第三章 染色质的分子结构(1)
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染色质的基本结构染色质是细胞中最重要的结构之一,它承载着遗传信息的传递和维持。
在细胞核内,染色质呈现出一种复杂的结构,由DNA、蛋白质和其他分子组成。
本文将详细介绍染色质的基本结构。
一、DNA的结构DNA是染色质的主要组成部分,它是遗传信息的携带者。
DNA分子由两根互补的链组成,这两根链通过碱基间的氢键相互连接。
DNA的碱基包括腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C),它们按照一定规则排列在DNA链上。
这种排列方式决定了基因的顺序,进而决定了生物的遗传特征。
二、染色质的组织形式染色质可以分为两种主要的组织形式:松散染色质和紧凑染色质。
1. 松散染色质松散染色质是指DNA在非分裂状态下的组织形式。
在这种状态下,DNA会以一种松散的螺旋状结构存在,使得细胞可以进行基因表达和复制。
松散染色质主要存在于细胞核的一些特定区域,如转录活跃的区域和染色体边缘区域。
2. 紧凑染色质紧凑染色质是指DNA在细胞分裂时的组织形式。
在细胞分裂过程中,DNA会被紧密地包裹和组织起来,形成染色体。
染色体是一种高度有序的结构,能够确保DNA的稳定传递和遗传信息的准确复制。
紧凑染色质主要存在于细胞分裂期间,而在非分裂期则会解开成松散的染色质。
三、染色质的蛋白质组分除了DNA外,染色质还包含大量的蛋白质。
这些蛋白质在染色质的组织和功能中起着重要的作用。
1. 组蛋白组蛋白是染色质中最丰富的蛋白质。
它们可以将DNA紧密地包裹起来,形成一种稳定的结构。
组蛋白还参与调控基因的转录和表达,对细胞的功能起着重要的调节作用。
2. 结构蛋白除了组蛋白外,染色质中还含有一些结构蛋白,如非组蛋白和骨架蛋白。
这些蛋白质能够维持染色质的整体结构和稳定性,保护DNA 不受损伤。
3. 转录因子转录因子是一类能够结合到DNA上并调控基因转录的蛋白质。
它们能够识别特定的DNA序列,与RNA聚合酶和其他调控因子相互作用,参与基因的转录过程。
四、染色质的功能染色质不仅是细胞核的重要组成部分,还具有多种重要的功能。
从染色质到染色体的四级结构1.引言1.1 概述概述:染色质是一种复杂的生物结构,它在细胞核中起到了至关重要的作用。
随着科学技术的不断发展,人们对染色质的结构和功能有了更深入的了解。
染色体是由染色质组织而成的,它们是遗传信息的载体,对细胞的正常功能和遗传传递起着关键的作用。
本文将首先介绍染色质的组织与结构,揭示其复杂性和多样性。
染色质的组织方式不仅涉及到DNA的紧密程度,还包括了与蛋白质的相互作用和空间结构的调控。
通过详细解析和比较不同类型细胞中染色质的组织形式,我们能够更好地理解细胞核内基因表达及遗传信息的传递。
随后,我们将探讨染色体的组成与功能。
染色体是一种高度有序的结构,由DNA和蛋白质分子组成。
我们将介绍染色体在细胞分裂、DNA复制和基因表达等过程中的重要作用。
此外,我们还将阐述染色体在遗传疾病、肿瘤形成和细胞老化等方面的关键作用。
最后,我们将论述从染色质到染色体的四级结构的重要性及其对细胞功能和遗传传递的影响。
这一层次的组织与结构调控对基因表达和细胞发育至关重要,它们相互作用并共同参与细胞内的生物过程。
未来的研究可以进一步探索染色质和染色体的四级结构的动态变化,以及其与遗传变异、表观遗传和细胞功能的关联。
通过本文的研究,将加深我们对染色质与染色体的认识,为进一步理解细胞核内的复杂生物过程提供了重要的基础。
对染色质和染色体的深入研究,对于揭示生命的奥秘、促进生物医学领域的发展都具有重要的意义。
文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文将从染色质的组织与结构以及染色体的组成与功能两个方面来讨论从染色质到染色体的四级结构的相关内容。
首先,在第二章中,我们将详细介绍染色质的组织与结构,包括染色质的基本单位、染色质的组织形式以及染色质在细胞周期中的动态变化。
我们将讨论染色质的组织对基因表达以及细胞功能的调控起到的重要作用,并介绍染色质的结构与功能之间的关联。
接下来,在第二章的后半部分,我们将探讨染色体的组成与功能。
第三章细胞的基本结构植物细胞亚显微结构模式图1细胞膜 2细胞壁(植物特有)3细胞质基质 4叶绿体(植物特有)5高尔基体 6核仁 7染色质 8核外膜9核内膜 10核孔 11线粒体 12内质网13核糖体14中央大液泡(植物特有)15液泡膜(植物特有)1.细胞壁主要成分是纤维素和果胶,有支持和保护功能。
2.细胞膜(1)组成:主要为磷脂双分子层(基本骨架)和蛋白质,另有糖蛋白。
(2)结构特点:具有一定的流动性(原因:磷脂和蛋白质的运动);功能特点:具有选择透过性。
