预定义DNA序列

来源:互联网 发布:windows xp中文语言包 编辑:程序博客网 时间:2024/04/29 09:09

DNA

通过定义DNA序列,改变序列参数,隐藏当前不可用序列, 让当前DNA,自由表达生物特性,当条件触发,启用不可用序列,合成新功能蛋白质,合成新功能传感器官,表达生物的可能性,实现生物的主观价值观

DNA由Nucleotide/核苷酸组成

Nucleotide/核苷酸由磷酸、核糖、碱基组成
染色体/chromosomes:遗传物质的主要载体,亲代能够将自己的遗传物质以染色体的形式传给子代,包括DNA和蛋白质,同一物种内每条染色体所带DNA的量是一定的,但不同染色体或不同物种之间变化很大,人X染色体有1.28亿个核苷酸对,而Y染色体只有0.19亿个核苷酸
 
表2-1人类基因组各条染色体中碱基对数量和推导的功能基因数量对照染色体编号长度(Mbp)估计的基因数1 220 34532 240 29543 200 24274 186 18615 182 21366 172 22577 146 1831 8 146 15609 113 153710 130 165311 132 2185
 
真核细胞染色体的组成作为遗传物质,染色体具有如下特征:①分子结构相对稳定;②能够自我复制,使亲子代之间保持连续性;③能够指导蛋白质的合成,从而控制整个生命过程;④能够产生可遗传的变异。
染色体的分类中间Metacentric偏上Submetacentric靠近末端Acrocentric末端Telocentric
 
蛋白质染色体蛋白主要分为组蛋白和非组蛋白两类。真核细胞的染色体中,DNA与组蛋白的质量比约为1:1。DNA、组蛋白和非组蛋白及部分RNA(尚未完成转录而仍与模板DNA相连接的那些RNA,其含量不到DNA的10%)组成了染色体。
组蛋白是染色体的结构蛋白,分为H1、H2A、H2B、H3及H4五种,与DNA共同组成核小体。组蛋白含有大量的赖氨酸和精氨酸,其中H3、H4富含精氨酸,H1富含赖氨酸。H2A、H2B介于两者之间。
组蛋白具有如下特性:
1、进化上的极端保守性。不同种生物组蛋白的氨基酸组成十分相似。牛、猪、大鼠的H4氨基酸序列完全相同,与豌豆序列相比也只有两个氨基酸的差异。
2、无组织特异性只有鸟类、鱼类及两栖类红细胞染色体不含H1而带有H5,精细胞染色体的组蛋白是鱼精蛋白。
3、肽链上氨基酸分布的不对称性碱性氨基酸集中分布在N端的半条链上,而大部分疏水基团都分布在C端。碱性的半条链易与DNA的负电荷区结合,而另外半条链与其他组蛋白、非组蛋白结合。
4、存在较普遍的修饰作用,如甲基化、乙基化、磷酸化及ADP核糖基化等。修饰作用只发生在细胞周期的特定时间和组蛋白的特定位点上。
非组蛋白约为组蛋白总量的60%~70%,可能有20~100种(常见的有15~20种),主要包括酶类、与细胞分裂有关的收缩蛋白、骨架蛋白、核孔复合物蛋白以及肌动蛋白、肌球蛋白、微管蛋白、原肌蛋白等。
 
DNA真核细胞基因组的最大特点是它含有大量的重复序列,而且功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非功能DNA所隔开,这就是著名的“C值反常现象(C-value paradox)”。所谓C值,通常是指一种生物单倍体基因组DNA的总量。
真核细胞DNA序列可被分为3类:
1、             不重复序列。在单倍体基因组里,这些序列一般只有一个或几个拷贝,它占DNA总量的10%~80%。不重复序列长约750~2 000bp,相当于一个结构基因的长度。蛋清蛋白、蚕的丝心蛋白、血红蛋白和珠蛋白等都是单拷贝基因。
2、             中度重复序列这类序列的重复次数在101~104之间,占总DNA的10%~40%,如小鼠中占20%,果蝇中占15%,各种rRNA、tRNA以及某些结构基因如组蛋白基因等都属于这一类。
在动物卵细胞形成过程中,rDNA可进行几千次不同比例的复制,产生2×106个拷贝,使rDNA占卵细胞DNA的75%,从而使该细胞能积累1012个核糖体,以合成大量蛋白质供细胞分裂之需。
3、             高度重复序列——卫星DNA只存在于真核生物中,占基因组的10%~60%,由6~100个碱基组成,在DNA链上串联重复高达数百万次。因为卫星DNA不转录,其功能不详。它们是异染色质的成份,可能与染色体的稳定性有关。
染色质和核小体由DNA和组蛋白组成的染色质纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构.
Nucleosome(核小体)是染色质的基本结构单位,由~200 bpDNA和组蛋白八聚体组成。
DNA + Histoneoctamer(组蛋白八聚体)→Nucleosomecore (核小体核心146bp) + H1→Chromatosome(染色小体166bp) + linker DNA →Nucleosome(核小体) (~200 bpof DNA)
核小体单元的产生核小体由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bpDNA组成。八聚体在中间,DNA分子盘绕在外,而每个核小体只有一个H1,分布在核小体的外面。核心颗粒包括组蛋白八聚体及与其结合的146bpDNA,该序列绕在八聚体外面1.75圈,每圈约80bp。由许多核小体构成了连续的染色质DNA细丝。
通过定义DNA序列,改变序列参数,隐藏当前不可用序列, 让当前DNA,自由表达生物特性,当条件触发,启用不可用序列,表达生物的可能性,实现生物的主观价值观


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