分子遗传 复习(完整).doc

Chapter 11. 分子遗传学的概念：分子遗传学是研究遗传信息大分子的结构和功能的科学。它依据物理、化学的原理来解释遗传现象，并在分子水平上研究遗传机制及遗传物质对代谢过程的调控。其研究的对象是从基因到表型的一切细胞内与遗变异有关的分子事件。不仅仅包括中心法则中从DNA到蛋白质的过程。2. DNA变性(denaturation)：在理化因素作用下，DNA双螺旋的两条互补链松散而分开成为单链，从而导致DNA的理化性质及生物学性质发生改变。 变性后特点：增色效应； 旋光性下降； 粘度降低； 生物学功能丧失或改变。3. DNA复性(renaturation)：变性DNA在适当条件下，又可以使两条彼此分开的链重新缔合成为双螺旋结构。 复性速率公式：C/Co = 1/(1+kCot) （C: t时单链DNA的浓度; k:反应常数; Co: t0 时DNA的初始浓度。） C/Co=1/2时， 即复性反应完成一半时Cot 值定义为Cot1/2。 Cot 1/2= 1/k图：理解 4. Cot 的大小与DNA的分子量及复杂性有关： （1）Cot 越大，表示复性速度 越慢，DNA的分子量越大； （2）在不存在重复序列的情况下,Cot 值与基因组的大小成正比,也即与 反应体系中的复杂度成正比； （3）在有重复顺序的复性中,在同一个复性曲线上的各动力学组分的Cot1/2并不因基因组的大小而增减,而是与DNA序列的重复频率成反比。 5. DNA复制原则：（1）半保留复制 （2）复制起始点 （3）双向复制 （4）半不连续复制6. DNA复制过程：（知道) （1）复制起始 DnaB（解螺旋酶，rep蛋白）， DnaA 和DnaC参与解链，形成复制叉；SSB结合并稳定解开的单股DNA链；引物酶（DnaG）与上述因子、酶构成引发体，并合成RNA引物。解链造成的超螺旋，由拓扑异构酶实现超螺旋的转型，即把正超螺旋转变为负超螺旋。 （原核生物只有一个起始点（OriC），真核生物有多个） （2）DNA链的延伸 DNA聚合酶，前导链，滞后链； （3）复制终止 DNA聚合酶，连接酶。拓扑异构酶解链酶5/ 3/3/ 5/ 3/ 5/DNA聚合酶单链结合蛋白DNA聚合酶前导链 随后链 DNA连接酶冈崎片段引物酶7. DNA复制相关酶及结合位点：8.DNA的损伤：物理因素（紫外线、（电离、核）辐射）；化学诱变剂如EMS等。 突变类型：（1）点突变 ： 转换，颠换 （2）移码突变： 插入，缺失 （3）重组突变 损伤修复：（1）光修复 （2）切除修复 （3）重组突变 （4）SOS修复9. DNA的转录 (Transcription)：(知道） 转录的模板：DNA双链中的一条。 模板链：DNA双链中具有转录功能的一条链（template strand）。 编码链：贮存有遗传信息与模板链互补的一条链（coding strand）。 转录的过程：1、 转录起始RNA 聚合酶识别、结合启动子启动子：-10核苷酸TATAAT（Pribnow 盒）富含AT；-35核苷酸TTGACA。形成第一个3 / ，5/-磷酸二酯键，因子脱离全酶。（第一个核苷酸：GTP或ATP）2、 转录延长(transcription elongation)核心酶催化，在模板指导下沿5/-3/方向延伸RNA链。3、转录终止：（1）非依赖于因子的终止子 1、GC丰富，重复序列 2、形成发夹样结构 （2）依赖于因子的终止子 转录的特点：不对称转录：（1）RNA分子上只有一条可转录 （2）模板链并不总是在同一单链上 RNA合成方向：5/3/ 转录底物：A，U，C，G 转录酶：RNA polymerase 10. 蛋白质合成（知道）翻译过程：翻译的起始(initiation)（1） 原核生物翻译起始复合物形成核蛋白体大小亚基分离；mRNA在小亚基定位结合；起始氨基酰-tRNA的结合； 核蛋白体大亚基结合。（2） 真核生物翻译起始复合物形成核蛋白体大小亚基分离；起始氨基酰-tRNA结合；mRNA在核蛋白体小亚基就位；核蛋白体大亚基结合。肽链合成延长：指根据mRNA密码序列的指导，次序添加氨基酸从N端向C端延伸肽链，直到合成终止的过程。 