第二章染色质和染色体总结ppt课件.ppt

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1、第二章 染色质、染色体、基因和基因组,1、染色质和染色体的形态2、染色质和染色体的化学成分/组成3、染色质和染色体的功能(自学)4、染色体畸变,第一节、 染色质与染色体,染色质(chromatin)：是指细胞周期间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的复合结构，因其易被碱性染料染色而得名。染色体(chromosome)：是指在细胞分裂期出现的一种能被碱性染料强烈染色，并具有一定形态、结构特征的物体。 只有在细胞分裂中才可见的形态单位。,一、染色质和染色体的概念,染色质和染色体的化学组成相同，是同一物质在细胞不同时期的不同形态；染色质和染色体是真核细胞内遗传物质的存在形式；,2

2、染色质的分类,存在形态不同：常染色质和异染色质常染色质(euchromatin) 间期纤丝，包装密度度比分裂期染色体的要小很多，一般位于细胞核的中央 (30nm) 常染色质是具有转录活性的染色质，结构疏松，电子密度低,异染色质(heterochromatin),间期为高度卷曲紧缩块状，可与有丝分裂期染色体相比，存在于细胞核周边(100-250nm) 特点：持久压缩，无转录活性、是遗传惰性区。在细胞周期中表现为晚复制、早凝缩。分为两类：组成型异染色质、兼性异染色质,两种染色质的区别,常染色质 异染色质 间期染色程度 染色浅 染色深 分布 核中央 核仁和核膜附近 螺旋化程度 低 高 呈疏松状态 呈

3、凝集状态 DNA序列 单一序列和部分重复序列 高度重复序列 功能状态 活跃的DNA分子部分 不活跃的DNA分子部分 进行转录和翻译 不能转录和翻译,核小体,核小体是构成染色质的基本结构单位核小体（nucleosome）：串珠状的染色质，由核心颗粒和连结线DNA两部分组成，通过酶消化实验建立。核小体单位包括约200bp的DNA、一个组蛋白八聚体和一个组蛋白H1。,由组蛋白2个H2A-H2B、 2个H3、 2个H4形成八聚体，构成核心颗粒；DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面，每圈80bp，共1.75圈，约146bp，两端被H1锁合；,相邻核心颗粒之间为一段60bp的连接线DNA。,在低盐亲水介

4、质中展开的染色质，示串珠状的核小体（JA，Gall 1981）,通过形成核小体，长度压缩7倍，11nm的纤维。但是在电镜下观察用温和方法分离的染色质是直径30nm的纤维，由核小体螺旋化形成，每6个核小体绕一圈，长度压缩6倍。,核小体螺线体（核丝）,solenoid,30nm的核丝以侧环模型结合在核骨架上（或称染色体骨架），结合点是富含AT的区域 。形成超螺线体。多级螺旋染色体,核小体螺线体超螺线体染色体,（二）染色体,细胞分裂中期高度凝缩,染色体的一般形态特征,染色体的形态结构,1.染色单体1.主缢痕（初级缢痕；着丝粒区）：两个染色单体相连处，染色较浅、向内凹陷成狭小区段的部位。着丝粒：着丝粒

5、区连结两个染色单体的特殊区段。动粒（着丝点；着丝盘）：是主缢痕处，两染色单体外侧表层部位与纺锤丝接触的。将染色体附着在微管上。,着 丝 粒 卫 星 DNA,根据着丝粒的位置和染色体两臂的长度比（臂比），将染色体分成4类：,近中着丝粒(M); V,亚中着丝粒(SM); L,近端着丝粒(ST);I,顶端着丝粒(T);I,2.次缢痕（副缢痕；核仁形成区）：主缢痕外着色较浅的染色体缢缩区，不能弯曲，与核仁形成有关。常在短臂出现。位置相对稳定。可作为鉴定标志之一。3.核仁组织区（NOR）：位于染色体次缢痕部位，是rRNA基因活跃转录形成（5srRNA除外），核仁形成有关。4.随体：从次缢痕到短臂末端有一

