简述染色体、DNA、基因三者之间的相互关系,并说明基因的现代概念。
参考答案:染色体是DNA的主要载体;基因是有遗传效应的DNA片段;基因在染色体上呈线性排列。
染色体由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量的RNA组成。染色体由无数个重复的核小体亚单位(nucleosome)构成的。核小体是4种组蛋白(H2A、H2B、H3、H4)各2个分子,组成的八聚体核心表面围以长约146bp的DNA双螺旋所构成的,此时DNA分子被压缩了6倍。组蛋白H1位于相邻的两个核小体的连接区DNA表面,核小体进一步折叠或卷曲产生1/40倍压缩的30nm纤维状结构,相当于基本染色质丝。染色质丝进一步螺旋化,形成环状结构,这些环的基部附着于非组蛋白构成的“支架”上。这种纤维的直径约为240mn,它可能是间期染色体的最终包装水平,称为染色单体丝。染色体包装的最后阶段发生在细胞进入有丝分裂或减数分裂时。染色单体丝通过围绕中心轴螺旋缠绕和向染色体中心方向的压缩作用形成染色体。至此,几厘米长的DNA成为了几微米长的染色体,其长度约为原来的万分之一。这种有效的包装方式,使细胞在分裂过程中能够把携带遗传信息的DNA从染色体形式平均分配给子细胞。根据目前的认识基因应该是能够表达和产生基因产物(蛋白质式RNA)的DNA序列,根据产物的类别可以分为蛋白质基因和RNA基因(rRNA基因和tRNA基因)两大类;根据产物的功能可以分为结构基因和调节基因两大类。