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1、现在学习的是第1页，共80页1AP位点位点 各种细胞中都有一种核酸内切酶，它附着在自发丢失了单个嘌呤或嘧啶各种细胞中都有一种核酸内切酶，它附着在自发丢失了单个嘌呤或嘧啶的位点上，这个无嘌呤（的位点上，这个无嘌呤（apurinic）和无嘧啶（）和无嘧啶（apyrimidinic）位点就）位点就叫做叫做AP位点位点2互补作用互补作用是指若两个突变位点分别位于两个基因，它们可相互补充，表现野生型，是指若两个突变位点分别位于两个基因，它们可相互补充，表现野生型，若两个突变位点在一个基因内，不能互补。若两个突变位点在一个基因内，不能互补。3Contig构建目的基因区域跨叠克隆群（构建目的基因区域跨叠克隆
2、群（contig）。以阳性克隆的末端作为探针基）。以阳性克隆的末端作为探针基因组文库，并进行染色体步行，直到获得具有目标基因两侧分子标记的因组文库，并进行染色体步行，直到获得具有目标基因两侧分子标记的大片段跨叠群。大片段跨叠群。4Cot1/2（半变（半变Cot值）：反应完成一半时所需的值）：反应完成一半时所需的Cot值，它直接与复性值，它直接与复性DNA成成正比。正比。5C值悖理值悖理生物基因组的大小同生物在进化上所处的地位及复杂性之间无严格的对生物基因组的大小同生物在进化上所处的地位及复杂性之间无严格的对应关系，这种现象称为应关系，这种现象称为C值悖理。值悖理。2现在学习的是第2页，共80页
3、6D-loop线粒体线粒体DNA上的一个区域，其上一小段上的一个区域，其上一小段RNA与与DNA的一条链配对，使的一条链配对，使DNA原始配对链在此区域闲置。也用来描述在原始配对链在此区域闲置。也用来描述在RecA 蛋白质催化的反应中单蛋白质催化的反应中单链链“入侵者入侵者”的进入，使双链的进入，使双链DNA中的一条被闲置。中的一条被闲置。7DNA指纹图指纹图Fingerprint of DNA（DNA指纹图谱）：指不同基因组间的不同多形态限指纹图谱）：指不同基因组间的不同多形态限制性片段模式。制性片段模式。通过用限制性内切酶消化和与特异的核酸探针杂交取得不同大小的通过用限制性内切酶消化和与特
4、异的核酸探针杂交取得不同大小的DNA片段的多点区带图谱，并经与另一个体的片段的多点区带图谱，并经与另一个体的DNA图谱比较以评价其相似性的技图谱比较以评价其相似性的技术。对多点带图谱中个体的特异性进行评价的方法被称为术。对多点带图谱中个体的特异性进行评价的方法被称为“DNA指纹图谱指纹图谱法法”。该法是根据没有两个无亲缘关系的个体在同一位置上共有同。该法是根据没有两个无亲缘关系的个体在同一位置上共有同相同的区带图谱的机率极低，所以相同的区带图谱的机率极低，所以DNA指纹图被认为对某一个体是独指纹图被认为对某一个体是独特的。这种技术已广泛地应用与法医和亲子鉴定。特的。这种技术已广泛地应用与法医和
5、亲子鉴定。3现在学习的是第3页，共80页8Footprinting DNA足迹法：是确定足迹法：是确定DNA分子中与蛋白质结合的核苷酸序列的一种方法。分子中与蛋白质结合的核苷酸序列的一种方法。DNA与蛋白质结合的部位不能被内切酶作用，故而与蛋白质结合的部位不能被内切酶作用，故而DNA分子经酶切作用分子经酶切作用后遗留下该片断（亦称后遗留下该片断（亦称“足迹足迹”），进而可以确定它的序列。），进而可以确定它的序列。9exon shuffling外显子改组：来源于不同基因的两个或多个外显子异位性地被组合在一外显子改组：来源于不同基因的两个或多个外显子异位性地被组合在一起，或是一个相同的外显子通过复
6、制创造了一个新的外显子内含子结起，或是一个相同的外显子通过复制创造了一个新的外显子内含子结构。构。目前已知有两种机制可以导致外显子的异位重组（目前已知有两种机制可以导致外显子的异位重组（ectopic recombination）：非常规重组（）：非常规重组（illegitimate recombination）和逆转录转座）和逆转录转座的外显子插入。有基因组的数据表明，外显子洗牌，也就是通常说的结构的外显子插入。有基因组的数据表明，外显子洗牌，也就是通常说的结构域洗牌，经常重组编码各种蛋白质结构域的序列从而创造新的嵌合蛋白质域洗牌，经常重组编码各种蛋白质结构域的序列从而创造新的嵌合蛋白质（c
