1、染色體包裝的綜合模型Chromatin PackingChromatin Packing異染色質(zhì)和常染色質(zhì)(Euchromatin and Heterochromatin) 常染色質(zhì)是具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)，結(jié)構(gòu)疏松，電子密度低。 異染色質(zhì)的特點(diǎn)： 凝縮狀態(tài)，無轉(zhuǎn)錄活性、是遺傳惰性區(qū)。 在細(xì)胞周期中表現(xiàn)為晚復(fù)制、早凝縮。 分為兩類：結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)、兼性異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)/組成型異染色質(zhì)（constitutive heterochromatin）：在所有細(xì)胞內(nèi)都呈異固縮的染色質(zhì)，多定位于著絲粒區(qū)，端粒，次縊痕及染色體臂的某些節(jié)段，在間期聚集成多個(gè)染色中心（chromocenter），由相對(duì)簡單的高

2、度重復(fù)序列構(gòu)成。兼性異染色質(zhì)（facultative heterochromatin）：是指不同細(xì)胞類型或不同發(fā)育時(shí)期出現(xiàn)的異染色質(zhì)區(qū)。雌性哺乳類動(dòng)物的X染色體就是一類特殊的兼性異染色質(zhì)。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)如有兩個(gè)X染色體(通常為雌性)，則其中的一個(gè)染色體常表現(xiàn)為異染色質(zhì)，稱巴氏小體(barr body)。異染色質(zhì) 雌性哺乳動(dòng)物細(xì)胞中一條異固縮化的X染色體。 人的胚胎發(fā)育到16天以后出現(xiàn)巴氏小體。巴氏小體 (Barr Body)Barr body in a womans cellThe consequences of X-inactivation: Adult mammalian females

3、 are genetic mosaics (with different alleles functioning in different cells) A. This is true since paternal & maternal X chromosomes may have different alleles for same trait B. X-linked pigment genes in cats calico C. Pigmentation genes in humans are not found on X chromosome so there are no ca

4、lico women決定黑毛和黃毛的基因分別位于兩條X染色體。胚胎發(fā)育早期，不同細(xì)胞中整條X染色體異染色質(zhì)化，造成不同細(xì)胞只含黑毛或黃毛基因。黑斑或黃斑分別來源于這兩種細(xì)胞。Calico Calico 貓的貓的奇麗皮毛：奇麗皮毛：雌性的細(xì)胞核中雌性的細(xì)胞核中巴氏小體巴氏小體這種貓是雌還是雄？這種貓是雌還是雄？The position effects of heterochromatinA. Yeast;B. Fluit fly.染色體human chromosome 2Three key regions of a chromosomeTelomere, replication origin,

5、centromere根據(jù)著絲粒位置進(jìn)行的染色體分類圖示Human telomere(in Green) and centromere (in Red) 由高度重復(fù)的短序列組成。 作用：1.維持染色體的穩(wěn)定性。2.起細(xì)胞分裂計(jì)時(shí)器的作用。端粒核苷酸復(fù)制和基因DNA不同，每復(fù)制一次減少50100bp，其復(fù)制要靠具有反轉(zhuǎn)錄酶性質(zhì)的端粒酶來完成。端粒（telomere）The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2009for the discovery of how chromosomes are protected by telomeres and the

6、enzyme telomeraseElizabeth H. Blackburn Carol W. Greider Jack W. Szostak 著絲粒（centromere）和著絲點(diǎn)（kinetochore）是兩個(gè)不同的概念。著絲粒包含3個(gè)結(jié)構(gòu)域：1、著絲點(diǎn)結(jié)構(gòu)域（kinetochore domain）2、中央結(jié)構(gòu)域(central domain)3、配對(duì)結(jié)構(gòu)域(pairing domain)著絲粒的結(jié)構(gòu)Centromere著絲粒包含3個(gè)結(jié)構(gòu)域：1、著絲點(diǎn)結(jié)構(gòu)域（kinetochore domain） 位于著絲粒的表面，包括三層板狀結(jié)構(gòu)和圍繞外層的纖維冠(fibrous corona)。著絲

7、粒的結(jié)構(gòu)OPinterzone IP著絲粒包含3個(gè)結(jié)構(gòu)域：2、中央結(jié)構(gòu)域位于著絲粒結(jié)構(gòu)域的下方，含衛(wèi)星DNA。迄今發(fā)現(xiàn)的結(jié)合在中央結(jié)構(gòu)域著絲粒蛋白主要有6種（CENP A, B, C, E, F, G）著絲粒的結(jié)構(gòu) Satellite DNA at centromeres (revealed by FISH)著絲粒包含3個(gè)結(jié)構(gòu)域：3、配對(duì)結(jié)構(gòu)域位于著絲粒內(nèi)層，中期連結(jié)染色單體。迄今發(fā)現(xiàn)的結(jié)合在這一結(jié)構(gòu)域著絲粒蛋白主要有2類：INCENP (inner centromere protein)和 clips (chromatid linking proteins).著絲粒的結(jié)構(gòu)1. 多線染色體：B

