第2章-1染色体的形态结构课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、基本概念,染色质（,Chromatin,）：,在尚未分裂的细胞核中，显微镜下可见的可被碱性染料染色较深的、纤细的网状物。,染色体（,Chromosome,）,:,染色体是遗传物质,(DNA),与蛋白质按一定方式结合成核小体，由核小体相连成丝状染色质,(Chromatin),再经多重螺旋化形成的具有特定形态结构的一种细胞器。,Chromosome:,A molecular of DNA,and associated protein bound together.Each chromosome contains:Centromere,Kinetochore,Telomere,Euchromatin and Heterochromatin.(Richards and Dawe,1998),一、基本概念,染色体是核中重要和稳定的成分，具有特定形态结构，具有自我复制能力，积极参与代谢活动，出现连续而有规律性的变化。,染色体控制生物的遗传性状，它在形态、数目、结构上的变化，也会导致遗传性状的相应变化。,染色体是核中重要和稳定的成分，具有特定形态结构，具有自我复制,二、研究染色体形态最适合的时期,有丝分裂,中期,(metaphase),减数分裂第一次分裂前期的粗线期,(polytene),二、研究染色体形态最适合的时期,1.,有丝分裂中期染色体,1.有丝分裂中期染色体,1.1,有丝分裂中期可以观察到哪些形态特征,?,次缢痕,臂比,着丝粒,长度,数目,1.1 有丝分裂中期可以观察到哪些形态特征?次缢痕,Morphology of chromosomes,.,Satellite,Centromere,(primary constriction),Arm,Secondary constriction,Telomere,Chromatids,Morphology of chromosomes.Sat,（,1,）染色体长度,：差别悬殊。,0.5m-30m,直径,0.2m-3m,。最长的染色体存在于植物的延龄草属，其长度在,30um,以上，而在真菌、灯芯草属植物、苔草属植物和一些动物中，其染色体长度小于,1um,。,小麦：染色体平均长度,11.2 m,总长,235.4m,。,绝对长度：,显微镜下染色体直接测量的长度。一般为,1,25m,。最短的长度为,0.25m,，最长的长度是,30m,。,相对长度：,某一染色体绝对长度占该染色体组绝对长度的百分数。,在细胞周期中，染色体处于动态的收缩过程中。,1.2,有丝分裂中期染色体的一般形态,（1）染色体长度：差别悬殊。0.5m-30m1.2,高等植物中染色体大小有一定的规律,单子叶植物的染色体一般大于双子叶植物。,如，小麦、大麦,棉花、猕猴桃、十字花科物种。,但单子叶植物中也有小染色体物种，如水稻。,双子叶植物中牡丹和蚕豆等也具有较大染色体。,动物的染色体一般比较大，如果蝇和人类等。,高等植物中染色体大小有一定的规律,动植物名称,染色体数目（,2n,）,动植物名称,染色体数目（,2n,）,水稻,(rice),24,美洲果蝇,(fruit fly),8,普通小麦,(wheat),42,小白鼠,(white mice),40,玉米,(maize),20,大猩猩,(gorilla),48,陆地棉,(cotton),52,人类,(human),46,油菜,(brassica),38,（,9+10,）,拟南芥,(arabidopsis),10,蚕豆,(bean),14,番茄,(tomato),24,大麦,(barley),14,大豆,(soybean),40,马铃薯,(potato),48,动植物名称染色体数目（2n）动植物名称染色体数目（2n）水稻,染色体大、数目少的物种是经典细胞遗传学研究的优良实验材料。,如果蝇、玉米、蚕豆、洋葱、麦类。,染色体大、数目少的物种是经典细胞遗传学研究的,是真核生物细胞在进行有丝分裂,(mitosis),和减数分裂,(meiosis),时，染色体分离的一种,“,装置,”,。也是姐妹染色单体在分开前相互联结的位置，在染色体的形态上表现为一个缢痕,(constriction),。,着丝粒位于异染色质区内，这里富集了卫星,DNA,，也就是短的,DNA,串联重复序列。,在缢痕区内有一个直径或长度为,400 nm,左右的很致密的颗粒状结构，这称为,动粒（亦可称为着丝粒）,(kinetochore),的结构直接与牵动染色体向两极移动的纤丝蛋白相连结。,condensed,（浓缩）,regions within the chromosome that are responsible for the accurate,（准确的）,segregation,（分离）,of the replicated,（复制）,chromosome during mitosis and meiosis.,（,3,）着丝粒,(Centromere),是真核生物细胞在进行有丝分裂(mitosis)和减数分裂(m,着丝点（,Kinetochore)-,着丝粒的外层结构，是细胞分裂时纺锤体微管附着部位,.,亦是由蛋白质和,DNA,组成,The location where spindle fiber,（纺锤丝）,attachment,（附着）,occurs,consists of protein and DNA,.,CEN DNA-DNA sequences within the kinetochore,着丝点（Kinetochore)-CEN DNA-DNA,Immunolocalization of tubulin,（微管蛋白）,(in green)and phosphorylated,（磷酸化）,histone H3,（,H3,组蛋白）,at serine,（丝氨酸）,10(in red)during meiosis(anaphase II)(,减数分裂,II)of,Secale cereale,（黑麦）,(2n=14+2 B chromosomes).The lagging,（滞后）,B chromosome chromatids,（染色单体）,are arrowed,（用箭头指出）,.,Immunolocalization of tubulin（,1,）中着丝粒染色体,(metacentric),2,）近中着丝粒染色体,3,）亚中着丝粒染色体,(submetacentric),4,）亚端着丝粒染色体,(subtelocentric or acrocentric),5,）近端着丝粒染色体,6,）端着丝粒染色体,(telocentric),按着丝粒位置将染色体分为几种类型：,1）中着丝粒染色体(metacentric)按着丝粒位置将染,染色体类型,臂比,着丝粒指数,M,（中着丝粒染色体）,1.0,50.0,M,（近中）,1.0-1.7,50.0-37.5,Sm,（亚中）,1.7-3.0,37.5-25.0,St,（亚端）,3.0-7.0,25.0-12.5,t,（近端着丝粒染色体）,7.0-,12.5-0.0,T,（端着丝粒染色体）,0.0,臂比,(arm ratio A)=,长臂,/,短臂（,q/p,或,L/S,）,着丝粒指数,(Centromeric Index C),=,短臂长度,(p)/,染色体长度,(p+q),100%,染色体类型与臂比、着丝粒指数的关系,染色体类型臂比着丝粒指数M（中着丝粒染色体）1.050.0M,（,4,）核仁组织区,(Nucleolus Organizer Region,NOR),次级缢痕,（副缢痕；核仁形成区）,（,secondary constriction):,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。