7、himeric protein）。）。）4现在学习的是第4页，共80页10Fish荧光原位杂交技术，是一种利用非放射性的荧光信号对原位杂交样本进荧光原位杂交技术，是一种利用非放射性的荧光信号对原位杂交样本进行检测的技术。它将荧光信号的高灵敏度、安全性，荧光信号的直观性行检测的技术。它将荧光信号的高灵敏度、安全性，荧光信号的直观性和原位杂交的高准确性结合起来，通过荧光标记的和原位杂交的高准确性结合起来，通过荧光标记的DNA探针与待测样本探针与待测样本的的DNA进行原位杂交，在荧光显微镜下对荧光信号进行辨别和计数，从而对进行原位杂交，在荧光显微镜下对荧光信号进行辨别和计数，从而对染色体或基因异常的
8、细胞、组织样本进行检测和诊断，为各种基因相关疾病的染色体或基因异常的细胞、组织样本进行检测和诊断，为各种基因相关疾病的分型、预前和预后提供准确的依据。分型、预前和预后提供准确的依据。11Gene cluster：（基因簇）：（基因簇）一组相同或者相似的基因。一组相同或者相似的基因。12Gene knockout基因敲除，是指对一个结构已知但功能未知的基因，从分子水平上基因敲除，是指对一个结构已知但功能未知的基因，从分子水平上设计实验，将该基因去除，或用其它顺序相近基因取代，然后从整设计实验，将该基因去除，或用其它顺序相近基因取代，然后从整体观察实验动物，推测相应基因的功能。这与早期生理学研究中
9、常体观察实验动物，推测相应基因的功能。这与早期生理学研究中常用的切除部分用的切除部分-观察整体观察整体-推测功能的三部曲思想相似。推测功能的三部曲思想相似。基因敲除除可中止某一基因的表达外，还包括引入新基因及引入定点突变。基因敲除除可中止某一基因的表达外，还包括引入新基因及引入定点突变。既可以是用突变基因或其它基因敲除相应的正常基因，也可以用正常基因既可以是用突变基因或其它基因敲除相应的正常基因，也可以用正常基因敲除相应的突变基因。敲除相应的突变基因。5现在学习的是第5页，共80页13Genome imprinting：基因组印迹，是指在配子或合子发生期间，来自亲本的等位基因或染色体在发基因组
10、印迹，是指在配子或合子发生期间，来自亲本的等位基因或染色体在发育过程中产生专一性的加工修饰，导致后代体细胞中两个亲本来源的等位基因育过程中产生专一性的加工修饰，导致后代体细胞中两个亲本来源的等位基因有不同的表达活性，为一种后生论修饰。目前在人类和小鼠中鉴定的印迹基因有不同的表达活性，为一种后生论修饰。目前在人类和小鼠中鉴定的印迹基因已超过已超过25个，它们具有一些共同的特点，如印迹基因分布的群集性、复制个，它们具有一些共同的特点，如印迹基因分布的群集性、复制的不同步性、表达的时空特异性、遗传的保守性及编码的不同步性、表达的时空特异性、遗传的保守性及编码RNAs等。基因组等。基因组印迹的分子机理
11、与印迹基因的甲基化尤其是印迹的分子机理与印迹基因的甲基化尤其是CpG岛甲基化密切相关，岛甲基化密切相关，特异性甲基化区域在印迹基因的表达中具有重要作用。基因组印迹特异性甲基化区域在印迹基因的表达中具有重要作用。基因组印迹基因与胎儿和胎盘的生长发育及细胞增殖有关，正常印迹的改变可基因与胎儿和胎盘的生长发育及细胞增殖有关，正常印迹的改变可引起包括肿瘤在内的多种遗传性疾病。引起包括肿瘤在内的多种遗传性疾病。14GT-AG规律规律指在核基因内含子开始和结束出现的两个固定的脱氧核苷酸。指在核基因内含子开始和结束出现的两个固定的脱氧核苷酸。6现在学习的是第6页，共80页15miRNA和和hnRNAmicr
12、oRNA （miRNA） 是一类长度很短的非编码单链小分子是一类长度很短的非编码单链小分子RNA，约，约20-25 nt （少数（少数小于小于20nt的），由一段具有发夹环结构的长度为的），由一段具有发夹环结构的长度为70-80 nt 的单链的单链RNA 前体（前体（pre-miRNA）剪）剪切后生成。切后生成。miRNA 在各个物种间具有高度的进化保守性，并且在茎部的保守性更强，但在环部在各个物种间具有高度的进化保守性，并且在茎部的保守性更强，但在环部可以容许更多的突变位点存在。已经找到了数百种可以容许更多的突变位点存在。已经找到了数百种miRNA。大多数植物。大多数植物 miRNA 还呈现
13、出组还呈现出组织特异性表达和发育阶段特异性表达的特点，这种特异性对织特异性表达和发育阶段特异性表达的特点，这种特异性对miRNA调控功能的作用调控功能的作用有重要意义。有重要意义。microRNA的特点的特点（1）miRNA基因以单拷贝、多拷贝或基因簇（基因以单拷贝、多拷贝或基因簇（cluster）的形式广泛存在于真核生物基因）的形式广泛存在于真核生物基因组中；组中；（2）大部分位于基因间隔区（）大部分位于基因间隔区（intergenic region，IGR），也有相当一部分位于编码蛋），也有相当一部分位于编码蛋白基因的内含子中；白基因的内含子中；（3）miRNA本身不编码任何蛋白质本身不编