6、种圆形或略呈长形的染色体节段。可作为鉴定标志之一。,5.端粒（telomere）：末端特化的着色较深部位。由端粒DNA和端粒结合蛋白(TBP)组成。富含G的高度重复的短序列组成，末端形成t环。,1978年Blackburn E.B.在研究四膜虫的rDNA时发现染色体末端有6nt的串联重复：5G4T23，重复几十次，总长度为：370-520bp, Cn(A/T)m, n1,m14单链长14-16nt,端粒的3单链末端取代了端粒上游中的一个相同序列形成t环,反应由端粒结合蛋白TRF2催化,端粒（telomere）作用：维持染色体的稳定性。防止染色体DNA降解、末端融合和缺失与细胞寿命有关，起细胞分

7、裂计时器的作用。端粒的复制要靠具有反转录酶性质的端粒酶来完成。保证遗传信息的完整复制指导染色体与核膜相连,端粒酶：含有RNA模板到逆转录酶端粒酶在大多数正常体细胞中无活性，在永生化细胞和恶性肿瘤细胞中有活性，因此可作为恶性肿瘤标记物。端粒酶抑制剂可抑制恶性肿瘤细胞的增殖：核酶/反义核酸逆转录酶抑制剂核苷酸类似物,二、染色质和染色体的化学组成,由相同的化学物质组成主要成分：DNA、组蛋白、非组蛋白、少量RNA比例：1:1:(1-1.5):0.05,（一）DNA,4种序列：单一序列； 轻度重复序列； 中度重复序列（1015）；高度重复序列（105）。3种主要构像：B-DNA、Z-DNA、A-DNA

8、。3种基本元素：自主复制序列(ARS)；着丝粒序列(CEN) ；端粒序列(TEL)。酵母人工染色体(YAC )：含上述3种成分，用于转基因。,重复序列(repeated sequances) 指在基因组中多次出现的DNA序列。由特定长度的重复单位，特定的拷贝数目在空间上以特定的方式组成。 根据C0t曲线分为高度重复序列，中度重复序列和单拷贝序列等。,补充： C0t曲线与复性动力学,基因组序列复杂性的研究是通过测量变性DNA的复性速率来进行的。复性曲线：剩余单链DNA比例对Cot1/2作图高度重复序列复性速度快,10-7 10-5 10-3 10-1 10 103 105,1.0,0.0,hum

9、an,E.coli,U:A,C0t1/2,Phage ,CC0,0.5,基本为单一序列,1单拷贝序列（single copy sequence）或单一序列（unique sequence）；非重复序列真核生物基因组的3070，大多数基因在单倍体中都是单拷贝。单拷贝序列最重要的作用是具有编码功能。编码蛋白质和酶的结构基因以及基因的间隔序列。但编码序列只占单拷贝序列的一小部分，所以单拷贝序列除了编码以外还应有其它功能。,2轻度重复序列（slightly repetitive sequence） 这种重复序列在基因组中只有210个拷贝，如组蛋白、酵母tRNA基因、人和小鼠的珠蛋白基因。轻度重复序列包

10、括两种情况：一是重复序列中的基因都是有功能的，例如血红蛋白链的基因有胚胎型和胎儿型，只是基因产物在氨基酸组成上是各有差异；二是重复序列中的基因有的有功能，有的没有功能，如假基因等。轻度重复序列很难用点突变方法进行鉴定，因为任何一个拷贝的失活都不能影响其它拷贝的活性。,3中度重复序列（moderately repetitive sequence） 中度重复序列一般都是不编码的序列，有10至几千个拷贝，例如rRNA基因、tRNA基因。目前认为，大部分中度重复序列与基因表达的调控有关。 tRNA基因一般分布于基因组中， rRNA基因常集中分布于核仁形成区。 中度重复序列的共同特征是两端有类似于转座子

11、两端的重复序列，这种现象十分类似于逆转录病毒的结构。人Alu序列家族,4高度重复序列（highly repetitive sequence） 大多数高等真核生物的DNA都含有20以上的高度重复序列，由非常短的序列重复多次，可达几百万个拷贝，串联成长长的一大簇集中在异染色质区，特别是在着丝粒和端粒附近。因为序列简单，缺乏转录必要的启动子而不具转录能力。 卫星DNA,含量最高的一种染色体蛋白带正电荷，含大量Arg，Lys，属碱性蛋白，共5种，分为：核心组蛋白（core histone）：H2A、H2B、H3、H4；连接组蛋白（linker histone）：H1。,（二）组蛋白（histone）,