8、albiani(1881)發(fā)現(xiàn)于搖蚊幼蟲唾腺細(xì)胞，特點(diǎn)： 體積巨大，是由于核內(nèi)有絲分裂的結(jié)果； 多線性； 體細(xì)胞聯(lián)會(huì)； 橫帶紋； 膨突和環(huán)。在幼蟲發(fā)育的某個(gè)階段，多線染色體的某些帶區(qū)疏松膨大，形成膨突（puff），或巴氏環(huán)（Balbiani ring）。用H3-UdR處理細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)膨突被標(biāo)記，說明膨突是基因活躍轉(zhuǎn)錄的區(qū)域。 幾類特殊的染色體Polytene chromosomes2、燈刷染色體見于魚類、兩棲類、爬行類雙線期卵母細(xì)胞，雙線期是卵黃合成的旺盛期。染色體主軸兩側(cè)有側(cè)環(huán)，狀如燈刷，故名。側(cè)環(huán)是轉(zhuǎn)錄活躍的區(qū)域。3、B染色體Randolph （1928 ）把生物的正常染色體叫做A染色體，把

9、形態(tài)和行為不同于A染色體的超數(shù)染色體稱B染色體。 Lampbrush chromosomes (燈刷染色體) in amphibian oocyte, immature eggs燈刷染色體結(jié)構(gòu)模型核仁 間期細(xì)胞核內(nèi)呈圓球形的結(jié)構(gòu)，一般12個(gè)。功能是轉(zhuǎn)錄rRNA和組裝核糖體單位。 蛋白合成旺盛和分裂增殖較快的細(xì)胞有較大和較多的核仁，反之核仁很小。 核仁在分裂前期消失，末期又重新出現(xiàn)。Nucleus structure核仁與其他的細(xì)胞器不同，周圍沒有界膜包圍。在電子顯微鏡下可辨認(rèn)出有3個(gè)特征性的區(qū)域，即：纖維中心 (fibrillar centers，F(xiàn)C)，致密纖維組分 (dense fibri

10、llar component，DFC),顆粒組分 (granular component，GC) 。核仁的超微結(jié)構(gòu)Nucleolus顆粒組分 (GC)致密纖維組分 (DFC)纖維中心 (FC)纖維中心：是致密纖維包圍的低電子密度的圓形結(jié)構(gòu)，主要成分為RNA聚合酶和rDNA。致密纖維組分：呈環(huán)形或半月形包圍FC，由致密纖維構(gòu)成，是新合成的RNP。顆粒組分：由直徑15-20nm的顆粒構(gòu)成，是不同加工階段的RNP。 核仁的超微結(jié)構(gòu)Ribosomal Biogenesis: pre-rRNA synthesisProcessingAssemblyFC; DFCDFC; GCCytosol核糖體的裝配

11、5S rRNA定位在常染色體，合成后被轉(zhuǎn)運(yùn)至核仁區(qū)參與大亞基的裝配The assembly of ribosomes核仁在核糖體亞單位前體組裝中的作用The Nobel Prize in Chemistry 2009for studies of the structure and function of the ribosomeVenkatramanRamakrishnanAda E. YonathThomas A. Steitz死海微生物嗜鹽細(xì)菌Haloarcula marismortui核糖體50S大亞基模型Science. 2000 Aug 11; 289 (5481): 905-920

12、. 核糖體蛋白 + rRNA核仁周期細(xì)胞周期中核仁是高度動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)，有絲分裂前期末核仁解體，末期核仁開始重建。THE END雌性動(dòng)物所有細(xì)胞中都僅有1條X染色體。可能因雙倍可能因雙倍X X染染色體是致死的，色體是致死的，在胚胎發(fā)育過在胚胎發(fā)育過程中程中1 1條條X X染色染色體通過隨機(jī)變體通過隨機(jī)變成異染色質(zhì)而成異染色質(zhì)而永久失活永久失活。此后，這條失此后，這條失活活X X染色體遺傳染色體遺傳給后代細(xì)胞，給后代細(xì)胞，但在細(xì)胞受精但在細(xì)胞受精后會(huì)重新活化后會(huì)重新活化為常染色質(zhì)為常染色質(zhì)最令人驚異的例子：整條染色體異染色質(zhì)化，最令人驚異的例子：整條染色體異染色質(zhì)化，X X 染色體成染色體成為巴氏小

13、體為巴氏小體Barr 小體小體核仁核仁巴氏小體巴氏小體發(fā)發(fā)生生異異染染色色質(zhì)質(zhì)化化的的X染色體染色體:巴巴氏氏小小體體決定黑毛和黃毛的基因分別位于兩條決定黑毛和黃毛的基因分別位于兩條X X染色體。胚胎發(fā)育早期，不染色體。胚胎發(fā)育早期，不同細(xì)胞中整條同細(xì)胞中整條X X染色體異染色質(zhì)化，造成不同細(xì)胞只含黑毛或黃毛染色體異染色質(zhì)化，造成不同細(xì)胞只含黑毛或黃毛基因。黑斑或黃斑分別來源于這兩種細(xì)胞。基因。黑斑或黃斑分別來源于這兩種細(xì)胞。Calico Calico 貓的貓的奇麗皮毛：奇麗皮毛：雌性的細(xì)胞核中雌性的細(xì)胞核中巴氏小體巴氏小體這種貓是雌還是雄？這種貓是雌還是雄？X inactivation and somatic mosaicism: calico cat Mosaicism describes the occurrence of cells tha