甲基化是一种重要的 DNA化学修饰具体形式是对 5’－ CG－ 3’中胞嘧啶的甲基化哺乳动物体内的 CpG含量在整个基因组中含量很少甲基化的 5－ CpG可以自发脱氨形成胸腺嘧啶
CpG的甲基化与染色质中的非转录区相连而未甲基化的,CpG岛,（其中 CG二核苷酸丰富），长度约 2000bp，恰好与脱氧核糖核酸酶敏感区域相吻合
CpG岛包围在几乎所有的细胞类型中都表达的持家基因（ housekeeping gene）的启动子周围
CpG甲基化组蛋白变异体和修饰染色体的压缩和解压缩是通过执行包装的组蛋白来操纵的
活跃的染色质与核心组蛋白的 N端赖氨酸残基的乙酰化有关；
有丝分裂中染色体的浓缩与组蛋白 H1的磷酸化有关；
这些变化改变了组蛋白所带的正电荷，
直接影响染色质构象的稳定性基因组复杂度非编码 DNA
复性动力学单一序列 DNA
串联基因簇分散重复 DNA
卫星 DNA
遗传多态性非编码 DNA
定义：真核生物基因组中，不编码蛋白质的基因序列 (绝大部分，编码蛋白质的序列仅占总序列的 3－ 5％ )，通常被称之为,垃圾序列,；
特点：
内含子（ introns）
可长达数千碱基对
排列不紧密
由不同类型的相似或相同的多重拷贝组成
卫星 DNA（连续的）
Alu元件（不连续的）
分散重复 DNA
生物体中中度重复 DNA大部分是由数百或上千碱基序列重复上千次而构成的，
并分散于整个基因组中，成为分散重复
DNA
Alu元件 — 人类基因组中最常见的分散重复序列，因其绝大部分拷贝包含 Alu1限制位点而得名
普遍存在于基因间和内含子
功能不明确，可能与复制、基因调控有关遗传信息流中心法则原核基因表达真核基因表达中心法则
Francis Crick
遗传信息沿着从
DNA到 RNA在到蛋白质单向传递
DNA被转录为
mRNA分子（包含了相同的信息）,mRNA按遗传密码被翻译为蛋白质序列原核基因表达
RNA聚合酶转录基因起始于启动子（ promoter），终止于终止子（ terminator）
产生的 RNA可能包含编码一个或多个蛋白质的区域；在后一种情况下，信使 RNA
为多顺反子，编码这一部份的 DNA区域为操纵子；
mRNA的编码区在核糖体内被翻译成蛋白质；
真核基因表达在细胞核内进行；
mRNA通常只编码一个蛋白
（单顺反子）；
RNA在核中要经 5’加帽,3’加
poly A的尾，强化其稳定性；
内含子必须经剪切，以保证产生连续的蛋白编码序列；
DNA的复制 （ DNA Replication）
半保留机制复制子、复制起点和复制终点半不连续复制
RNA引导
DNA复制机制其核心在于,DNA双螺旋中的两条链都携带相同的信息，其碱基对是互补的；
因此，在复制过程中两条亲代链分离，
分别作为模板引导酶催化的新生互补子链的合成，并遵循标准的碱基配对原则，
两条新生双链在细胞分裂时分别进入两个子细胞三种可能的 DNA复制方式
Semiconservative DNA replication Replication fork
模板以 3’－ 5’方向被读,新生链以 5’－ 3’方向合成复制子、复制起点和复制终点复制子 （ replicon）
以单一单位复制的任意一段 DNA
One replicon per chromosome - bacteria,plasmids,bacteriophage lambda
Multiple replicons per chromosome - eukaryotes,bacteriophage T4
复制起点和终点单个复制子内的 DNA复制都是从某一固定点开始的两个复制叉从复制起点开始向两个方向进行复制，随着双链的解链，模板被复制，直至终点
真核生物线型染色体是由多复制子构成的，
每个复制子都有自己的起始点
真核生物的复制起始点序列比较简单，其特点是均富含 AT序列多起始点和复制泡
Schematic drawing of the DNA replication process,O1,O2,and O3 are replication origins,
each serving a region called replicon (R1,R2,and R3),DNA replication involves
unwinding of the double helix,New strands are synthesized by DNA polymerases using the
old strands as template,Unwinding of a DNA molecule looks like a "fork" growing in one
direction,The region being replicated looks like a bubble called the "replication bubble"
(in red).
环状复制子的复制环状复制子的两个复制叉均从复制起点开始，被向终点进行半不连续复制半保留复制中，两条新生链的合成在同一复制叉中同时进行，但原则上 DNA复制只允许 5’－ 3’方向进行，因而两条 DNA链是反相平行的；
那么 5’－ 3’方向的亲本链是如何被复制的？
半不连续复制模型半不连续复制模型前导链（ Leading strand）从起始点按照 5’－ 3’方向进行连续复制，而另一条后随链（ Lagging strand）不立即复制，而是被一短片段取代，
后随链的复制从复制叉处开始，按照 5’－ 3’的反方向朝起始点形成冈崎片段，合成结束后冈崎片段就被 DNA连接酶连成一条连续的 DNA
真核生物 DNA复制的全过程三级结构（拓扑结构）的破除二级结构（双螺旋结构）的破除半不连续复制