三个阶段：进位指根据mRNA下一组遗传密码指导，使相应氨基酰-tRNA进入核蛋白体A位； 成肽是由转肽酶(transpeptidase)催化的肽键形成过程；转位 肽链合成的终止：当mRNA上终止密码出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，mRNA、核蛋白体等分离，这些过程称为肽链合成终止。 终止相关的蛋白因子称为释放因子 (release factor, RF) 原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3 ；真核生物释放因子：eRF 。释放因子功能:识别终止密码: RF-1特异识别UAA、UAG；RF-2可识别UAA、UGA；诱导转肽酶改变为酯酶活性，相当于催化肽酰基转移到水分子-OH上，使肽链从核蛋白体上释放。 11. 密码子特点: （1）连续性 编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码间既无间断也无交叉； （2）简并性 遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸有2、3、4个或多至6个三联体为其编码； （3）通用性 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用； （4）摆动性 转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码反向配对结合，但反密码与密码间不严格遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对。12. 基因：基因是具有某种特定遗传效应的DNA片段，是遗传的基本单位。储存遗传信息，可通过控制细胞内RNA和蛋白质(酶)的合成决定生物的遗传性状。 三位一体：功能单位（决定性状），突变单位（基因是突变的最小结构），交换单位(交换的最小结构)。13. 顺反子：在一个基因内部发生两个以上位点的突变，其顺式和反式结构的表型效应是不同的。顺式是野生型，反式却是突变型，所以，基因就是一个顺反子。14. 乳糖操纵子（Lac Operon）：分子生物学 大肠杆菌中，由启动子、操纵基因、调节基因以及与其相邻的三个结构基因(基因Z、基因Y和基因A)组成。调节基因控制产生一种阻遏蛋白，阻遏蛋白可与操纵基因结合，阻碍结合在启动子上的RNA聚合酶向三个结构基因移动，从而抑制转录的进行。 当培养基中含有乳糖时，乳糖进入大肠杆菌细胞中，并能与操纵基因上的阻遏蛋白结合，使其发生构象改变，并从操纵基因上脱落下来，这时，在启动子上的RNA聚合酶即可顺利通过操纵基因和三个结构基因，从而产生一条编码三种酶的mRNA，经翻译产生三种酶：-半乳糖苷酶、透性酶和乙酰基转移酶。15. 真核生物断裂基因（Splitting Gene）：基因的编码序列在DNA放在上不是连续的，而是被不编码的序列隔开，形成镶嵌排列的断裂形式。 外显子Exon ：基因中编码的序列，与mRNA的序列相对应。 内含子Intron ：基因中不编码的序列。 启动子：位于转录起始位点附近，具有相对固定位置，且为转录起始所必需的序列元件。 增强子：位于转录起始位点较远位置上，具有参与、激活和增强转录起始功能的序列元件。增强子元件常常是组织特异性或短暂调节的靶位点。 终止子 重叠基因：一个基因的启动子可以在另一个基因的编码区内。15. 跳跃基因 DNA的转座：由可移位因子介导的遗传物质重排现象。 转座子（transposon）：存在与染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。 原核生物转座子的类型： （1）插入序列(insertional sequence,IS) （2）复合转座子(composite transposon) （3）TnA家族 转座作用的遗传学效应： 转座引起插入突变; 转座产生新的基因; 转座产生的染色体畸变; 转座引起的生物进化。16. 基因组（genome）：生物中，一个物种单倍体的染色体所携带的一整套基因。 真核生物基因组DNA分子可以根据其结构和功能从不同角度分成不同的类别： （1）基因序列和非基因序列 基因序列指基因组里决定蛋白质(或RNA产物)的DNA序列。 非基因序列则是基因组中除基因以外的所有DNA序列，主要是两个基因之间的间插序列(intervening sequence)。 （2）编码序列(Coding sequence)和(Non-coding sequence)非编码序列 编码序列指编码RNA、蛋白质的DNA序列。 非编码序列指基因的内含子序列以及居间序列的总和。 （3）单一序列(single copy sequences)和重复序列 (repetitive sequences) 单一序列是基因组里只出现一次的DNA序列，又称非重复序列。原核生物基因组的特点：1）原核生物的基因组很小，DNA含量低；2）原核生物DNA不和蛋白质固定结合，一般不具有核小体结构；3）原核生物的基因组内绝大部分序列用于编码蛋白质。4）功能上密切相关得到基因高度集中形成一个功能转录单位，可以转录形成含有多个蛋白质分子的一个mRNA单元。5）重复序列少，具重叠基因。真核生物基因组的特点：1）真核生物基因组的分子量大；2）真核生物的DNA一般与蛋白质结合成染色体；3）转录和翻译在细胞中不同的位置进行。4）基因组DNA的大量序列不编码蛋白。5）真核生物的蛋白编码基因往往以单拷贝存在。6）真核生物的蛋白编码基因大部分为断裂基因。真核生物的重复序列1. 基因家族(有编码功能)基因家族（gene family） 真核生物基因组中来源相同，结构和功能相关的一组基因形成一个基因家族。多基因家族 (multigene family) 多基因家族是一个基因组中功能相似、进化上同源的一组基因。超基因家族（supergene family） DNA序列相似，但功能不一定相关的若干基因家族或单拷贝基因总称根据分布形式分基因簇和散布的基因家族：基因簇（gene cluster）、散布的基因家族2. 基因外的重复DNA序列(无编码功能)即为无编码功能的重复序列A、 串联重复DNA卫星DNA(高度重复序列)(satellite DNA)微卫星 (microsatellite, MS) 或为简短串联重复(STR, short tandem repeats ):是目前最有用的遗传标记B、散布的重复DNA1）短分散片段（short interspersed repeated segments, SINES）2）长分散片段（long interspersed repeated segments, LINES）17. C值悖理(Cvalue paradox)：生物基因组的大小(C-value)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。 N值悖理(Nvalue paradox)：生物基因数目(N-value)同生物进化程度或生物复杂性的不对应性。Chapter 21. 细胞核遗传：由细胞核中的DNA决定的遗传现象。 细胞质遗传：由细胞质中的DNA决定的遗传现象。2. 细胞质遗传特点：（1）母系遗传（2）杂交后代都不出现一定的分离比例（非孟得尔遗传） 3. 叶绿体基因组特点：（1）环状双螺旋分子，不与蛋白质结合；（2） 基因组复制和遗传复杂且难以确定；（3） 基因组大小在120kb-160kb。含120-140个基因；（4） 某些基因含有内含子；（5） 有的基因组合可形成操纵子；（6） 所带基因主要控制tRNA、rRNA及约80种蛋白质合成。叶绿体基因的转录和翻译（1）转录的mRNA无5端帽子结构，3通常无poly(A)。（2） 多顺反子转录，启动子基序与原核生物相似。（3） 转录后调控包括内含子的剪切（反式剪切现象），RNA编辑等。（4） 所有叶绿体mRNA均由叶绿体中的核糖体负责翻译。（5） 叶绿体基因翻译产物往往和核基因翻译产物协同作用，完成其生理功能。（Rubisco 全酶的组装）4. 线粒体基因组特点：（1） 一般认为是环状双螺旋分子，不与蛋白质结合。但物理结构复杂；（2） 动物中和植物中线粒体基因组大小差别很大。动物15-18kb，植物200-2500kb。且同一植物之间也存在较大差异；（3） 有些物种的线粒体中基因中含内含子（植物、酵母），而有的物种则没有（人）；（4） 植物线粒体基因存在混栖基因现象；（5） 线粒体基因的密码与核基因密码具有不通用性；（6） 所带基因主要控制tRNA、rRNA及某些蛋白质合成。线粒体基因的转录和翻译调控 转录与原核生物的转录相似；转录产物也往往没有完整的5帽子和3 poly(A)结构；转录后调控中RNA编辑和剪接占有重要地位； 线粒体核糖体沉降系数为60-78S，也与原核生物的核糖体类似。