(3)功能:保护,控制物质进出,信息交流3.细胞质:细胞质基质 + 细胞器(1)细胞质基质:为代谢提供场所和物质和一定的环境条件,影响细胞的形状、分裂、运动及细胞器的转运等。
(2)细胞器:线粒体;叶绿体;内质网;高尔基体;核糖体;溶酶体;液泡;中心体。
线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。
又称”动力车间”。
细胞生命活动所需的能量,大约95%来自线粒体。
(双层)含少量的DNA。
叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
(双层)含少量的DNA。
内质网是由膜连接而成的网状结构,是细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质和糖类合成的“车间”。
(单层)高尔基体对来自内质网的蛋白质加工,分类和包装的“车间”及“发送站”。
动物细胞中与分泌物的形成有关,植物中与有丝分裂细胞壁的形成有关。
(单层)核糖体是合成蛋白质的场所,有的依附在内质网上称为附着核糖体,有的游离分布在细胞质中称为游离核糖体。
(无膜)由RNA和蛋白质构成溶酶体分解衰老,损伤的细胞器,吞噬并杀死入侵的病毒或细菌。
(“消化车间”)(单层)液泡是贮藏(营养、色素等)、保持细胞形态,调节渗透吸水,是植物细胞保持坚挺的细胞器。
含有色素(花青素)(单层)中心体与低等植物细胞、动物细胞有丝分裂有关。
由两个相互垂直的中心粒构成.(无膜)4.细胞核(1)组成:核膜、核仁、染色质(2)核膜:双层膜,有核孔(细胞核与细胞质之间的物质交换通道,RNA、蛋白质等大分子进出必须通过核孔。
脂成双层脫 线粒体 细起器— 糖功成分结构功能様联功研兜意细胞膜 内质网 K 细胞器(细加器 — 液泡 \ / 溶IW 体 \ /[无锁 核糖体 细胞的 \细於器 中心体 成分 「细胞壁 功能核作第三章细胞的基本结构染色质教材旁栏问题和练习及答案2第1节 细胞膜的结构和功能问题探讨鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。
用它染色时,死细胞会被 染成蓝色,而活细胞不会着色。
讨论1•为什么活细胞不能被染色,而死细胞能被染色?【答案】活细胞的细胞膜具有选择透过性,染料台盼蓝是细胞不需要 的物质,不易通过细胞膜,因此活细胞不被染色。
死细胞的细胞膜失去控叶绿高尔基生物膜组彳作用基本结构 细胸骨成核核状-细胞细胞质制物质出入细胞的功能,台盼蓝能通过细胞膜进入细胞,死细胞能被染成蓝色。
2.据此推测,细胞膜作为细胞的边界,应该具有什么功能?【答案】细胞膜作为细胞的边界,具有控制物质进出细胞的功能。
思考•讨论1.最初对细胞膜成分的认识,是通过对现象的推理分析,还是通过对膜成分的提取与检测?【答案】最初对细胞膜成分的认识,是通过对现象的推理分析得出的。
2.根据磷脂分子的特点解释,为什么磷脂在空气一水界面上铺展成单分子层?科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的?【答案】因为磷脂分子的“头部”亲水,尾部疏水,所以在水-空气的界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触,“尾部”则朝向空气的一面。
科学家因测得从红细胞中提取的脂质,铺成单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍,才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。
3•磷脂分子在水中能自发地形成双分子层,你如何解释这一现象?由此,你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析?【答案】由于磷脂分子有亲水的“头部”和疏水的“尾部”,在水溶液中,朝向水的是“头部”,“尾部”受水的排斥。
当磷脂分子的内外两侧均是水环境时,磷脂分子的“尾部”相对排列在内侧,“头部”则分别朝向两侧水的环境,形成磷脂双分子层。
分子生物学笔记完全版第三、四章--------------------------------------------------------------------------------作者: tonyloveyou 收录日期: 2006-07-13 发布日期: 2006-07-13第三章基因表达的调控基因表达:DNA→mRNA→蛋白质的遗传信息传递过程基因表达的调控第一节基因的活化基因的“开关”-染色质的活化一、活性染色质的结构间期核染色质:异染色质(heterochromatin),高度压缩(不转录);常染色质(euchromatin),较为松散,常染色质中约10%为活性染色质(更开放疏松)。