12、组蛋白的一般特性4种核心组蛋白高度保守，尤其是H3、H4。无种属、组织特异性。肽链上氨基酸分布的不对称性。碱性氨基酸集中分布在N端，大部分疏水基团都分布在C端。 H1反之所有的组蛋白都是修饰的（ N端）。甲基化、磷酸化、乙酰化等。组蛋白修饰是一个重要事件。,序列特异性DNA结合蛋白。特性：带负电，富含天冬氨酸、谷氨酸，属酸性蛋白。 种类多达数百种，含量少 主要为结构蛋白和酶类 具有种属和组织特异性整个细胞周期都合成，组蛋白只在S期合成。,（三）非组蛋白（non-histone）,功能：参与染色体的构建：帮助染色质纤维的进一步折叠、盘曲启动基因的复制基因表达调节、基因产物转运、核内信息传递，细胞

13、周期中核亚微结构的变化p39，表2-1,（三）非组蛋白（non-histone）,（四）RNA和酶,含量极少，与同源DNA高度杂交调节基因表达染色质是多种酶的底物,三、染色质和染色体的功能,是遗传信息贮存、传递及表达（蛋白质）的物质基础（一）染色质在遗传中的作用1、有丝分裂2、减数分裂,细胞周期,连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。,细胞分裂间期,细胞分裂期,阶段,变化：完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,间期（初）,结果：每个染色体都形成两个姐妹染色单体，呈染色质形态，细胞中DNA数目加倍，染色体数目不变,间期,1、有丝分裂（cell mitosis）,特点是有纺锤

14、体形成及染色体的变化，子染色体被平均分配到子细胞，这种分裂方式普遍见于高等动植物。,2、有丝分裂过程,有丝分裂过程是一个连续的过程，为了便于描述人为地划分为五个时期：前期(prophase)前中期(premetaphase)中期(metaphase) 后期(anaphase)末期(telophase),前期的主要事件是：线性染色质经螺旋化、折叠和包装，变短变粗，形成染色体。每条染色体包含2个染色单体(姐妹染色体)。动粒装配、星体形成与分裂极确立。,1.前期,前 期,1、两现：染色体出现、 纺锤体出现,2、两失： 核膜消失、核仁消失,纺锤体有三种微管结构,极体微管：由中心体发出，在纺锤体中部重叠

15、，重叠部位结合有分子马达，负责将两极推开。动粒微管（着丝点微管）：由中心体发出，连接在染色体着丝点动粒上，着丝点上具有马达蛋白。星体微管：由在两极中心体向外放射，末端结合有分子马达，负责两极的分离。, 染色体进一步浓缩，变短变粗，形成X形结构。 纺锤体进一步装配，形成动粒微管和极体微管。 染色体在各种相关因素共作用下向赤道方向运动。,2.前中期：核膜解体标志前中期开始, 纺锤体呈现典型的纺锤样。 位于染色体两侧的动粒微管长度相等，作用力均衡。,3.中期：其标志是所有染色体排列到赤道板上,赤道板,中 期,可分为后期A与后期B。后期A动粒微管变短，染色体向两极运动。后期B极性微管长度增加，两极距离

16、拉长。,4.后期：其标志是姊妹染色单体分开并移向两极,后 期,后期A: 该阶段染色体的分离由微管去聚合假说解释：动粒微管不断解聚缩短,造成的拉力将染色体拉向两极。,5.末期,染色体单体到达两极，即进入了末期。动粒微管消失， 极性微管继续加长。染色单体去浓缩。核膜、核仁重新装配。,中间小体,6.胞质分裂 开始于细胞分裂后期， 结束于细胞分裂末期。 胞质分裂过程：肌动蛋白与肌球蛋白在 赤道板周围形成收缩环，收缩环收缩形成收缩沟，收缩环处细胞膜融合形 成两个子细胞。,2、减数分裂（Meiosis）,减数分裂是一种特殊的有丝分裂方式，仅发生于有性生殖细胞形成过程中的某个阶段。主要特点：DNA复制一次，