线粒体基因存在和核基因的协调互作作用，Chapter 31. 真核生物基因表达调控的特点： （1）在真核生物中，染色体的结构对基因的表达有明显的调控作用； （2）真核基因的转录和翻译是在不同地点不同时间进行，从而使真核基因的表达有多种转录后的调控机制； 基因表达具有时间性和空间性。 时间性：个体发育的不同阶段，基因表达的种类和数量是不同的； 空间性：在不同组织和器官中，基因表达的种类和数量是不同的。 （3）真核生物基因表达存在细胞特异性或组织特异性。 （4）真核生物的基因表达调控是多因子、多步骤的调控过程。 DNA水平的调控 基因丢失 在细胞分化过程中，某些原生动物、线虫、昆虫等体细胞通过丢失某些基因而除去这些基因的活性。（四膜虫） 基因扩增 在细胞分化过程中，某些原生动物、线虫、昆虫等体细胞通过丢失某些基因而除去这些基因的活性。（非洲爪蟾卵母细胞） 基因重排 指某些基因片段改变原来存在顺序而重新排列组合，成为一个完整的转录单位。调节表达产物多样性。（免疫球蛋白IgG ） DNA甲基化 与基因的表达成反比关系 直接改变基因的构型影响转录因子与顺式作用元件结合 5端调控序列甲基化后与核内甲基化CG序列结合蛋白结合 DNase高敏感区为去甲基化的标志 染色质结构改变 组蛋白与DNA结合与解离 （活性与非活性） 非组蛋白与组蛋白竞争结合DNA，解除组蛋白对基因表达的抑制 组蛋白修饰（甲基化、乙酰化、磷酸化）2. 转录水平的调控 （1）顺式作用元件（cis-element）：某些能影响基因表达但不编码新的蛋白质和RNA的DNA序列，按照功能分为启动子、增强子、绝缘子等。 1、 启动子(promotor) 位于转录起始位点附近，具有相对固定位置，且为转录起始所必需的序列元件。启动子一般模式：核心启动子，TATA box上游启动子成分（UPE），CAAT box等TATA框控制转录的精确性，而UPE则控制转录的起始频率，启动子的强度决定于UPE的数目和种类。2、 增强子(enhancer) 位于转录起始位点较远位置上，具有参与、激活和增强转录起始功能的序列元件。增强子元件常常是组织特异性或短暂调节的靶位点。增强子特点： 与启动子的相对位置和取向无关，只要存在于同一DNA分子上都能起作用； 没有基因专一性，可以在不同的基因组合中表现增强效应； 严格的组织特异性和细胞特异性；3、绝缘子(insulator) 能阻断激活或失活效应通过的元件，它们有一种或同时有两种主要特征：当绝缘子位于增强子和启动子之间的时候，它能阻断增强子对启动子的激活作用当绝缘子位于活性基因和异染色质之间时，能保护活性基因免受异染色质延伸所带来的失活效应 绝缘子的作用是增强基因调控的准确性 （2）反式作用因子(trans-acting factor)：指能直接或间接地识别或结合在各顺式作用元件815bp核心序列上，参与调控靶基因转录效率的一组蛋白质，也称序列特异性 DNA结合蛋白（SDBP)，这是一类细胞核内蛋白质因子。在结构上含有与DNA结合的结构域。 真核细胞内序列特异的DNA（8-15bp）结合蛋白 可以使基因开放（正调控）或关闭（负调控） 三个功能结构域：DNA结合域，转录活性域，结合其它蛋白结构域反式作用因子根据作用方式分为三类：通用转录因子组织特异性转录因子诱导性反式作用因子3. DNA结合域类型： （1）锌指结构（Zinc finger motif） （2）同源结构域（Homodomain） （3）亮氨酸拉链（Leucine zipper） （4）螺旋环螺旋(Helix-loop-helix structure) （5）碱性螺旋（Alkaline -helix）转录活化结构域模型有以下几种：酸性-螺旋（acidic-helix domain）富含谷氨酰胺的结构域（glutamine-rich domain）富含脯氨酸结构域（proline-rich domain）4. 转录起始的调控 反式作用因子的活性调节： （1）表达式调节 合成后即有活性，不能积累 （2）共价修饰 磷酸化、去磷酸化，糖基化 （3）配体结合 激素受体 （4）蛋白质与蛋白质相互作用 复合物的解离与形成 反式作用因子与顺式元件的结合： （1）反式作用因子的作用方式：成环扭曲滑动Oozing （2）反式作用因子的组合式调控作用 组合式基因调控几种反式作用因子组合而发挥特定作用四 转录后水平的调控1. 