14、码任何蛋白质, 不具有开放阅读框架（不具有开放阅读框架（open read frame, ORF），），具有序列保守性、表达时序性和组织特异性，由含有发夹结构的前体剪切加工而来。具有序列保守性、表达时序性和组织特异性，由含有发夹结构的前体剪切加工而来。（4）成熟的）成熟的miRNA 5端带有磷酸基团且多为尿嘧啶核苷酸，端带有磷酸基团且多为尿嘧啶核苷酸，3端带有羟基，因而端带有羟基，因而miRNA能与大多数寡核苷酸和功能能与大多数寡核苷酸和功能RNA的降解片段区分开来。的降解片段区分开来。7现在学习的是第7页，共80页hnRNA(heterogeneous nuclear RNA系heterog
15、eneous nuclear之缩写)。核内不均一RNA 为存在于真核生物细胞核中的不稳定、大小不均的一组高分子RNA（分子量约为1052107，沉降系数约为30100S）之总称。占细胞全部RNA之百分之几，在核内主要存在于核仁的外侧。认为hnRNA多属信使RNA（messenger ribonucleic acid，mRNA）之先驱体，包括各种基因的转录产物及其成为mRNA前的各中间阶段的分子，在5末端多附有间隙结构，而3的末端附有多聚腺苷酸聚合酶分子。这些hnRNA在受到加工之后，移至细胞质，作为mRNA而发挥其功能。大部分的hnRNA在核内与各种特异的蛋白质形成复合体而存在着 8现在学习的
16、是第8页，共80页16Oncogenes，Proto-oncogenes癌基因癌基因 原癌基因原癌基因 ：一种能够导致癌症的基因。许多致癌基因都直接或间接地控制细胞的成长速度：一种能够导致癌症的基因。许多致癌基因都直接或间接地控制细胞的成长速度癌基因癌基因 作为细胞增殖和肿瘤形成的加速器起作用作为细胞增殖和肿瘤形成的加速器起作用. 编码的蛋白能够促进细胞生长的失控和细胞向恶性状态编码的蛋白能够促进细胞生长的失控和细胞向恶性状态转化转化. 没有激活之前，称之为原癌基因（没有激活之前，称之为原癌基因（ proto-oncogenes），它们只具有破坏细胞自身活动和将细胞转变），它们只具有破坏细胞自
17、身活动和将细胞转变为恶性状态的潜能为恶性状态的潜能. 肿瘤抑制基因（肿瘤抑制基因（Tumor suppressor genes ，TSG） 作为细胞生长的刹车起作用；作为细胞生长的刹车起作用； 编码蛋白可抑制细胞的生长，阻止细胞转变为恶性细胞编码蛋白可抑制细胞的生长，阻止细胞转变为恶性细胞癌基因可以分成两大类：一类是病毒癌基因，指反转录病毒的基因组里带有可使受病毒感染的宿主细胞发生癌基因可以分成两大类：一类是病毒癌基因，指反转录病毒的基因组里带有可使受病毒感染的宿主细胞发生癌变的基因，简写成癌变的基因，简写成V-onc；另一类是细胞癌基因，简写成；另一类是细胞癌基因，简写成c-onc，又称原癌
18、基因（，又称原癌基因（proto-oncogene），这），这是指正常细胞基因组中，一旦发生突变或被异常激活后可使细胞发生恶性转化的基因。换言之，在每是指正常细胞基因组中，一旦发生突变或被异常激活后可使细胞发生恶性转化的基因。换言之，在每一个正常细胞基因组里都带有原癌基因，但它不出现致癌活性，只是在发生突变或被异常激活后才变一个正常细胞基因组里都带有原癌基因，但它不出现致癌活性，只是在发生突变或被异常激活后才变成具有致癌能力的癌基因。癌基因有时又被称为转化基因（成具有致癌能力的癌基因。癌基因有时又被称为转化基因（transforming gene），因为已活化的癌基因），因为已活化的癌基因或是
19、从肿瘤细胞里分离出来的癌基因，可将已建株的或是从肿瘤细胞里分离出来的癌基因，可将已建株的NIH3T3小鼠成纤维细胞或其他体外培养的哺乳类细胞，小鼠成纤维细胞或其他体外培养的哺乳类细胞，转化成为具有癌变特征的肿瘤细胞。癌基因的形成是反映一种功能的获得（转化成为具有癌变特征的肿瘤细胞。癌基因的形成是反映一种功能的获得（gain of function），即细胞的），即细胞的原癌基因被不适当地激活后，会造成蛋白质产物的结构改变，原癌基因出现组成型激活，以及过量表原癌基因被不适当地激活后，会造成蛋白质产物的结构改变，原癌基因出现组成型激活，以及过量表达或不能在适当的时刻关闭基因的表达等。目前已识别的原