17、而细胞连续分裂两次，形成单倍体的两性生殖细胞，通过受精作用又恢复二倍体。意义：同源染色体间发生交换，使配子的遗传多样化，增加了后代的适应性。因此减数分裂不仅是保证生物种染色体数目稳定的机制，同且也是物种适应环境变化不断进化的机制。,减数分裂由紧密连接的两次分裂构成，称为减数分裂和减数分裂，在两次分裂之间，有一个短暂的间期。通常减数分裂分离的是同源染色体，减数分裂分离的是姊妹染色体，类似于有丝分裂。,减数分裂,第一次减数分裂,第二次减数分裂,前期：持续时间较长。进行染色 体配对和基因重组，合成 一定量的蛋白质。,中期：同源染色体排列在赤道面。,后期：同源染色体分离，移向细 胞两极。随机,末期：核

18、仁、核膜重新出现，形 成两个子细胞。,后期,末期,细线期 ：染色体开始凝集，染色粒，配对,偶线期：出现联会和SC，二价体，四分体 合成0.3%的DNA，称Z-DNA。,粗线期：出现交换和重组，合成DNA，,双线期：交叉。交叉端化。持续时间长。,终变期：,前期,称P-DNA。,核仁、核膜消失，纺锤体形成。同源染色体向赤道面移动。,3、染色体的畸变,染色体畸变（突变）与基因突变的区别染色体畸变是基因组大片断的突变，在显微镜下可以观察到；而基因突变在显微镜下观察不到,自发或诱发（1）、染色体数目的改变 A.整倍体:指染色体数目是单倍体数目的整数倍. B.非整倍体:整倍体染色体中缺少或额外增加一条或若

19、干条染色体.（2）、染色体结构的改变缺失、重复、倒位、易位,叶片表皮细胞的比较烟草2倍体，4倍体和8倍体,异源多倍体,整倍体,一套基本的染色体数目称为单倍体（x）整倍体是单倍体的整数倍，如人是二倍体（2x）多倍体的植物常见，多倍体动物少见三倍体不育如：无籽西瓜,非整倍体,不是整套染色体的增减，而是几条染色体的增减植物中非整倍体发生率较高，而动物中一般致死缺体：零体，丢失一对同源染色体，一般致死单体：丢失一条染色体三体：增加一条染色体双三体多体,表型异常,先天愚型-Down氏综合症,21-三体,（2）、染色体结构的改变 结构变异的形成：断裂，重组,一 缺失(deficiency),缺失,末端缺失

20、：丢失端粒中间缺失遗传效应：双着丝粒染色体（缺失和重复）；易位后果：致死或严重异常（猫叫综合症，5号染色体短臂缺失）,断裂-融合-桥,二 重复(duplication),重复的遗传效应,果蝇X染色体上16A区段重复的形成,重复的遗传效应,三 倒位(inversion),指某染色体的内部区段发生180的倒转，而使该区段的原来基因顺序发生颠倒的现象。 臂内倒位；臂间倒位。 遗传效应：改变了倒位区段内外基因的连锁关系；倒位环，引起部分不育性 ；,四 易位(translocation),易位（translocation）：指某染色体的一个区段移接在非同源的另一个染色体上。,第二节 基因,基因是一个特定

21、的DNA或RNA片段，但并非一段DNA或RNA都是基因。,一、 基因的概念,1、经典遗传学中的基因概念遗传“因子” 基因位于染色体上，并呈直线排列，基因座基因既是一个功能单位，是一个突变单位，也是一个交换单位的“三位一体”概念。经典遗传学认为基因是一个最小的单位，不能分割,1957年Benzer用大肠杆菌T4噬菌体为材料，分析了基因内部的精细结构，提出了顺反子（cistor)的概念，证明基因是DNA分子上一个特定的区段，是一个功能单位，包括许多突变位点（突变子），突变位点之间可以发生重组（重组子）,顺反互补测试法-Benzer,双突变杂合体的互补作用,假定有两发生突变的纯合子细胞，每个细胞只有

