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v 信号转导
1. 哺乳动物 G蛋白偶联受体介导的信号转导途径
G蛋白偶联受体(G Protein-Coupled Receptors, GPCRs),是一大类膜蛋白受体的统称。这类受体的共同点是其立体结构中都有七个跨膜α螺旋。G蛋白偶联受体能结合细胞周围环境中的化学物质并激活细胞内的一系列信号通路,最终引起细胞状态的改变。信号:激素,神经递质,局部介质;蛋白质,小分子肽,氨基酸衍生物,脂肪酸;
Pka途径:cAMP-PKA是细胞内经典途径之一,由G蛋白偶联受体(Gi或Gs)将信号首先传至腺苷酸环化酶(AC),由它控制cAMP的含量,cAMP决定蛋白激酶A(PKA)的活性,蛋白激酶A负责很多蛋白的磷酸化,比如受体,离子通道,转录因子等等,由此调节细胞内的生物活性反应和平衡。
外源信号-激活G蛋白-G蛋白激活cAMP酶-控制cAMP含量-激活PKA-PKA使目标蛋白氨基磷酸化调节其活性。
IP3-Pkc途径:受体激活G蛋白-G蛋白激活磷脂酶C-β-切割磷脂酰肌醇二磷酸(PI P2)-产生 三磷酸肌醇(IP3)和双酰甘油(DAG) DAG和IP3引起的Ca2+增加-激活PKC-靶蛋白转录调节因子可逆磷酸化-生理效应基因表达调控
2. 哺乳动物核受体的含义
核受体一类转录因子总称(包括固醇类激素、维生素D、甲状腺激素、脂肪酸、氧化甾醇、前列腺素J2等)在细胞生长、发育、分化与新陈代谢均起到了重要的作用,核受体同激素结合后被激活,激活后的核受体复合物负责引导靶基启动因子的转录。
细胞核内,核受体通过三种基本的作用模式调节基因转录:1,核受体与其伴侣转录因子的二聚体受到其配体亲脂性小分子激活后结合至靶DNA的靶序列从而调节转录;2,该二聚体受到配体激活后招募其他转录因子,通过其他转录因子与靶DNA的靶序列结合调节转录;3,该二聚体受到细胞表面受体或CDK蛋白激酶的激活而与靶DNA的靶序列结合调节转录。
v 基因表达调控
1、 转录调节因子的DNA结合基序主要有那几类
锌指结构(zinc finger)基序、螺旋-折叠-螺旋(helix-Turn-helix,HTH)、亮氨酸拉链(Leucine Zipper motif)、碱性结构域、ribbon-helix-helix motif、TBP domain、Helix-Loop-Helix motif
2、 真核生物基因转录的组合调控的内涵
顺势调控元件:启动子(核心序列:TATAbox, BRE ,Inr ,下游启动子元件) 除了核心启动子外,还存在其他元件,共同组成调节序列: 启动子近侧元件、上游激活物序列、增强子、沉默子、绝缘子。所有这些元件都与调节蛋白结合、帮助或阻碍从核心启动子的转录。 反式作用因子:
3、 转录调节的组成性控制的含义
多种转录调节因子参与转录调控,基因活动受到顺式作用元件和反式作用因子相互作用介导。
4、 真核生物细胞分化的分子基础
细胞类型的决定:一组调节蛋白决定细胞类型 ; 细胞记忆装置:建立和遗传基因表达模式、转录调节蛋白,激活自身编码基因
作用机制:1、增强子与真核基因远距离调控机制 2.转录调节蛋白与顺式元件相互作用介导转录调节 3.影响染色质结构 4、阻遏蛋白 5. 转录协同作用
基因的差异表达; 生物需要协调基因表达;组合调控
管家基因(housekeeping):生物体基因组内某些基因的表达产物对所有的细胞都是必需的,在所有细胞中的表达都是恒定的。包括rDNA、tDNA、基本代谢过程所需要的酶基因。 奢侈基因(luxury)某些基因仅在特定细胞或特定条件下才表达,编码具有特殊功能的蛋白质产物,对分化起着关键作用。
调控: 同源框基因 DNA甲基化
5、 组蛋白修饰的生物学意义
核小体是影响基因转录活性的基本因素之一核小体的位置、组蛋白的结构影响染色质的压缩程度
6、 启动子DNA甲基化的生物学意义
DNA序列甲基化,基因不表达、具有转录活性的基因位于DNA非甲基化区域。使基因沉默。
7、 Polycomb蛋白的功能


1楼2013-01-03 23:21回复
    Polycomb基因编码蛋白诱导异染色质的形成,在Polycomb结合点附近先行形成异染色质核心,之后异染色质向外扩散,达数十kb; 永久地关闭需要关闭的同源异型基因
    Polycomb 蛋白在干细胞特性的维持,细胞系决定方面也发挥着关键的作用