20、癌基因有达或不能在适当的时刻关闭基因的表达等。目前已识别的原癌基因有100多个。多个。9现在学习的是第9页，共80页17Orphan gene孤独基因：成串重复序列衍生的单个分立基因，或是在成簇的基因家族中通过孤独基因：成串重复序列衍生的单个分立基因，或是在成簇的基因家族中通过染色体重排而分散到其他位置上的成员，被称为孤独基因染色体重排而分散到其他位置上的成员，被称为孤独基因Palindrome回文序列：双链回文序列：双链DNA中的一段倒置重复序列，当该序列的双链被打开后，中的一段倒置重复序列，当该序列的双链被打开后，可形成局部可形成局部“十十”字形结构。这段序列被称为回文序列。字形结构。这段
21、序列被称为回文序列。Phage display：噬菌体表面展示技术：是一种对多肽功能非常有效的筛选：噬菌体表面展示技术：是一种对多肽功能非常有效的筛选技术，即将外源蛋白分子或多肽的基因克隆到丝状噬菌体基因组中，与噬技术，即将外源蛋白分子或多肽的基因克隆到丝状噬菌体基因组中，与噬菌体外膜蛋白融合表达，展示在噬菌体颗粒的表面，因此，通过表型筛选菌体外膜蛋白融合表达，展示在噬菌体颗粒的表面，因此，通过表型筛选就可以获得它的编码基因。应用噬菌体表面展示技术可以从多肽库中进行就可以获得它的编码基因。应用噬菌体表面展示技术可以从多肽库中进行快速筛选，从而成为药物开发的强有力工具。快速筛选，从而成为药物开发
22、的强有力工具。10现在学习的是第10页，共80页18Ribozyme and DNAzyme脱氧核酶脱氧核酶（脱氧核酶脱氧核酶（deoxyribozyme）是利用体外分子进化技术合成的一种）是利用体外分子进化技术合成的一种具有催化功能的单链具有催化功能的单链DNA片段，具有高效的催化活性和结构识别能力。片段，具有高效的催化活性和结构识别能力。核酶核酶Ribozyme：是一种可以催化：是一种可以催化RNA切割和切割和RNA剪接反应的由剪接反应的由RNA组成组成的酶，可以作为基因表达和病毒复制的抑制剂。的酶，可以作为基因表达和病毒复制的抑制剂。19RNA饱和杂交实验饱和杂交实验在在DNA和和RNA
23、杂交时，以少量的单链杂交时，以少量的单链DNA，与大量的，与大量的RNA进行杂交，可进行杂交，可以使二者充分结合，该过程即叫做以使二者充分结合，该过程即叫做。目的是找到杂交区段，进而确定。目的是找到杂交区段，进而确定DNA转录的位置。转录的位置。20RNA编辑编辑RNA editing：某些：某些mRNA的核苷酸序列，在生成转录产物后还需插入、的核苷酸序列，在生成转录产物后还需插入、删除或取代一些核苷酸残基，方能生成具有正确翻译功能的模板，遗传信删除或取代一些核苷酸残基，方能生成具有正确翻译功能的模板，遗传信息在息在mRNA水平上的改变过程，称为水平上的改变过程，称为RNA编辑。编辑。11现在
24、学习的是第11页，共80页21RNA干扰干扰RNA interference，RNAi：是指在进化过程中高度保守的、由双链：是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA（double-stranded RNA，dsRNA）诱发的、同源）诱发的、同源mRNA高效特异性高效特异性降解的现象。降解的现象。RNA干扰是基因转录后沉默的一种方式，是生物界古老干扰是基因转录后沉默的一种方式，是生物界古老而且进化的高度保守的现象之一。而且进化的高度保守的现象之一。22SAGE基因表达序列分析（基因表达序列分析（SAGE）：是通过快速和详细分析成千上万个）：是通过快速和详细分析成千上万个EST（express s
25、equenced tags）来寻找出表达丰富度不同的）来寻找出表达丰富度不同的SAGE标签序列。在此标签序列。在此方法中，通过限制性酶切可以产生非常短的方法中，通过限制性酶切可以产生非常短的cDNA（10-14bp）标签，并通）标签，并通过过PCR扩增和连接，随后对连接体进行测序。扩增和连接，随后对连接体进行测序。SAGE大大简化和加快了大大简化和加快了3端表达序列标签的收集和测序。同端表达序列标签的收集和测序。同DD一样，一样，SAGE是一个是一个“开放开放”的的系统，可以发现新的未知的序列。在进行标本的比较之前，系统，可以发现新的未知的序列。在进行标本的比较之前，SAGE在在cDNA的产生