22、一种突变，具有类似的表型，如何判定是属于同一基因的突变还是分别属于两个基因的突变呢？这两个细胞交配产生的子代细胞有两种情况：顺式与反式，如图所示：,顺反测验与顺反子,根据反式双突变杂合体有无互补作用可以判断它们是否为同一个功能单位的突变：突变型无互补作用为同一功能单位的突变；野生型有互补作用为不同功能单位的突变。这种测验称为互补测验，也称为顺反测验(cis-trans test)。Benzer将顺反测验所确定的最小遗传功能单位称为顺反子(cistron)，顺反子内发生的突变间不能互补。,顺反子学说打破了“三位一体”的基因概念发现一些不能用互补试验解释的现象，如操纵子，重叠基因，复合转录单位分子

23、生物学基因概念：基因是合成一条多肽链或RNA分子所必需的全部DNA序列.一个基因到底有多大范围？编码序列（外显子），内含子，5端和3端的非翻译区(UTR)，调控序列（可存在于上述三种序列中）,三、基因的几种特殊形式,1. 重复基因：指在染色体组上存在多份拷贝的基因。重复基因往往是生命活动中最基本、最重要的功能相关的基因。最典型的重复基因是rRNA、tRNA和组蛋白基因等。,2. 重叠基因(overlapping gene),同一段DNA序列，由于阅读框架(转录范围)不同，同时成为两个或两个以上基因的组成部分。见于基因组较小的原核细胞、病毒、噬菌体；,3. 隔裂基因(split gene),19

24、77年，Roberts & Sharp R环法（腺病毒）,隔裂基因（split gene）：一个基因的核苷酸序列中因插入了与编码氨基酸无关的核苷酸序列，使一个完整的基因分隔成不连续的若干区段，我们称之为隔裂基因。外显子（extron）：转录后在成熟的mRNA中存在，表达序列内含子（intron）：在mRNA成熟加工过程中被除去，不表达序列,隔裂基因的整个表达程序为：内含子和外显子都被转录下来，称为初级转录物，即核内不均一RNA（hnRNA），又叫前体mRNA。在核内经过转录后加工，除去内含子，拼接成成熟的mRNA输送到细胞质，再翻译成多肽链。这些内含子的删除和外显子的连接，最后形成成熟的mRN

25、A的过程称为RNA剪辑（RNA splicing）。,内含子不仅存在于真核，原核中也有，很少，如腺病毒、SV40高等真核细胞中多数基因有内含子，也有少数基因没有内含子，如：组蛋白基因、干扰素基因、酵母的多数蛋白质基因有些基因内含子很长，有些基因含有较多的内含子,内含子的相对性，选择性拼接产生型 和 型肌钙蛋白（大鼠）,断裂基因的意义：有利于贮存较多遗传信息；有利于变异和进化,真核生物基因组的不编码序列重复序列间隔序列：是指基因间不编码的部分，有的转录称转录间隔区（TS），有的不转录称为非转录间隔区(NTS）。间插序列：是指基因内部不编码的区域，也称内含子，在转录后加工后被切除掉，所以常不作为翻

26、译的信息。有的内含子也可以编码，如成熟酶和内切酶等。例：p38,4.复等位基因,等位基因：是指在一对同源染色体上，占有相同座位的一对基因，它控制一对相对性状（显/隐性）。例如，人类RH血型基因的座位是在1号染色体短臂的3区5带，位于两条1号染色体相同座位的Rh的RH就是一对等位基因。复等位基因：在一个群体内，同源染色体的某个相同座位上的等位基因超过2个以上时，就称作复等位基因。,ABO血型系统与复等位基因人类 ABO 血型基因座位是在9号染色体长臂的末端，就人类来说，有三个复等位基因：IA-A抗原决定簇IB-B抗原决定簇i-缺陷型但就某个人来说,决定 ABO 血型的一对等位基因，IA、IB、

27、i中的两个MHC的多态性与器官移植,HLA基因结构示意图,5.假基因,在基因家族中，某些成员并不产生有功能的基因产物，但其结构和DNA序列与有功能的基因具有相似性。这些基因称为假基因。假基因常用符号来表示。如珠蛋白基因簇中的1表示与1基因相似的假基因。,假基因与有功能的基因同源，由于发生缺失（deletion）、倒位(inversion)与点突变(point mutation)等形成。假基因的概念是1977年G.Jacq等人根据对非洲爪蟾5SrRNA基因簇的研究提出的。,根据是否保留相应功能基因的内含子，假基因分为两大类：一类保留了内含子（如珠蛋白假基因）另一类则缺少内含子。又称为加工假基因（