    8、 insulator的功能
    一段长约数百碱基对,能够妨碍真核基因调节蛋白对远距离的基因施加影响的DNA序列。可以缓冲异染色质的阻遏作用,功能结构域的边界由绝缘子确定,可以克服位置效应、维持独立的功能区,防止相邻域之间的干扰。绝缘子导致染色质修饰,从而建立功能结构域。阻碍增强子作用
    9、 locus control region(LCR)的功能
    LCR 具有功能结构域“决定”的功能,LCR具有克服位置效应的作用;LCR还能够促进结构域内基因的转录活性;LCR介导许多基因的组织特异性表达和时序性表达
    10、 表观遗传学的内涵
    表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下,基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多,已知的有DNA甲基化(DNA methylation),基因组印记(genomic impriting),母体效应(maternal effects),基因沉默(gene silencing),核仁显性,休眠转座子激活和RNA编辑(RNA editing)等。 对基因的选择性表达和对基因表达的调控研究有重要意义。
    非突变引起的染色体的改变;这些改变称为后生遗传。(如甲基化、异染色质化)
    在后生遗传过程中,染色质通过对其微细特征的调整,改变启动子与转录起始因子的结合力,进而影响基因调控。
    11、 miRNA的含义
    定义:非编码小分子RNA: 小的非编码RNA; 生物中普遍存在;参与调控多种生命,如发育、代谢、细胞决定、细胞凋亡;
    功能:调控基因表达、 防御病毒入侵、 限制转座子转座
    抑制翻译途径 :miRNA形成的RISC与靶mRNA 3’UTR进行非精确互补,对mRNA的翻译产生抑制。这种情况发生在绝大部分的动物miRNA当中。
    降解靶mRNA途径:植物中,已发现的miRNA主要是通过降解靶mRNA的途径抑制基因表达。
    v DNA复制
    1. 大肠杆菌DNA复制体的结构
    复制体:2个聚合酶III引发体
    大肠杆菌染色体DNA的复制 大肠杆菌染色体DNA的复制是从染色体的一个特定位置,即复制起始区(oriC)开始的双向复制,在环状染色体的相对位置上的终止区(terC)终止。整个复制过程可划分为3个阶段:复制的发动,复制叉的延伸和复制的终止。首先是切口酶在复制起点将一股超螺旋的DNA切开,在解旋酶的作用下DNA双螺旋解旋形成一个复制泡,此时切口被封闭,复制泡的两边各形成一个复制叉。一个顺时针移动,另一个逆时针移动,在复制叉处开始DNA的复制。在RNA聚合酶的作用下先形成一段与模板互补的引物RNA,然后在DNA聚合酶的作用下根据碱基配对原则将脱氧核糖核苷酸添加到引物RNA的3’端,使DNA由5’→3’复制,从而使新链不断延长。由于在一个复制叉上亲代DNA的两条链皆是新DNA合成的模板,两条链又是反向平行的,而DNA的合成只能从5’向3’方向进行,所以在一个复制叉上随着复制叉的向前延伸,一条链的复制是连续的称为前导链,另一条链的复制则是不连续的称后随链。后随链合成的DNA中大部分是以小段形式存在的称为冈崎片段。每个冈崎片段都由一个RNA引物引发。当复制叉延伸到复制终点时,由DNA聚合酶I除去RNA引物并由DNA添补缺口,最后由DNA连接酶封闭切口,从而形成两个与原来完全一样的双链DNA环状分子。由于大肠杆菌染色体是环形的,所以两个复制叉汇合在起点对面距起点180°的终点。这样一个包括复制起点和终点的独立的复制单位叫复制子。大肠杆菌只有一个起点和一个终点,整个染色体为一个复制子。大肠杆菌染色体的复制速度很快,完整染色体在40min内完成复制,从而为细胞的分裂做好了准备,保证了遗传物质的稳定性和连续性。
    2. DNA拓扑异构酶的功能


    2楼2013-01-03 23:21
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      2026-02-21 13:47:58
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      能使DNA长链断裂与接合。专门参与DNA拓扑构形(DNA topology)改变的过程