26、和处理上需要较多个步骤。由于的产生和处理上需要较多个步骤。由于SAGE是一个依赖是一个依赖DNA测序的基因计量方法，它对基因表达的测定比测序的基因计量方法，它对基因表达的测定比DD更加量化。由于需更加量化。由于需要进行大量的测序反应，所以费用因素使大多数研究机构对其广泛要进行大量的测序反应，所以费用因素使大多数研究机构对其广泛应用的主要限制。应用的主要限制。 12现在学习的是第12页，共80页23SD序列序列“AGGA”核糖体的识别位点：转录出的核糖体的识别位点：转录出的mRNA要进入核糖体上进行翻译，需要一段要进入核糖体上进行翻译，需要一段富含嘌呤的核苷酸序列与大肠杆菌富含嘌呤的核苷酸序列与
27、大肠杆菌16S rRNA3，末端富含嘧啶的序列互，末端富含嘧啶的序列互补，是核糖体的识别位点。补，是核糖体的识别位点。“AGGA” 位于位于AUG前前712Nt，与，与16S rRNA 识别互补。识别互补。24shRNA短发夹短发夹RNA，shRNA包括两个短反向重复序列，中间由一茎环（包括两个短反向重复序列，中间由一茎环（loop）序）序列分隔的，组成发夹结构，由列分隔的，组成发夹结构，由pol启动子控制。随后在连上启动子控制。随后在连上5-6个个T作为作为RNA聚合酶聚合酶的转录终止子。的转录终止子。25Silencer静默子：由于有密码子兼并现象，当碱基对替换后发生了基因突变，在静默子：
28、由于有密码子兼并现象，当碱基对替换后发生了基因突变，在原位上仍放置同一种氨基酸，表型上未发生改变。原位上仍放置同一种氨基酸，表型上未发生改变。26SnRNP小分子（核仁）核蛋白体（也可称核糖核蛋白体或者核糖体）。是在核仁小分子（核仁）核蛋白体（也可称核糖核蛋白体或者核糖体）。是在核仁中对刚转录出来的中对刚转录出来的RNA进行编辑的核蛋白体。进行编辑的核蛋白体。13现在学习的是第13页，共80页26Southern-Western blotDNA和和DNA杂交及蛋白质分子的定位，从而研究遗传结构的大小及产杂交及蛋白质分子的定位，从而研究遗传结构的大小及产生的蛋白质分子的作用。生的蛋白质分子的作用
29、。27Super-repressed超阻碍：当调节基因超阻碍：当调节基因R突变为突变为RS时产生的阻遏蛋白不被任何物质所诱导，时产生的阻遏蛋白不被任何物质所诱导，永远结合在操纵基因上，关闭了操纵子。永远结合在操纵基因上，关闭了操纵子。28Derepressed and super-repressed操纵子的活性状态称为去阻遏或被诱导；操纵子的活性状态称为去阻遏或被诱导；若操纵子发生突变而不能去阻遏的话有时被称为超阻碍或不可诱导若操纵子发生突变而不能去阻遏的话有时被称为超阻碍或不可诱导29YAC载体载体酵母菌人工合成染色体。在基因工程中可探讨真核生物调控的方式酵母菌人工合成染色体。在基因工程中可
30、探讨真核生物调控的方式和机理。和机理。30半不连续半不连续DNA复制复制DNA的复制过程：通过解旋酶的作用，让分成两条链，分别以每条链为母的复制过程：通过解旋酶的作用，让分成两条链，分别以每条链为母链，通过碱基互补配对原则，形成新链，再与母链行成双螺旋结构。由于链，通过碱基互补配对原则，形成新链，再与母链行成双螺旋结构。由于复制有一半是母链，所以是半保留复制。复制有一半是母链，所以是半保留复制。14现在学习的是第14页，共80页31Epigenetics表观遗传学：是与遗传学（表观遗传学：是与遗传学（genetic）相对应的概念。遗传学是指基于基因序列改变）相对应的概念。遗传学是指基于基因序列
31、改变所致基因表达水平变化，如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等；所致基因表达水平变化，如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等；表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化，如表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化，如DNA甲基化和染色质构象变甲基化和染色质构象变化等；化等；32Epigenomics表观基因组学：是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。表观基因组学：是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。33DNA甲基化甲基化是指在是指在DNA甲基化转移酶的作用下，在基因组甲基化转移酶的作用下，在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶二核苷酸的胞嘧啶5碳位共价键结合碳位共