28、processed pseudogene）或返座假基因（retropseudogene），转录后的mRNA加工后返座的结果。,6. 跳跃基因(jumping gene),又称为转座子(transposon)、转座因子、转位因子(transposable element)。生化遗传和早期分子遗传学还认为基因在染色体上的相对位置是固定的。后来发现某些DNA序列可以在染色体上转变位置。转座子转位的过程也是一个遗传重组过程；转座子在染色体上转位可能会引起插入位置基因功能丧失(突变)，再次转位离开插入点时便会发生基因功能的恢复。,第三节 基因组（genome）,基因组（genome）：细胞或生物体中，一

29、套完整单倍体的遗传物质的总和。如人： 22常+ X，Y，+ 线粒体基因组基因组的结构：指不同的基因功能区域在核酸分子中的分布和排列情况。基因组的功能：贮存和表达遗传信息。,一、基因组定义,(一) 原核生物基因组,一、原核生物基因组结构的特点：,1、基因组较小，基因平均1kb；多为环状双链DNA分子，少数为单链线状结构，染色体DNA不与蛋白质固定结合2、只有一个复制起始点.3、具有操纵子结构指数个功能上相关的基因串联在一起，连同上游的调控区和下游的转录终止信号构成基因的表达单位。如大肠杆菌中的乳糖操纵子,4、一般无重叠基因5、结构基因是连续的，无内含子，以单拷贝形式存在6、编码区在基因组中的比例

30、 真核基因组7、基因组中重复序列很少8、具有编码同工酶的基因(isogene)9、存在可移动DNA序列10、多顺反子,2、病毒基因组的特点,基因组大小相差很大：,HBV: 3.2kb 痘病毒：300 kb,基因有连续的，有不连续的，病毒基因中有内含子。,核酸的成分只有一种，DNA或RAN ;而其他生物细胞中DNA和RNA共存,病毒核酸结构多样性：单链或双链；环状分子或线性分子（大部分的病毒）；少数病毒由几个核酸片断组成。如流感病毒：8条单链RNA,编码序列90%(基因组),多为单拷贝有重叠基因,(二) 真核生物基因组,一 、特点1、 体细胞: 两套基因组；性细胞: 一套基因组2、基因组较大，结

31、构复杂多，多个复制起始点3、和蛋白质结合，形成染色体，而且是多条4、含大量重复序列，几十次到几百万次5、以单拷贝和多拷贝两种形式存在6、基因不连续性：基因间有间隔区(spacer DNA)，断裂基因(split gene) 7、基因家族,8、DNA片段可以重排9、非编码序列占90%以上10、mRNA为单顺反子,基因簇与基因家族,基因家族（gene family）：一组功能相关且核酸序列具有同源性的基因可能由某一共同祖先基因(ancestral gene)经重复和突变产生。基因簇(gene cluster):指基因家族中的各成员紧密成簇排列成大串的重复单位，定于染色体的的特殊区域。,基因家族的特

32、点： 基因家族的成员可以串联排列在一起，形成基因簇(gene cluster) ，如rRNA、tRNA 和组蛋白的基因；有些基因家族的成员也可位于不同的染色体上，如珠蛋白基因；人基因簇位于16号染色体；基因簇位于11号染色体有些成员不产生有功能的基因产物，这种基因称为假基因 (Pseudogene)。a1 表示与a1 相似的假基因。,典型的基因家族,(一)、串联重复基因簇1tRNA 基因单倍体人基因组中1300 个tRNA 基因，编码50多种tRNA。每种tRNA可有10-几百个基因拷贝。同种tRNA往往串联在一起形成基因簇。2rRNA 基因l00copy，rRNA 基因簇(重复单元28S、1