加帽和加尾的调控意义5端加帽:真核生物转录生成的mRNA在转录后，在5端加上7甲基鸟苷 (m7GPPPmNp-)意义:保护转录体mRNA不受5外切酶降解；增强mRNA的稳定性；有利于mRNA从细胞核向胞质的转运；促进mRNA与核糖体的结合。 3端加尾:转录后在mRNA在3末端加上50150个腺苷酸，即poly(A)尾。意义:保证mRNA在转录过程中不被降解。2. mRNA前体的剪接、选择性剪接对基因表达的调控作用 （1）mRNA前体的剪接 真核细胞基因表达所转录出的mRNA前体在剪接酶作用下，有序删除每一个内含子并将外显子拼接起来，形成成熟的mRNA，这一过程即为剪接。 生物体内内含子的主要类型：GU-AG、AU-AC、类内含子、类内含子 （2）mRNA的选择性剪接( 順式剪接） 高等真核细胞中,某个内含子5的供点在特定条件下可与另一个内含子3受点进行剪接，同时删除这两个内含子及其中间的全部外显子或内含子，即一个外显子或内含子是否出现在成熟的mRNA中是可以选择的，这种剪接方式称为选择性剪接。 意义：在高等生物细胞的高度异质性中起重要作用。由于剪接的多样化，一个基因在转录后通过mRNA前体的剪接加工而产生两个或更多的蛋白质。（3） . RNA的编辑（反式剪接） RNA编辑（editing）:是指转录后的RNA在编码区发生碱基的突变、加入或丢失等现象。5. 翻译水平的调控： （1）mRNA运输控制 （2）mRNA稳定性调节 （3）mRNA结构调控 （4）翻译起始的调控 （5）选择性翻译 （6）反义RNA调控 （7）小分子RNA对翻译水平的影响Chapter 51. 病毒基因组核酸的主要类型： DNA： 双链DNA：T噬菌体 分类 单链DNA：M13噬菌体 RNA： 双链RNA 单链(+) RNA（冠状病毒 SARS） 单链(-) RNA病毒复制的形式（1）dsDNA 病毒：半保留复制，转录 mRNA，胞核装配（2）ssDNA 病毒：先合成 cDNA链，再转录 mRNA，胞浆装配（3）dsRNA 病毒：以正链作为 mRNA（4）ssRNA 病毒+：直接作为 mRNA（5）ssRNA 病毒-：合成互补链作为 mRNA（6）逆转录病毒：以 RNA 为模板合成 DNA 链，再合成 cDNA 链，与宿主细胞 DNA 整合2. 病毒复制表达的形式： TYPE1： DNA进入细胞核 部分转录 翻译蛋白与DNA结合 DNA复制 再次转录翻译结构蛋白 组装、释放 TYPE2：DNA进入细胞核 dsDNA 转录翻译早期蛋白 再次转录翻译结构蛋白 依赖于衣壳蛋白的ssDNA合成 组装、释放Chapter 6 1. 个体发育(individual development)：从受精卵形成胚胎，而后胚胎生长发育成个体的过程称为个体发育。从形态上看，个体发育过程经历生长、分化和形态发生。2. 细胞分化（Cell differentiation）：在个体发育中, 细胞的后代在形态、结构和功能上发生差异的过程称为细胞分化。其本质是基因选择性表达的结果，即基因表达调控的结果。 细胞分化的基本过程 细胞分化的特点： （1）细胞分化贯穿生物个体发育的整个过程。（普遍性） （2）随细胞的分裂和分化，发育方向逐渐被限定（决定）。（定向性） （3）细胞核和细胞质共同作用下，在不同时期选择性的表达特定的基因。（时空性） （4）分化的细胞一般情况下遗传性状保持稳定。（稳定性） （5）虽然细胞分化是一种相对稳定和持久的过程, 但是在一定的条件下, 细胞分化又是可逆的。 （条件可逆性：脱分化） 细胞分化的两个基本机制： （1）细胞分裂的不对称性 卵细胞具有极性，细胞核靠近北极。 动物卵细胞中贮存有大量mRNA，呈非均匀分布； 卵裂后的细胞质的特性决定了子细胞核的分化命运。 （2）细胞间的相互作用 胚胎诱导作用：胚胎发育过程中，一部分细胞影响相邻细胞向一定方向分化的作用。 分化抑制作用：分化成熟的细胞可以产生抑素，抑制相邻细胞发生同样的分化。 胚胎发育模式： 镶嵌型发育：如果在发育早期将一个特定分裂球从整体胚胎上分离下来，他就会形成如同其在整体胚胎中将会形成的结构一样的组织，而胚胎其余部分形成的组织会缺乏分离裂球所能产生的结构，两者恰好相补。这种以细胞自主特化为特点的胚胎发育模式称为镶嵌型发育（形态发生决定子决定）。