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线性染色体DNA必需的基本元件  

2014-03-03 09:00:23|  分类: 遗传与变异 |  标签: |举报 |字号 订阅

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        每条染色体都作为一个不同结构单位发挥功能:作为一个拷贝为了在细胞分裂时能传递到每个子细胞中,每条染色体必须能够进行复制,随后新复制的染色体必须分离,并正确地分配到两个子细胞中。这些基本的功能由DNA中3种特殊核苷酸序列进行控制,它们中每一个都与引导染色体复制和分离装置的特殊蛋白质结合(图4—22)。
        酵母的染色体相对较小,并且易于操作,在其中进行的实验鉴定出了负责上述每种功能的最小DNA序列元件。其中,一种核苷酸序列的功能是作为DNA的复制起点,也就是DNA开始复制的位置。真核生物染色体含有许多复制起点,以确保整条染色体能迅速地完成复制,这些在第5章中详细讨论。
       复制完毕以后,两条子染色体仍然彼此附着,并且随着细胞周期的进行,进一步凝聚形成有丝分裂染色体。          另一种称作着丝粒的特殊DNA序列的存在,使每条复制并凝聚的染色体在细胞分裂时能向各个子细胞牵引。在着丝粒位置形成了一个称作动粒的蛋白质复合物它将复制后的染色体附着到有丝分裂纺锤体上,使它们能够被分开(讨论见第18章)。
线性染色体DNA必需的基本元件 - 生物清风岭 - 高中生物,生物教学|生物清风岭
    图4—21  比较伸展的间期染色质与有丝分裂染色体中的染色质
(A)一张电镜显微照片,显示了巨大的染色质缠结从裂解的间期细胞核溢出。(B)一张有丝分裂染色体的扫描电镜照片:一条凝聚且已倍增的染色体,其中的两条新染色体仍然连接在一起(图4—22)。缢痕区域表示着丝粒位置。注意比例尺的差别[(A)经Victoria Foe许可;(B)经Terry D.Allen.许可]
 线性染色体DNA必需的基本元件 - 生物清风岭 - 高中生物,生物教学|生物清风岭
 图4-22形成一条能够进行复制,且在有丝分裂时能发生分离的真核染色体所需的3种DNA序列
        每条染色体含有多个复制起点、1个着丝粒和2个端粒。这里所示的是一条典型染色体在细胞周期中要发生的事件顺序。在有丝分裂间期DNA复制从复制起点开始,并从这些起点双向前进跨越该染色体。在M期,着丝粒将加倍的染色体附着到有丝分裂纺锤体上,这样在有丝分裂时就会在每个子细胞中分配一份拷贝,着丝粒也有助于将加倍的染色    体维系在一起,直到它们准备好彼此被分离。端粒在每个染色体末端形成特殊的帽子
        第三种特殊的DNA序列形成端粒,也就是染色体的末端。端粒含有重复的核苷酸序列,使染色体末端能够有效地复制。端粒也行使其他功能:重复的端粒DNA序列及其相邻区域形成一种结构,能够防止细胞将染色体末端识别为需要修复的断裂DNA分子。我们将在第5章讨论这种类型的修复以及端粒的其他特征。
        在酵母细胞中,染色体增殖所需的这3种序列都比较短(通常每种不到1000个碱基对),因此仅仅使用了染色体信息携带容量的极小部分。尽管所有真核生物中端粒序列都相当简单且很短,但是规定着丝粒和复制起点的序列在更复杂的生物中比酵母中对应的序列要长得多。例如,实验研究表明人类染色体的着丝粒可能含有多达1()(]000个核苷酸对。甚至有人提出人类着丝粒并不要求存在一段有清晰核苷酸序列界限的DNA;而仅仅是形成一个巨大的、规律性重复的蛋白质一核酸结构。在本章最后,我们从更一般的方面讨论形成染色体的蛋白质以及DNA以后,再回到这个问题上来。   
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