33、8S、5.8s-rRNA)，一个转录单位，两个单位间有非转录间隔区,典型的基因家族,3组蛋白基因人：30-40copy组蛋白基因簇(重复单位：H1，H2A，H2B，H3、H4)特点：无intron，Poly(A)- RNA,典型的基因家族,（二）、分散式基因簇,发育控制复合多基因家族,5.基因超家族（gene superfamily） 基因超家族 是由基因家族及单基因组成的更大的基因家族。它们的结构有程度不等的同源性，因此它们可能起源于相同的祖先基因，但是它们的功能并不一定相同，这一点正是与基因家族的差别所在。这些基因在进化上也有亲缘关系，但亲缘关系较远，故将其称为基因超家族。如：免疫球蛋白超

34、基因家族 表达产物都有免疫球蛋白样的结构域结构。与免疫有关的分子：MHC I类抗原的链、类抗原的链和链、CD4、CD8在后又陆续发现了许多与免疫无关的家族成员，如神经组织分子、生长因子受体,重复序列 重复序列中，除了编码rRNA 、tRNA 、组蛋白及免疫球蛋白的结构基因外，大部分是非编码序列。 它们的功能 主要与基因组的结构稳定性，组织形式以及基因表达调控有关。,1中度重复序列（moderately repetitive sequence）,1中度重复序列的特点重复单位序列相似，但不完全一样，散在分布于基因组中不是串联集中序列的长度和拷贝数非常不均一，中度重复序列一般具有种属特异性，可作为D

35、NA 标记。中度重复序列可能是转座元件(返座子),人类基因组中的重复序列标记-A1u 序列,Alu家族（Alu family）人类基因组中最常见的短散在重复序列（short interspersed element, SINE,短散在元件），属于中度重复序列中最为普遍的一类，也是研究最多的一种。由于此序列中含有限制性内切酶Alu特异识别顺序（AGCT）而得名。Alu家族在人类基因组中含量最丰富，单倍体人基因组30万-50 万拷贝，平均每隔3-6Kb 就有一个Alu 序列，人A1u 序列长300bp。,人类基因组中的重复序列标记-A1u 序列,长6500bp左右称为长散在元件(long inte

36、rspersed elements, LINEs)在基因组中约6万个拷贝由RNA聚合酶转录属于一种转座因子（遗迹）,（3）、L1家族,4高度重复序列（highly repetitive sequence）,短、可达几百万个拷贝串联成长长的一大簇序列简单，不转录作用： 参与DNA的复制、基因表达调控，基因转位、减数分裂高度重复序列按结构特点：反向重复序列和卫星DNA,又称回文序列 5CATATG3 3GTATAC5功能：复制、转录的调控有关,（1）、反向重复序列,当把断成约104 bp的DNA片段进行氯化铯（CsCl）密度梯度离心分析时，发现除了一个主要的 DNA主峰外，旁边还出现不同密度的小峰

37、。这些小峰就像是主峰旁边的卫星，因此命名为卫星DNA。常位于染色体的着丝粒附近,（2）、卫星DNA （satellite DNA）,图3-8 果蝇（D.virilis）的卫星DNA,DNA的浮力密度与其G-C含量有关，真核细胞中大部分DNA的G-C含量在30%50%，形成主峰，卫星序列是串联重复序列，该区AT含量高重复序列单位15100nt的称为小卫星DNA（minisatellite DNA）, 又称同向重复序列可变数(variable number tandem repeats, VNTRs)，重复序列单位10nt的称为微卫星DNA（microsatellite DNA）, 又称简单序列的

38、重复(simple sequence repeats, SSRs)，14个核苷酸构成的15-100个重复单位。多存在于染色体的端粒附近，在基因组作图中，可提供密集排列的分子标记。,人类VNTRs（小卫星）的第一个探针,1985年由Alec Jeffries制备在肌红蛋白基因的第一个内含子中分离出132bp的重复顺序内含4个33bp的重复单位内含13bp的核心序列(GGAGGTGGGCAGG),遗传图谱(genetic map)：又称连锁图谱(linkage map)，根据重组频率来确定突变位点间的距离物理图谱(physical map)：限制图谱(restriction map)，是利用限制性内切酶将DNA切成片段，然后根据切割位点间的距离来构建。DNA序列图谱（DNA sequencing）:DNA全序列分析，然后获得一系列DNA重叠片断，相互连接，形成连续图谱。,Digestion-Restriction map,