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分子遗传学复习题1.名词解释：DNA甲基化（DNAmethylation）:是指由DNA甲基化转移酶介导，催化甲基基团从S-腺苷甲硫氨酸向胞嘧啶的C-5位点转移的过程。ENCODE计划(TheEncyclopediaofDNAElementsProject)：即“DNA元件百科全书计划”，简称ENCODE计划，是在完成人类基因组全序列测定后的2003年9月由美国国立人类基因组研究所（NationalHumanGenomeResearchInstitute，NHGRI）组织的又一个重大的国际合作计划，其目的是解码基因组的蓝图，鉴定人类基因组中已知的和还不知功能的多个物种的保守序列等在内的所有功能元件。ENCODE计划的实施分为3个阶段：试点阶段（apilotphase）、技术发展阶段（atechnologydevelopmentphase）和生产阶段（aproducttionphase）。gRNA(guideRNA)：既指导”RNA(gRNA，guideRNA)，能通过正常的碱基配对途径，或通过G—U配对方式与mRNA上的互补序列配对，指导编辑的进行。GT--AG规律（GT-AGrule）：真核生物所有编码蛋白质的结构基因，其RNA前体在内含子和外显子交界处有两个较短的保守序列，内含子的左端均为GT，右端均为AG，此规律称GT-AG规律。miRNA：即小RNA，长度为22nt左右，5′端为磷酸基团、3′端为羟基。miRNA广泛存在于真核生物中，不具有开放阅读框架，不编码蛋白质，其基因的转录产物是发夹状结构，在RNaseⅢ酶切后以双链形式存在，是近几年在真核生物中发现的一类具有调控功能的非编码RNA，它们主要参与基因转录后水平的调控。RNA编辑(RNAediting):是指通过碱基修饰、核苷酸插入或删除以及核苷酸替换等方式改变RNA的碱基序列的转录后修饰方式。RNA诱导的沉默复合体（RNAInducedSilencingComplex，RISC）：与siRNA结合后可识别并切断mRNA。RNA指导的DNA甲基化（RNADirectedDNAMethylationRDDM）：活性RISC进入核内，指导基因发生DNA的甲基化。密码子摆动假说（wobblehypothesis）：密码子的第1，2位核苷酸（5’→3’）与反密码子的第2，3核苷酸正常配对；密码子的的第3位与反密码子的第1位配对并不严谨，当反密码子的第1位为U时可识别密码子第3位的A或G，而G则可识别U或C，I（次黄嘌呤）可识别U或C或A。比较基因组学（comparativegenomics）：是一门通过运用数理理论和相应计算机程序，对不同物种的基因组进行比较分析来研究基因组大小和基因数量、基因排列顺序、编码序列与非编码序列的长度、数量及特征以及物种进化关系等生物学问题的学科。表观遗传变异（epigeneticvariation）:基因的碱基序列未发生改变，而是由于DNA甲基化，组蛋白的乙酰化和RNA编辑等修饰导致基因活性发生了变化，使基因决定的表型发生变化，且可遗传少数世代，但这种变化是可逆的。超基因家族（supergenefamily）：是DNA序列相似，但功能不一定相关的若干个单拷贝基因或若干组基因家族的总称。沉默子（silencer）：一种转录负调控元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。特点很象增强子，但不增强转录，而是减弱转录，故称负增强子。代谢组学(metabolomics)：是对某一生物或细胞在一特定生理时期内所有低分子量代谢产物同时进行定性和定量分析的一门新学科。端粒(telomere)：是由独特的DNA序列及相关蛋白质组成的线性真核染色体的末端结构，它具有防止末端基因降解、染色体末端间的粘连和稳定染色体末端及其精确复制等功能。反向遗传学（reversegenetics）：是从改变某个感兴趣的基因或蛋白质入手，然后去寻找相关的表型变化。