32、价键结合一个甲基基团。正常情况下，人类基因组一个甲基基团。正常情况下，人类基因组“垃圾垃圾”序列的序列的CpG二核苷酸相对稀少，并二核苷酸相对稀少，并且总是处于甲基化状态，与之相反，人类基因组中大小为且总是处于甲基化状态，与之相反，人类基因组中大小为1001000bp左右且富含左右且富含CpG二核苷酸二核苷酸的的CpG岛则总是处于未甲基化状态，并且与岛则总是处于未甲基化状态，并且与56的人类基因组编码基因相关。人类基因组序列的人类基因组编码基因相关。人类基因组序列草图分析结果表明，人类基因组草图分析结果表明，人类基因组CpG岛约为岛约为28890个，大部分染色体每个，大部分染色体每1Mb就有就
33、有515个个CpG岛，平均值为每岛，平均值为每Mb含含10.5个个CpG岛，岛，CpG岛的数目与基因密度有良好的对应关系。由于岛的数目与基因密度有良好的对应关系。由于DNA甲基化与人类发育和肿瘤疾病的密切关系，特别是甲基化与人类发育和肿瘤疾病的密切关系，特别是CpG岛甲基化所致抑癌基因转录岛甲基化所致抑癌基因转录失活问题，失活问题，DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容。甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容。15现在学习的是第15页，共80页34LTR长末端重复：用长末端重复：用mRNA反转录出反转录出cDNA后，人工在后，人工在3端添加多个末端重复序端添加
34、多个末端重复序列。避免被相关酶所降解，保证该序列的稳定性。列。避免被相关酶所降解，保证该序列的稳定性。35代谢物激活蛋白（代谢物激活蛋白（CAP）又称分解代谢基因活化蛋白，在分解代谢阻遏中调节基因的产物是又称分解代谢基因活化蛋白，在分解代谢阻遏中调节基因的产物是降解物基因活化蛋白（降解物基因活化蛋白（CAP），它能与环腺苷酸（），它能与环腺苷酸（cAMP）结合而被）结合而被活化，帮助活化，帮助RNA聚合酶与启动子结合，促进转录进行。（由聚合酶与启动子结合，促进转录进行。（由cAMP激活的激活的正调控蛋白质，对正调控蛋白质，对RNA聚合酶起始聚合酶起始E.coli中的一些操纵子是必须的）。中的一
35、些操纵子是必须的）。36调控密码调控密码位于操纵子前端的一个密码子控制着整个操纵子的转录，当该密码子发生位于操纵子前端的一个密码子控制着整个操纵子的转录，当该密码子发生突变后，操纵子的失去功能。（真核生物在起始密码上游突变后，操纵子的失去功能。（真核生物在起始密码上游100bp内有内有TATA框、框、CAAT框和框和GC框，调控基因表达，原核生物在起始密码上框，调控基因表达，原核生物在起始密码上游游-10区有区有Pribnow/TATA序列和序列和-35区的区的TTGACA序列）序列）16现在学习的是第16页，共80页37动态突变动态突变在研究与人类神经系统遗传性疾病相关的基因时，在患者基因的
36、编在研究与人类神经系统遗传性疾病相关的基因时，在患者基因的编码序列中，或是编码序列两侧的序列中发现某个密码子的拷贝数目码序列中，或是编码序列两侧的序列中发现某个密码子的拷贝数目远远多于正常个体的拷贝数。换句话说，患者基因中某种三核苷酸远远多于正常个体的拷贝数。换句话说，患者基因中某种三核苷酸的重复拷贝数急剧增加，这种突变导致了疾病的发生。这种三核苷的重复拷贝数急剧增加，这种突变导致了疾病的发生。这种三核苷酸重复拷贝数增加，不仅可发生在上代的生殖细胞中而遗传给下一酸重复拷贝数增加，不仅可发生在上代的生殖细胞中而遗传给下一代，而且在当代的体细胞中也可发生，并同样具有表型效应。除此代，而且在当代的体
37、细胞中也可发生，并同样具有表型效应。除此之外，一个个体的不同类型细胞或同一类型的不同细胞中，三核苷之外，一个个体的不同类型细胞或同一类型的不同细胞中，三核苷酸重复拷贝数也可以是不同的。重复拷贝数改变后的基因的可突变酸重复拷贝数也可以是不同的。重复拷贝数改变后的基因的可突变性（性（mutability），将不同于拷贝数改变前的基因。这不同于以往发现的），将不同于拷贝数改变前的基因。这不同于以往发现的基因突变。过去观察到的基因突变体仍然有着与其上代相同的突变率，突基因突变。过去观察到的基因突变体仍然有着与其上代相同的突变率，突变率是很低的，而且变动是很小的。比如，编码血纤维原肽变率是很低的，而且变