      3. 大肠杆菌聚合酶III的活性
      聚合酶III 具有聚合作用、外切酶活性3’-5’、内切酶活性5’-3’、焦磷酸解和焦磷酸交换作用;选择双链而有间隙的DNA。
      最适模板也是链DNA中间有空隙的单链DNA,单链结合蛋白可以提高该酶催化单链DNA模板的DNA聚合作用。DNApolⅢ也有3'→5'和5'→3'外切酶活性,但是3'→5'外切酶活性的最适底物是单链是DNA,只产生5'-单核苷酸,不会产生二核苷酸,即每次只能从3'端开始切除一个核苷酸。5'→3'外切酶活性也要求有单链DNA为起始作用底物,但一旦开始后,便可作用于双链区。
      4. DNA聚合酶的校正活性的含义
      具有3’-5’外切酶活性,可以从3’端开始识别和切除不配对的核苷酸以校正DNA合成中产生的错配。
      5. 复制起点的含义
      DNA复制的起始位置不是随机的,而是开始于基因的相同的或特殊位点,称为起始位点。长245bp ,拥有两段重复序列,分别由9个和13个氨基酸组成。9氨基酸的重复序列有五个拷贝,形成蛋白质结合位点,与DnaA蛋白结合。DnaA蛋白水解ATP释放能量使DNA在13bp重复序列解旋。
      6. 分离大肠杆菌复制起点的实验方法
      利用已知质粒,导入组氨酸表达基因,切除其复制起点。 将大肠杆菌基因用酶切法切成随即片段,与质粒融合,导入大肠杆菌后接种在组氨酸缺陷型培养基上,生长出的杆菌说明导入了含有复制起点的片段
      7. 真核生物端粒酶的功能
      端粒酶介导端粒延伸、含蛋白和RNA组分;端粒酶RNA组分与端粒DNA序列互补,作为引物使端粒延伸、端粒酶具有反转录酶活性,在细胞中负责端粒的延长的一种酶,是基本的核蛋白逆转录酶,可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端。,反转录过程重复进行直到有足够的长度。
      稳定染色体的功能,防止染色体DNA降解、末端融合,保护染色体结构基因DNA,调节正常细胞生长。
      v DNA突变与修复
      1. SOS应答
      SOS修复是指DNA受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA修复方式,修复结果只是能维持基因组的完整性,提高细胞的生成率,但留下的错误较多,故又称为错误倾向修复(error-prone repair),使细胞有较高的突变率。它使细胞能够在复制时通过AP位点、环丁二聚体和光产物等损伤处(这些损伤通常会阻滞复制复合体),“避开”损伤点需要构建 mutasome,由两个UmuD’蛋白、一个UmuC蛋白和若干RecA构成。RecA是单链DNA结合蛋白,它覆盖损伤的DNA,使UmuD2C复合体能够拨开DNA聚合酶III,进行倾向差错DNA合成。
      2. 生物如何维持遗传稳定性
      1、 DNA的半保留复制:使亲代DNA所含的信息以极高的准确度传递给子代DNA分子。
      2、 DNA修复:直接修复(直接转移基团、连接、光复活等修复)、切除修复(1、切除碱基,形成AP位点,切除含AP位点的一段核苷酸重新合成;核苷酸切除,直接切除核苷酸不切除碱基。能处理碱基脱氨损伤、氧化、甲基化损伤)、错配修复(识别错配、利用子母链甲基化差别,切除子链部分、填补缺口)、重组修复(单链断裂,靠模板修复;双链断裂,非同源末端连接(NHEJ))、倾向差错修复系统(大面积损伤,sos响应、在复制时避开AP等错误点,保证DNA链完整性,代价是保留大量错误基因)
      v 分子生物学实验
      DNA制备 CTAB法: 溶解细胞膜,结合核酸,高盐溶解、低盐沉淀、氯仿除杂,乙醇溶CTAB,分离核酸。
      细胞裂解液
      去污剂,破裂细胞,溶解蛋白,使蛋白变性使其稳定,抑制蛋白酶活性 CTAB SDS
      Cell free extracts 含义
      差速离心概念
      根据颗粒大小和密度的不同存在的沉降速度差别,分级增加离心力,从试样中依次分离出不同组分的方法。


      3楼2013-01-03 23:21
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