（栉水母、海鞘、环节动物、线虫、软体动物） 调整型发育：对细胞进行有条件特化的胚胎来说，如果在发育早期将一个分裂球从整体胚胎上分离下来，剩余胚胎中某些细胞可以改变发育命运，填补分离掉的裂球所留下的空缺，仍形成一个正常的胚胎。这种以细胞有条件特化为特点的胚胎发育模式称为调整型发育（胚胎细胞的相互作用决定） 。（脊椎动物）3. 干细胞（Stem Cell）：是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。 特征：终生保持未分化或低分化特征； 在机体的中的数目、位置相对恒定； 具有自我更新能力；无限制的分裂增殖； 具有多向分化潜能； 分裂的慢周期性，绝大多数处于G0期； 可行不对称分裂。4. 细胞质与细胞核在细胞生长和分化、发育中的相互关系 在个体发育过程中，细胞核和细胞质是相互依存、不可分割的： （1）一方面，细胞核内的“遗传信息”决定着个体发育的方向和模式，为蛋白质的合成提供模板(mRNA)以及其它各种重要的RNA，从而控制了细胞的代谢方式和分化程序；细胞质则是蛋白质合成的场所，并为DNA的复制、mRNA的转录以及tRNA、rRNA的合成提供原料和能量。 （2） 另一方面，细胞质中的一些物质又能调节和制约核基因的活性，使得相同的细胞核由于不同的细胞质的影响而导致细胞的分化。其中，细胞质不均等分裂起着重要的作用，它控制着细胞的分化。5. 环境条件对个体分化、发育的影响 生物个体的发育，与个体所处的环境条件密切相关。环境中的很多生物及非生物因子，都可以调控相关基因的表达，影响个体发育。 (1) 植物与病原菌之间的互作。 (2) 植物的诱导抗性是外界因子对个体发育中基因表达调控的另一种形式。 (3) 其它一些非生物因子，如加热、冷冻、干旱、积涝、受伤、紫外线、激素及化合物等都可以诱导相关的基因的表达，影响植物个体发育。噬菌体的发育调控 （掌握）噬菌体基因组CI: 以自身的启动子PRM转录，编码一种236个氨基酸的阻遏蛋白，与OR结合将阻遏cro基因的转录，但仍允许CI转录；与OL结合后将阻碍N基因及其左侧基因的转录CII和CIII：编码激活蛋白，具有增强CI基因转录的作用Cro:阻止C I蛋白的合成（裂解周期的必需步骤） 关闭早早期基因的表达（裂解周期后期不需要早早期基因的表达）N:编码一种反终止子蛋白，通过对寄主细胞RNA聚合酶的修饰，使RNA聚合酶通过早早期基因的终止子，继续转录迟早期基因Q:是与N基因相似的反终止子，使RNA聚合酶通过迟早期基因的终止子，继续转录晚期基因进入细菌 （1）DNA上没有调节蛋白，RNA聚合酶结合于 PL和PR（2）转录并产生抗终止蛋白N和调节蛋白Cro（3）N蛋白的抗终止作用使RNA聚合酶通过终止子并转录出CII、CIII等蛋白（4）CII、CIII共同作用，促进CI转录（5）调节蛋白CI和Cro竞争，决定噬菌体进入何种途径 溶源途径: CII促进CI基因表达，CI调节蛋白浓度上升 CI与OL、OR结合，阻碍除自身外噬菌体所有基因的转录 同时，C I蛋白是c I基因转录所必需的正调控蛋白。C I蛋白与OR的结合，使RNA聚合酶在PRM有效启动转录 C I持续表达，而OL、OR被C I无限期占据，噬菌体进入溶原途径裂解途径： cro蛋白结合到OL和OR（以OR 处为例）：每个操纵基因含3个阻遏蛋白结合位点， OR由OR1 OR2 OR3组成， OL由OL1 OL2 OL3组成 cro 蛋白和OR3的亲和力比对OR1和OR2的亲和力强 cro 蛋白和OR3的结合，抑制了RNA聚合酶和PRM的结合，阻止CI基因表达 然后cro蛋白和OR1或OR2结合，阻碍RNA聚合酶和PR结合，从而降低（但不完全抑制）早期基因的表达 晚期基因从位于Q和S（裂解区基因）之间的启动子P R处开始转录，抗终止子Q蛋白允许转录通过所有晚期基因果蝇的胚胎发育（掌握）1. 果蝇胚胎的极性与躯体基本模式 果蝇的卵、胚胎、幼虫和成体都具有明确的前-后轴和背-腹轴，其形体模式沿前-后轴和背-腹轴进行。2. 母源基因控制果蝇胚胎的极性AP轴线由三类母体基因控制：anterior class: BIOCOID , HUNCHACK（1）Bicoid 编码一种转录因子。其突变体缺失头胸结构，原头区由尾区取代。