1.在细胞中有多少因素控制一个基因的表达?一个基因(如P53)在肿瘤细胞中失活,可能有多少种不同的机制?基因表达分为组成行表达,诱导、阻遏表达,协调调节表达三种表达方式。基因表达控制分为很多水平:(1)DNA和染色体水平:基因丢失、基因修饰、基因重排、基因扩增、染色体结构变化;(2)转录水平调控(主要调控方式):转录起始、延伸、终止均有影响。原核生物借助于操纵子(由两个以上编码序列与启动序列、操纵序列、调节序列组成)和调节蛋白(特异因子、阻遏蛋白、激活蛋白),真核生物通过顺式作用元件(包括启动子、增强子及沉默子)和反式作用因子(某一基因编码产物,DNA结合蛋白)相互作用进行调控;(3)转录后水平调控:主要指真核生物原初转录产物经过加工成为成熟的mRNA,包括加帽、加尾、甲基化修饰等;(4)翻译水平调控:对mRNA稳定性的调控、反义RNA对翻译水平的调控等;(5)翻译后水平调控:蛋白质的剪切、化学修饰(磷酸化、乙酰化、糖基化等)、转运等;(6)mRNA降解的调控。P53失活可能有以下机制:(1)p53基因的一个或两个等位基因缺失,包括大段染色体的缺失和微小的局限性缺损,致p53蛋白四聚体的浓度达不到刺激下游基因表达所需浓度;(2)p53编码子氨基酸突变;(3)与人类乳头状瘤病毒E6蛋白结合而失活。E6蛋白、SV40大T抗原和腺病毒的E1B蛋白均具有结合p53蛋白特异位点,和p53蛋白形成复合物而使其失活。(4)与癌基因mdm2产物p90蛋白形成复合物而失活。(5)从细胞核中排出至细胞浆而失活,由于定位改变而失活。2.谈一谈对染色体3D结构重要性的看法,说出3C、HiC和ChIP-PET的相同和不同之处。染色质结构和功能之间的密切关系促使人们研究染色质结构的形成机制和生物学功能。真核生物的基因组都是在细胞核的三维空间中发挥功能,如基因组的复制、DNA突变、DNA修复、基因的转录和调控、长链非编码RNA的传播和胚胎发育等。获得准确的染色质三维结构,从而用于理解染色质高级结构的形成机制或生物学功能。虽然染色质结构域具有类似的组织形式,但它们的具体三维结构有所不同。染色质的三维结构差异和重塑都与染色质的功能有关,如表观遗传状态与基因转录调控。因此染色体3D结构很重要。3C技术通过一种定量手段(PCR产物的有和无、产量的高和低)对DNA之间是否存在相互作用这一定性问题进行研究。福尔马林瞬时固定细胞核染色质,用过量的限制性内切酶酶切消化染色质-蛋白质交联物,在DNA浓度极低而连接酶浓度极高的条件下用连接酶连接消化物,蛋白酶K消化交联物以释放出结合的蛋白质,用推测可能有互作的目的片段的引物进行普通PCR和定量PCR来确定是否存在相互作用。Hi-C技术是基于3C原理发展而来,主要步骤与3C技术相同,只是在进行酶切消化时后,将缺口进行补平(dCTP进行生物素标记),连接酶进行连接,将样本进行超声破碎,随后用生物素亲和层析将片段沉淀,加上接头进行深度测序,然后海量数据拼接构建相邻染色质三维空间结构图。ChIA-PET是3C、PET和下一代测序技术的结合,既可检测细胞内染色质的相互作用又可解决实验所得DNA片段较小、数据量大等问题。之前步骤与3C相同,只是之后给酶切片段加上带有生物素标记的接头,然后进行二次连接反应,再使用带有接头的酶进行酶切,所得产物再加上接头,进行深度测序。ChIA-PET和Hi-C技术以denovo的方式从全基因组的角度诠释了蛋白质因子与染色质相互作用的关系以及细胞核内互作染色质的空间构象。