【南京大学 细胞遗传学】第十三章 发育的遗传分析
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着丝粒(centromere)是染色体上染色很淡的缢缩区,由一条染色体所复制的两个染色单体在此部位相联系。
含有大量的异染色质和高度重复的DNA序列。
包括3种不同的结构域:1.着丝点结构域(kinetochore domain):纺锤丝附着的位点;2.中央结构域(central domain):这是着丝粒区的主体,由富含高度重复序列的DNA构成;3. 配对结构域(pairing domain):这是复制以后的姊妹染色单体相互连接的位点。
着丝粒的这三种结构域具有不同的功能,但它们并不独立发挥作用。
正是3种结构域的整合功能,才能确保有丝分裂过程中染色体的有序分离。
发芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)的着丝粒由125bp左右的特异DNA序列构成,其它模式生物包括裂解酵母(Schizosaccharomyces pombe)、果蝇(Drosophila melanogaster) 以及人类,它们的着丝粒均由高度重复的DNA序列构成、但序列均不同。
染色体着丝粒中与纺锤丝相连接的实际位置,微管蛋白的聚合中心,由蛋白质所组成。
与着丝粒的关系:着丝粒是动粒的附着位置,动粒是着丝粒是否活跃的关键。
每条染色体上有两个着丝点,位于着丝粒的两侧,各指向一极。
功能:姊妹染色单体的结合点着丝点的组装点纺锤丝的附着点着丝粒的功能高度保守在染色体配对及维系生物体遗传信息稳定传递中起作重要作用。
组成(DNA-蛋白质复合体):着丝粒DNA:不同的生物中具有特异性,着丝粒蛋白:在真核生物中是保守的。
水稻着丝粒DNA的组成:CentO:155-bp重复序列,CRR:着丝粒特异的逆转座子。
在活性着丝粒中,着丝粒特异组蛋白H3(CENH3)取代了核小体组蛋白八聚体中的组蛋白H3, 形成含CENH3的核小体。
因此,CENH3是真核生物内着丝粒的根本特征, 是功能着丝粒的共同基础, 可作为功能着丝粒染色质的识别标记。
→着丝粒分裂:正常分裂(纵向分裂),横分裂或错分裂(misdivision)。
生物学中的细胞遗传和发育生物学生物学是一门研究生物体的生命现象,包括生命的起源、发展和演化的学科。
其中,细胞遗传和发育生物学是生物学中的两个重要方向。
一、细胞遗传学细胞遗传学是研究细胞内遗传信息传递和变异的学科,涵盖了遗传的分子机制、整体遗传信息的传递和细胞遗传变异等诸多内容。
1.1 遗传的分子机制遗传信息的分子机制是细胞遗传学的基础。
DNA是最基本的遗传单位,由核苷酸单元组成,可以编码生物体的所有遗传信息。
分子生物学技术的发展,让我们能够更深入地了解DNA的分子结构和功能。
例如,从DNA中提取的基因可以被克隆、重组和转录成mRNA,这样在细胞内就可以进行蛋白质合成。
1.2 整体遗传信息的传递整体遗传信息的传递是细胞遗传学的重要研究领域。
生命的起源始于一个单细胞生物体,然后演化成多细胞生物体。
在这个过程中,整体遗传信息的传递是至关重要的。
在有性生殖过程中,两个个体各自向子代传递了遗传信息。
卵子和精子的结合是一个十分精细的过程,确保基因组的完整性和稳定性。
此外,植物细胞的遗传信息也是通过细胞分裂进行传递的,这种方式被称为无性生殖。
1.3 细胞的遗传变异细胞遗传变异是指在遗传信息的传递和复制过程中,基因或染色体中的DNA发生了改变。
这种改变可以是单个碱基的改变,也可以是染色体段的插入、缺失或移位。
这种变异会导致基因型和表型的变化,对生物体的发育和演化产生影响。
细胞遗传变异的来源可以是自然突变、环境诱变和人工诱变等。
二、发育生物学发育生物学是指研究生物体由单细胞发展到成熟多细胞的过程,以及这个过程中胚胎、器官、组织、细胞等的形成和发育规律。
2.1 胚胎发育胚胎发育是多细胞生物发育的起始阶段。
胚胎发育分为初期、中期和末期三个阶段。
在这个过程中,胚胎会逐渐发育成为完整的生物体。
这个过程中的每一个阶段,都有特定的基因调控机制,可以维持胚胎内发育的有序性和正确性。
2.2 器官发生在多细胞生物发育过程中,不同的器官会逐渐形成。