38、动是很小的。比如，编码血纤维原肽400个氨基酸个氨基酸组成）的基因的突变率，估计是每组成）的基因的突变率，估计是每20万年改变一个氨基酸，这些突变可万年改变一个氨基酸，这些突变可说是说是“静止的静止的”。由于三核苷酸扩增突变不同于此，所以称之为动。由于三核苷酸扩增突变不同于此，所以称之为动态突变（态突变（dynamic mutation）。动态突变也可称为基因组不稳定性）。动态突变也可称为基因组不稳定性（genomic instability）。）。17现在学习的是第17页，共80页38 Telomerase端粒酶是基本的核蛋白逆转录酶，可将端粒端粒酶是基本的核蛋白逆转录酶，可将端粒DNA加至
39、真核细胞染色体末端。加至真核细胞染色体末端。端粒在不同物种细胞中对于保持染色体稳定性和细胞活性有重要作用，端粒在不同物种细胞中对于保持染色体稳定性和细胞活性有重要作用，端粒酶能延长缩短的端粒（缩短的端粒其细胞复制能力受限），从而增端粒酶能延长缩短的端粒（缩短的端粒其细胞复制能力受限），从而增强体外细胞的增殖能力。端粒酶在正常人体组织中的活性被抑制，在肿强体外细胞的增殖能力。端粒酶在正常人体组织中的活性被抑制，在肿瘤中被重新激活，端粒酶可能参与恶性转化。端粒酶在保持端粒稳定、瘤中被重新激活，端粒酶可能参与恶性转化。端粒酶在保持端粒稳定、基因组完整、细胞长期的活性和潜在的继续增殖能力等方面有重要作
40、用。基因组完整、细胞长期的活性和潜在的继续增殖能力等方面有重要作用。39multi gene family多基因家族多基因家族超基因家则真核基因组的特点之一就是存在多基因家族。超基因家则真核基因组的特点之一就是存在多基因家族。多基因家族是指由某一祖先基因经过重复和变异所产生的一组基因。多基因家族是指由某一祖先基因经过重复和变异所产生的一组基因。多基因家族大致可分为两类：多基因家族大致可分为两类：一类是基因家族成簇地分布在某一条染色体上，它们可同时发挥作用，合一类是基因家族成簇地分布在某一条染色体上，它们可同时发挥作用，合成某些蛋白质，如组蛋白基因家族就成簇地集中在第成某些蛋白质，如组蛋白基因家
41、族就成簇地集中在第7号染色体长臂号染色体长臂3区区2带到带到3区区6带区域内；带区域内；另一类是一个基因家族的不同成员成簇地分布不同染色体上，这些另一类是一个基因家族的不同成员成簇地分布不同染色体上，这些不同成员编码一组功能上紧密相关的蛋白质，如珠蛋白基因家族。不同成员编码一组功能上紧密相关的蛋白质，如珠蛋白基因家族。18现在学习的是第18页，共80页40pseudo gene在多基因家族中，某些成员并不产生有功能的基因产物，这些基因称为假基因。在多基因家族中，某些成员并不产生有功能的基因产物，这些基因称为假基因。假基因与有功能的基因同源，原来可能也是有功能的基因，但由于缺失，倒位假基因与有功
42、能的基因同源，原来可能也是有功能的基因，但由于缺失，倒位或点突变等，使这一基因失去活性，成为无功能基因。与相应的正常基因相比，或点突变等，使这一基因失去活性，成为无功能基因。与相应的正常基因相比，假基因往往缺少正常基因的内含子，两侧有顺向重复序列。人们推测，假基因假基因往往缺少正常基因的内含子，两侧有顺向重复序列。人们推测，假基因的来源之一，可能是基因经过转录后生成的的来源之一，可能是基因经过转录后生成的RNA前体通过剪接失去内含子前体通过剪接失去内含子形成形成mRNA，如果，如果mRNA经反复转录产生经反复转录产生cDNA，再整合到染色体，再整合到染色体DNA中去，中去，便有可能成为假基因，
43、因此该假基因是没有内含子的，在这个过程中，可能同便有可能成为假基因，因此该假基因是没有内含子的，在这个过程中，可能同时会发生缺失，倒位或点突变等变化，从而使假基因不能表达。时会发生缺失，倒位或点突变等变化，从而使假基因不能表达。 41reverse genetics反求遗传学反求遗传学 反向遗传学、反求遗传学：是从所谓反向遗传学、反求遗传学：是从所谓“正向遗传学筛查正向遗传学筛查”的相的相反方向来研究基因功能的一种途径。只不过，正向遗传学研究一个表性或反方向来研究基因功能的一种途径。只不过，正向遗传学研究一个表性或性状的遗传基础，而反求遗传学研究从性状的遗传基础，而反求遗传学研究从DNA测序中
44、计算出的一个特定基测序中计算出的一个特定基因序列的可能表型。在已知因序列的可能表型。在已知DNA克隆片段或蛋白质序列上引导程序性的克隆片段或蛋白质序列上引导程序性的变异（通过直接诱变）并返回到基因组，来研究基因和蛋白质功能的实验变异（通过直接诱变）并返回到基因组，来研究基因和蛋白质功能的实验方法方法19现在学习的是第19页，共80页42CpG岛岛在某些区段，若在某些区段，若CpG二核苷酸成串出现在二核苷酸成串出现在DNA上，这段序列常被称为上，这段序列常被称为43cis-acting element顺式作用元件指的是在同一条核苷酸链上起调控基因作用的核酸序顺式作用元件指的是在同一条核苷酸链上起