,NOR,是核糖体,RNA,合成的场所，植物中,18S-5.8S-28SRNA,在该区域转录,（也就是说,NOR,上存在这些转录所需要的,DNA,，即后面图中的,rDNA,），,5S rRNA,在染色体组其他区域转录,（也就是说,5s rDNA,不在,NOR,区域）,。,每个物种,至少有一对同源染色体,具有,NOR,玉米的,NOR,为一异固缩的疖。,核仁竞争：杂种特别是远缘杂种中，一物种的,NOR,活性受到抑制、不能表达的,现象。,三级缢痕,（,Tertiary constriction),（4）核仁组织区(Nucleolus Organizer R,rDNA,指核糖体,DNA,rDNA指核糖体DNA,（,5,）随体,(Satellite,SAT),从次缢痕到臂末端有一种圆形或略呈长形的染色体节段。,随体一般由异染色质组成，常常位于具,NOR,的染色体短臂上，,由一纤细的染色质丝连接于染色体臂上。,（5）随体(Satellite,SAT)从次缢痕到臂末端,随体有大有小,随体被认为是由异染色质组成，因此随体上很少有基因。,各物种随体的数目和位置一般是确定的，因此可作为物种染色体形态的重要特征。,随体有大有小,1.1,减数分裂前期,I,粗线期可观察到哪些形态特征,?,疖,端粒,染色粒,常染色质 和异染色质,次缢痕,臂比,着丝粒,长度,数目,1.1减数分裂前期I粗线期可观察到哪些形态特征?疖,1.2,常染色质（,Euchromatin,）和异染色质,(Heterochromatin),异固缩：,在细胞周期中，某些染色体的某些部分在固缩程度和染色性质上与其他染色体或染色体其他部分不同步的现象。,显微镜下观察染色质着色不均匀、深浅不同,.,正异固缩,在间期、前期固缩化过程较其它染色质早、染色深,负异固缩,在中期、后期固缩化过程较其它染色质迟、染色浅,1.2 常染色质（Euchromatin）和异染色质(Het,常染色质（,euchromatin):,固缩化过程与细胞周期一致。用碱性染料染色较异染色质区,染色浅,，一般由单拷贝或寡拷贝,DNA,组成，具有转录活性；在分裂间期，呈高度分散状态，,DNA,合成在,S,期的早、中期。,Is a lightly packed form of chromatin(DNA,RNA and protein)that is rich in gene concentration,and is often(but not always)under active transcription.Unlike heterochromatin,it is found in both cells with nuclei(eukaryotes)and without nuclei(prokaryotes).Euchromatin comprises the most active portion of the genome within the cell nucleus.,常染色质（euchromatin):Is a lightly,异染色质（,heterochromatin):,具有异固缩特性的染色质。,Is a tightly packed form of DNA.Its major characteristic is that transcription is limited,（转录受限）,.As such,it is a means to control gene expression,through regulation of the transcription initiation,（通过调节转录起始来调控基因表达）,.,异染色质（heterochromatin):,异染色质分两类：,组成型或结构型异染色质,(constitutive heterochromatin),在任何情况下均表现异固缩特征。一般位于着丝粒、核仁组织形成区和端粒附近。也可出现在其它区域。,All cells of a given species will package the same regions of DNA in constitutive heterochromatin,and thus in all cells any genes contained within the constitutive heterochromatin will be poorly expressed.,For example,all human chromosomes 1,9,16,and the Y chromosome contain large regions of constitutive heterochromatin.In most organisms,constitutive heterochromatin occurs around the chromosome centromere,（着丝粒附近）,and near telomeres,（端粒附近）,.,异染色质分两类：,兼性或功能型异染色质（,facultative heterochromatin),具有常染色质的组成，在特定组织或特定时期表现异染色质特性。即,异染色质化的常染色质,，很可能与基因表达、调控有,关。,The regions of DNA packaged in facultative heterochromatin will not be consistent between the cell types within a species,and thus a sequence in one cell that is packaged in facultative heterochromatin(and the genes within poorly expressed)may be packaged in euchromatin in another cell(and the genes within no longer silenced).,An example of facultative heterochromatin is X-chromosome inactivation in female mammals:one X chromosome is packaged as facultative heterochromatin and silenced,while the other X chromosome is packaged as euchromatin and expressed.,兼性或功能型异染色质（facultative heteroc,第2章-1染色体的形态结构课件,两种染色质的区别,常染色质,异染色质,间期,染色淡,染色深,中期,染色深,染色淡,染色体大部分区域,着丝粒附近，端粒附近,含基因,不含基因,复制早，可转录,复制迟，不转录,收缩程度大,收缩程度小,两种染色质的区别常染色质异染色质间期 染色淡染色深中期 染色,