反转座子（retroposon）或“反转录转座子（retrotransposon）”:先转录为RNA再反转录成DNA而进行转座的遗传元件。核酶（ribozyme）:具有催化活性的RNA,即化学本质是核糖核酸(RNA),却具有酶的催化功能。核酶的作用底物可以是不同的分子,有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。核心启动子（corepromoter）：是指在体外测定到的由RNApolⅡ进行精确转录起始所要求的最低限度的一套DNA序列元件。化学基因组学(chemogenomics)：它是作为后基因组时代的新技术,是联系基因组和新药研究的桥梁和纽带。它指的是使用对确定的靶标蛋白高度专一的小分子化合物来进行基因功能分析和发现新的药物先导化合物。基因组印迹(genomicimprinting):也称作基因印迹(geneimpringting)，是一种新发现的非孟德尔遗传现象，指来自双亲的某些等位基因在子代中呈现差异性表达的现象。程序性细胞死亡/凋亡（programmedcelldeath/apoptosis)：细胞应答一类刺激剂，引起一连串特征性的反应，从而启动导致细胞死亡的途经。焦磷酸化编辑（pyrophosphorolyticediting）：RNA聚合酶通过PPi的掺入（聚合反应的逆反应）去除错误加入的核苷酸，然后加入正常的核苷酸，虽然这种编辑不能区分正常和错误的核苷酸，但由于转录在错误加入核苷酸后停留时间过长，而对其有优先校正功能。酵母双杂交(yeasttwo-hybrid)：利用杂交基因通过激活报道基因的表达探测蛋白质与蛋白质间的相互作用。亮氨酸拉链（leucinezipper）：是由伸展的氨基酸组成，每7个氨基酸中的第7个氨基酸是亮氨酸，亮氨酸是疏水性氨基酸，排列在α-螺旋的一侧，所有带电荷的氨基酸残基排在另一侧。当2个蛋白质分子平行排列时，亮氨酸之间相互作用形成二聚体，形成“拉链”。密码子使用的偏好（relativesynonymouscodonusage，RSCU）：编码同一氨基酸的各个密码子的使用频率在不同生物中并不相同，也不与该氨基酸在整个蛋白质中的频率成正比，这也就是密码子使用的偏好现象，该现象可影响基因表达的效率。母系印迹(maternalimprinting):来自母本的等位基因（母源等位基因）不表达，而父源等位基因表达的现象。母性基因（maternalgene)：母体卵子发生时所表达的基因，母性体细胞基因是在母性体细胞中表达，而母性胚系基因则在生殖细胞中表达（如卵母细胞）。染色质重塑(chromatinremodeling):是表观遗传修饰中一种常见的方式，是指导致整个细胞分裂周期中染色质结构和位置改变的过程。染色质重塑因子（chromatinremodelingfactor）:依靠水解ATP提供能量来完成染色质结构的改变。染色质重塑因子在组成及功能上不同，但都包含类Snf2超家族的ATP酶亚基增强子（enhancer）：该DNA序列可增加与其连锁基因转录的频率。增强子多位于基因的5’端，但也可位于基因的3’端，甚至基因的内含子中。无位置及方向性，但可能有组织细胞特异性，一般能使基因转录频率增加10～200倍，有的甚至可以高达上千倍。甚至远离靶基因达几千kb也仍有增强作用。转座子沉默（transposonsilencing）:宿主积累了转座子的多个拷贝，从而阻遏转座发生。组成型剪接（constitutivesplicing）：编码蛋白质的不连续基因通过RNA剪接将内含子从mRNA的前体中依次去除，然后规范地将外显子剪接成成熟的mRNA，这种剪接方式是一个基因只产生一种成熟的mRNA，一般也只产生一种蛋白质产物。组蛋白密码（histonecode）：组蛋白氨基端的各种修饰（甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等）及组合通过改变染色质的结构或产生效应蛋白质的结合位点而影响基因的表达活性，从而调控下游的细胞学过程。