活性染色质→←非活性染色质二、活性染色质的结构特点(一)DNaseI敏感性转录活性(或有潜在转录活性)的染色质对DNase I更敏感.DNase I超敏感位点(DNase I HyperSensitive Sites,DHSS)(二)组蛋白H3的CyS110上巯基暴露,三、活性染色质结构的形成(一)、核小体位相(Phased positioning)1.核小体的旋转定位(rotational positioning)指核小体核心与DNA双螺旋在空间结构中的相互关系,主要包括DNA双螺旋的大沟是面向还是背向核心结构.‘2.核小体的平移定位(translational positioning)指核小体与特定DNA序列的结合位置和方式,特别是转录活性相关的DNA调控元件(启动子、增强子等)序列与核小体的相互位置关系。
(二)、组蛋白修饰1.H1组蛋白磷酸化促进染色体包装,影响转录活性,2.核心组蛋白修饰乙酰化:常发生在组蛋白的Lys,一般活性染色质是高度乙酰化的。
(三)HMG蛋白结合HMG(high mobility group)蛋白—高迁移率蛋白, 如HMG14/HMG17.与核小体核心颗粒结合,有利转录。
染色质的基本结构染色质,作为生物体细胞核内的复杂结构物质,其基本结构包括DNA、RNA、蛋白质等组分。
它对所有生物体的遗传信息储存、传递和表达都起着至关重要的作用。
首先,DNA是染色质的主要结构组成。
单个染色质是由一条超长的线状DNA 分子以及与之结合的蛋白质组成的。
这一条DNA包含许多基因,是生物体的遗传信息的载体。
DNA的分子结构是双螺旋结构,由两条互为镜像的DNA链通过碱基配对和氢键等方式结合在一起。
其次,染色质中的蛋白质主要是组蛋白。
组蛋白有五种类型,H1、H2A、H2B、H3和H4,并以H2A、H2B、H3、H4四种为核心形成八聚体,与DNA结合成Nucleosome(核小体)。
Nucleosome是染色质的基本结构单元,由147个碱基的DNA缠绕在八聚体周围约1.7圈。
组蛋白H1与DNA连接部分结合,使得核小体之间的DNA拉直,核小体能进一步稳定和紧凑。
这样形成的“串珠状”结构,使得长达数米的DNA分子得以高度紧凑。
复制、转录和修复过程中,染色质结构会发生改变,以适应各种生物活动的需要。
DNA的复制、修复以及基因的转录都与染色质结构的变化密切相关。
在过程中,核小体的位置、组蛋白的改变及染色质的染色等都会发生改变。
另外,染色质还存在两种主要形式:欧染色质和异染色质。
欧染色质是染色质在细胞非分裂期的形式,它的DNA可以被转录为RNA。
而异染色质则是染色质在细胞分裂期的形式,它的DNA不可以被转录为RNA。
总的来说,染色质的基本结构是相当复杂的,它不仅包括DNA,也包括与DNA紧密关联的各种蛋白质。
通过DNA和蛋白质的紧密组合,形成了染色质高度紧凑而有序的结构,使得细胞能够准确地传递和表达遗传信息。
染色质的一级结构名词解释染色质是构成细胞核的重要组成部分,它在维持基因组的完整性和调控基因表达中起着关键作用。
在染色质的组织结构中,存在着不同层次的结构,其中一级结构是指染色质最基本的组成单位。
本文将对染色质的一级结构进行详细的解释。
染色质是由DNA、蛋白质和非编码RNA组成的。
DNA是生物体内贮存遗传信息的核酸,而染色质则负责将其紧密组织,促进基因的表达和调控。
在细胞准备分裂的过程中,染色质会形成更紧密的结构,以确保DNA的顺利复制和分配。
这种高度结构化的染色质形态由一级结构决定。
染色质的一级结构主要由DNA和蛋白质组成。
DNA分子负责存储和传递遗传信息,而蛋白质则起到支撑和调控DNA的作用。
DNA分子是由四种碱基(腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C))组成的长链,它们通过互补配对形成双螺旋结构。
而蛋白质则通过与DNA上的碱基序列特异性结合,从而促使染色质的组织和维持。
在染色质的一级结构中,DNA与蛋白质以一种特殊的方式相互作用,形成核小体(nucleosome)结构。
核小体是染色质的基本单位,由DNA螺旋围绕着一个核小体核心颗粒而形成。
该核心颗粒由蛋白质组成,其中最主要的成分是组蛋白。
组蛋白是一类碱性蛋白质,能够吸附和包裹DNA分子,从而实现染色质结构的组织和凝聚。
在核小体外,DNA继续在染色质中以一种规律的方式组织。
DNA分子以“珠链”状形成一系列的核小体,这些核小体通过DNA的连续环曲使得染色质更加紧密地组织。
此外,核小体之间还存在一种非结构性蛋白质网络,称为“串珠与串珠之间的连线(linker histones)”,该蛋白质能够帮助维持染色质的稳定性,并预防DNA 的损伤。
综上所述,染色质的一级结构是指染色质最基本的组成单位。
它由DNA和蛋白质紧密相互作用而形成,其中DNA以核小体为基本单位,通过特定的排列方式形成一系列的核小体链。
这种特定的结构有助于维持染色质的稳定性和基因的表达。