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假定人类单个细胞DNA为6×109核苷酸对,以B构型存在。请问人类单个细胞DNA总长度为多少它们又是如何被组装在直径相对来说极其微小的细胞核内

答案

参考答案:

因为B型DNA为右手双股螺旋,每圈螺旋10个碱基对,螺距34A,每个碱基对的螺旋上升值为3.4,也就是说每个碱基对的长度为3.4

,所以假定人类单个细胞总DNA为6×109核苷酸对,以B构型存在,则其总长度为:

6×109bp×3.4

/bp=2.04×1010

=2.04×106μm=2.04×103mm

=204cm=2.04m

DNA首先和组蛋白形成核小体,每个核小体的核心是由H2A、HM2B、H3和H4这4种组蛋白各以两个分子组成为八聚体,DNA双螺旋就盘绕在这8个组蛋白分子的表面,核小体的直径约为100。连接丝把两个核小体串联起来,它是由两个核小体之间的DNA双链与其相结合的组蛋白H1所组成的。

一个核小体及其连接丝约含有200个碱基对的DNA,其中约140个碱基对盘绕在核小体表面1.75圈,其余50~60个碱基对连接着两个核小体。核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一阶段。在核小体中DNA盘绕组蛋白八聚体核心,从而使分子收缩成1/7 200bpDNA的长度约为680

,却被压缩在10

的核小体中,当然1/7的压缩比仍远低于染色体中DNA的压缩比。例如人中期染色体中含有6.0×109bp,其理论长度应是200cm,这么长的DNA被包装在46个5μm长的圆柱体的染色体中,其压缩比约为104。分裂间期染色质比较松散,压缩比大约是102~103。所以说,核小体只是DNA压缩的第一步。

核小体的长链呈螺旋化的盘绕,并形成超微螺旋,称为螺线管,这种螺旋管的直径约为300

,内径为100

,相邻螺旋间距为100

,为中空管状的结构,螺线管的每一螺旋包含6个核小体,其压缩比为6,这种螺线管是分裂间期染色质和分裂中期染色体的基本组分,染色质和染色体可能是一个多层次螺旋结构。上述螺线管可进一步的螺旋化和卷缩,形成一条直径为400的圆筒状结构,这称为超螺旋体,由300

的螺线管缠绕而成,压缩比是40。超螺旋体再次折叠和螺旋化,从而形成为染色体。DNA双链的螺旋到染色体,长度先后经过四级压缩的倍数比例分别为7、6、40和5倍,所以染色体中的DNA双螺旋最初的长度大致被压缩8 000~10 000倍。DNA就是这样被组装在直径相对来说极其微小的细胞核内的。

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