45、调控基因作用的核酸序列，常不编码蛋白质合成。或是同一列，常不编码蛋白质合成。或是同一DNA分子中具有转录调节功能的分子中具有转录调节功能的特异特异DNA序列真核基因顺式作用元件包括启动子、增强子及沉默子等。序列真核基因顺式作用元件包括启动子、增强子及沉默子等。附加：顺式作用元件（附加：顺式作用元件（cis-acting element） 顺式作用元件顺式作用元件 在分子遗传学领在分子遗传学领域，相对同一染色体或域，相对同一染色体或DNA分子而言为分子而言为“顺式顺式”（cis）；对不同染色体）；对不同染色体或或DNA分子而言为分子而言为“反式反式”（trans）。顺式作用元件是同一）。顺式作用
46、元件是同一DNA分子中分子中具有转录调节功能的特异具有转录调节功能的特异DNA序列（图序列（图15-5）。按功能特性，真核基）。按功能特性，真核基因顺式作用元件分为启动子、增强子及沉默子。因顺式作用元件分为启动子、增强子及沉默子。20现在学习的是第20页，共80页44trans-acting factor反式作用因子则指的是对不同核酸链上的基因表达起到调控作用的反式作用因子则指的是对不同核酸链上的基因表达起到调控作用的蛋白，编码该蛋白的基因与其识别结合作用的核酸链不是同一链。蛋白，编码该蛋白的基因与其识别结合作用的核酸链不是同一链。是指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上参与调
47、是指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上参与调控靶基因转录效率的蛋白质。主要包括：控靶基因转录效率的蛋白质。主要包括：DNA结合域如结合域如螺旋螺旋-转角转角-螺螺旋、锌指结构、亮氨酸拉链、螺旋旋、锌指结构、亮氨酸拉链、螺旋-突环突环-螺旋；转录激活域，与其他转录因子螺旋；转录激活域，与其他转录因子相互作用的结构成分相互作用的结构成分顺式作用元件和反式作用因子中的顺式作用元件和反式作用因子中的“顺顺”和和“反反”是不能够单独解释的，它是是不能够单独解释的，它是一个整体概念。一个整体概念。21现在学习的是第21页，共80页45Assistant codon 副密码子副密码子tRN
48、A分子中很多稀有碱基，可进行分子中很多稀有碱基，可进行AU、CG、UG、IU、IC、IA等配对，等配对，体现了密码子的兼并性（多种密码子可决定同一种氨基酸）。体现了密码子的兼并性（多种密码子可决定同一种氨基酸）。tRNA分子上决分子上决定其携带氨基酸的区域叫做副密码子，稀有碱基不是组成副密码子的必要条件。定其携带氨基酸的区域叫做副密码子，稀有碱基不是组成副密码子的必要条件。tRNA分子上决定其携带氨基酸的区域叫做副密码子。一种氨基酰分子上决定其携带氨基酸的区域叫做副密码子。一种氨基酰tRNA合成酶可以识别以一组同功合成酶可以识别以一组同功tRNA，这说明它们具有共同特征。，这说明它们具有共同特
49、征。 46internal ribosome entry site，IERS细胞内部核糖体进入位点：（细胞内部核糖体进入位点：（IRES）是）是mRNA 5端非编码区的一段特殊的端非编码区的一段特殊的序列，它允许核糖体不从序列，它允许核糖体不从mRNA的的5到到3端阅读而直接在此序列处结端阅读而直接在此序列处结合合mRNA并起始翻译。并起始翻译。47Gene silence 基因沉默：基因沉默：是指转基因植物和转基因动物中往往会遇到这样的情况，外源基因是指转基因植物和转基因动物中往往会遇到这样的情况，外源基因存在于生物体内，并未丢失或损伤，但该基因不表达或表达量极低存在于生物体内，并未丢失或损
50、伤，但该基因不表达或表达量极低的现象。的现象。22现在学习的是第22页，共80页48Gene target 基因打靶基因打靶是指通过是指通过DNA定点同源重组，改变基因组中的某一特定基因，从而在生物活定点同源重组，改变基因组中的某一特定基因，从而在生物活体内研究此基因的功能。体内研究此基因的功能。基因打靶技术是一种定向改变生物活体遗传信息的实验手段，它的产生和发展基因打靶技术是一种定向改变生物活体遗传信息的实验手段，它的产生和发展建立在胚胎干细胞（建立在胚胎干细胞（ES）技术和同源重组技术成就的基础之上，并促进了）技术和同源重组技术成就的基础之上，并促进了相关技术的进一步发展。基因打靶技术将广