细胞生物学-细胞核与染色体课件.pptVIP

* ?????????????????????????????????????????????????????????????????????? 二、染色质的基本结构单位—核小体 1974年Kornberg等人根据电镜观察和染色质的酶切降解，发现核小体（nucleosome）是染色质包装的基本结构单位，并提出染色质结构的“串珠“模型。 用温和的方法裂解细胞核，将染色质铺展在电镜铜网上，通过电镜观察，未经处理的染色质自然结构为30nm的纤丝，经盐溶液处理后解聚的染色质呈现一系列核小体彼此连接的串珠状结构，念珠的直径为10nm （1）电镜实验证据 （2）核酸酶水解从大鼠肝细胞中分离的染色质 用非特异性微球菌核酸酶消化染色质时，经过蔗糖梯度离心及琼脂糖凝胶电泳分析，发现绝大多数DNA被降解成大约200bp的片段；如果部分酶解，则得到的片段的大小是200bp的整数倍。 Gel electrophoresis after removal of chromatin proteins Analyzed by electron microscopy The basic repeat unit, containing an average of 200bp of DNA associated with a protein particle, is the nucleosome （3）应用X射线衍射、中子散射和电镜三维重建技术，研究染色质结晶颗粒 核小体颗粒是直径为11nm、高6.0nm的扁园柱体，核心组蛋白的构成是先形成（H3）2,（H4）2四聚体，然后再与两个H2A﹒H2B异二聚体结合形成八聚体。 3-D of nucleosome Nature 389:251, 1997 用SV40病毒感染细胞，病毒DNA进入细胞后，与宿主的组蛋白结合，形成串珠状微小染色体，电镜观察SV40 DNA为环状，周长1 500nm，约5.0kb。若200bp相当于一个核小体，则可形成25个核小体，实际观察到23个，与推断基本一致。 （4） SV40微小染色体（minichromosome）分析。 1.每个核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋、一个组蛋白八聚体和一分子H1。 核小体的结构要点: 2.由H2A、H2B、H3、H4各两分子形成八聚体，构成核心颗粒。 (H2A-H2B)-(H3-H4)-(H3-H4)-(H2A-H2B) 15-50bp 3. DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面，共1.75圈，约146bp，组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bpDNA，锁住核小体DNA的进出端，起稳定核小体的作用。 Core particle 4. 两个相邻核小体之间以连接DNA（linker DNA）相连 5. 组蛋白与DNA之间的相互作用主要是结构性的，基本不依赖于核苷酸的特异序列。 Rich in positively charged basic amino acids, which interact with the negtively charged phosphate groups in DNA 6. 核小体沿DNA的定位受不同因素的影响，进而通过核小体相位改变影响基因表达 如非组蛋白与DNA特异性位点的结合，可影响邻近核小体的相位； 球状组蛋白核心 H4 DNA双螺旋(140-160bp、1.75圈） H3 H4 H3 H2A H2A H2B H2B H4 H3 H3 H4 H2A H2A H2B H2B ?10nm 连接DNA（50-60bp） H1 H1 核小体 核心部 连接部 DNA分子：140-160bp、1.75圈 组 蛋 白：2（H2A、H2B、H3、H4） 组 蛋 白：H1 DNA分子：50—60bp 八聚体 核小体 DNA被压缩7倍 染色质的结构 ? 染色质包装的多级螺旋模型 (multiple coiling model) ● 染色体的骨架-放射环结构模型 (scaffold radial loop structure model) 三、染色质包装的结构模型 核小体的装配是染色体装配的第一步, DNA包装成核小体, 大约压缩了7倍。 （一）染色质包装的多级螺旋模型 ◆一级结构：核小体 每个碱基对长度为0.34nm ,200个碱基对的核小体DNA伸展开来的长度是70nm 一个核小体的直经是10nm ◆二级结构：螺线管(solenoid) 螺旋管是染色质的二级结构，6个核小体缠绕一圈形成的中空性管. ?外30nm; ?内10nm,组蛋白H1位于螺旋管内侧。将DNA分子长度压缩6倍，螺旋管即为30nm的染色质纤维。 组蛋白 ?内10nm ?外30nm 螺线管进一