组蛋白修饰(histonemodification):是指染色质上的组蛋白被甲基化、乙酰化或磷酸化的过程。中心法则（centraldogma）F.Crick于1958年提出的阐明遗传信息传递方向的法则，指出遗传信息从DNA传递至RNA，再传递至多肽。DNA与RNA之间遗传信息的传递是双向的，而遗传信息只是单向地从核酸流向蛋白质。简答题：1.核小体与核小体定位在基因表达及其调控中有何作用？核小体与基因表达核小体是染色质的基本结构单位，体内外实验均证实,核小体是基因转录的通用抑制子。细胞内基因组包裹在核小体内，如果启动子区在核小体中，则转录通常会被抑制。实验也证明由于缺少H4组蛋白，在核小体不能形成的酵母细胞系中,很多基因变为组成型表达，而在正常的细胞中,它们均处于抑制状态。核小体定位与核小体定位密码核小体在DNA上的精确定位对细胞正常功能的发挥起重要作用。由于核小体与DNA的动态相互作用，大多数核小体的位置是不固定的。但是在有些情况下，某些核小体被限定在基因组的固定位置上，或者说DNA序列仅以一种特定的构型组装成核小体，则DNA上的每个位点将一直位于核小体上的特定位置，我们称这种组装类型为核小体定位。2.原核生物与真核生物的启动子结构有什么差别？原核生物的启动子：在操纵元中，从mRNA开始转录的位点以上都是启动子序列，20bp-200bp。特点：1.Pribnow框：TATAAT，位于-10左右，是RNA聚合酶的牢固结合位点；2.Sextama框：TTGACA，位于-35附近，是RNA聚合酶的初始结合位点；3.上述二者及之间的距离决定转录效率，一般距离17bp左右；4.CAP位点cAMP-受体蛋白复合物在启动子上的的结合位点真核生物的启动子：在基因的5’端，由RNA聚合酶及转录调控因子结合的区域称为启动子(promoter)。一般从转录起始点（＋1）到RNA聚合酶结合的区域为核心启动子，在其上游还有增强子、沉默子等上游调控元件，它们和反式作用因子一起调控基因的表达。真核生物有三类RNA聚合酶，与此对应，有三类不同的启动子。RNA聚合酶Ⅰ识别的启动子，除5SrRNA基因外，还有一个45S的rRNA前体，其启动子由起始位点的核心启动子和其上游控制元件两部分组成；RNA聚合酶Ⅱ启动子由四部分元件组成，即转录起始点、TATA盒、上游元件和远上游元件；RNA聚合酶Ⅲ启动子可分为两种类型：一种是启动子位于转录起始点下游，又称下游启动子（downstreampromoter）、基因内启动子（intrageneticpromoter）或内部控制区（internalcontrolregion）。另一种启动子是与常见的启动子相似，又称上游启动子（upstreampromoter）。3.常见的反式作用因子有哪些？其结构特点是什么？反式作用因子(trans-actingfactor)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。反式作用因子有两个重要的功能结构域:DNA结合结构域和转录活化结构域,它们是其发挥转录调控功能的必需结构，此外还包含有连接区。反式作用因子可被诱导合成,其活性也受多种因素的调节。主要包括：1.DNA结合域：a.螺旋-转角-螺旋b.锌指结构c.亮氨酸拉链d螺旋-突环-螺旋2.转录激活域：与其他转录因子相互作用的结构成分。与转录水平调节的反式作用因子通常可分为四大类：①RNA聚合酶；②和RNA聚合酶相联系的普遍性转录因子(generaltranscriptionfactor，GTFs)它们结合在靶基因的启动子上，形成前起始复合物(pre-initiationcomplex，PIC)，启动基因的转录；③特异性转录因子(gene-specific(DNA-binding)regulatoryfactors)(如激活因子和抑制因子)，一类与靶基因启动子和增强子(或沉默子)特异结合的转录因子，具有细胞及基因特异性，可以增强或抑制靶基因的转录；④种类多样的协调因子(coregulatoryfactors)，要么改变局部染色质的构像(如组蛋白酰基转移酶和甲