（2）在未受精卵中，bicoid mRNA定位在胞质前端；其受精后翻译出的蛋白质沿AP轴扩散，形成浓度梯度，为胚胎的后续分化提供位置信息。（3）Bicoid是控制头胸发育的一个关键母体基因，其不同浓度开启不同合子基因的表达。其它的前区母体基因主要涉及bicoid mRNA在未受精卵中的定位及控制其翻译。 Hunchback：母体mRNA在卵中均匀分布，受精后前区高浓度的Bicoid蛋白激活合子hunchback基因的表达，从而帮助形成hunchback蛋白浓度梯度。posterior class: NANOS, CAUDAL (1) Nanos和Caudal蛋白梯度控制后区结构。 (2)Nanos决定后部区的发育，它在受精后形成PA浓度梯度，其作用是与 hunchback mRNA结合，阻止后者在后区的翻译，帮助形成Hunchback蛋白梯度。 Caudal: 母体mRNA在卵中均匀分布，受精后bicoid蛋白抑制其在前区的表达，因而Caudal蛋白形成类似于nanos的浓度梯度。terminal class: TORSODV轴线确定的相关基因：SPATZL，TOLL，DORSAL 在受精前腹部的卵泡细胞合成 Pipe、Windbeutel、Nudel，定位在腹部卵外膜上，受精后经一系列反应，激活DORSAL蛋白，最终使卵周质腹部区的Dorsal蛋白释放进入核中，启动腹部特异性基因的表达 。背部命运决定于Decapentaplegic(dpp)基因3. 果蝇胚胎模式建立相关基因的表达顺序 形态发生决定基因表达以后，首先激活间隙基因表达，再由间隙基因激活成对控制基因，由成对控制基因激活体节极性基因表达。 间隙基因、成对控制基因及体节极性基因产物能调节同源域基因表达，最终决定每个体节的命运（1） . 母源基因的表达(Maternal genes)1) .Dorsal激活腹部合子基因、抑制背部基因2) Dorsalized embryos: 基因表达状态与ventralized embryos中相反。3). 背部命运决定于Decapentaplegic (dpp)（2）. 间隙基因（GAP genes） 1) 包括hunchback(hb)、krppel 和Knirps(kni)等。最初在整个胚胎中都有很弱的表达，以后随着卵裂的进行而逐渐变转成一些不连续的表达区带。2) Gap基因的表达使胚胎沿AP轴线区域化3)母体bicoid蛋白激活合子hunchback的表达，hunchback蛋白再为其它Gap基因的表达提供位置信息，如一定浓度的hunchback蛋白激活kuppel基因的表达，而高浓度的hunchback则对后者起抑制作用。（3）成对规则基因（Pair-rule genes）1) 包括even-skipped（eve）， fushi tarazu（fushi）等。其分布具有周期性。其功能是把间隙 基因确定的区域进一步分化成体节。成对规则基因的表达是胚胎出现分节的最早标志之一，2）pair-rule基因的表达界定了胚胎的类体节。（4）体节极化基因（segment polarity genes）体节极性基因是指在pair-rule基因表达之后立即表达的基因，它们决定了体节的边界和体节内细胞的命运，包括Engrailed(en), Wingless(wn)等。 Engrailed是确定类体节和体节边界的关键基因（5）. 影响果蝇体节一致性的基因-同源域基因（ homeotic selector genes ） Homeotic selector genes是指在体节边界建立之后，用来控制每个体节的特征结构发育的基因，它们的表达区与其在染色体上的位置相关，控制其表达区的结构的发育。 同源域基因决定躯体体节命运。躯体的某一部分最终发育成为无翅的前胸还是有翅的中胸，是有平衡器的后胸还是腹部的体节，都由同源域基因决定。Chapter 71. DNA克隆定义：应用酶学的方法，在体外将各种来源的遗传物质（同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工的DNA）与载体DNA接合成一具有自我复制能力的DNA分子复制子(replicon)，继而通过转化或转染宿主细胞，筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增提取获得大量同一DNA分子，也称基因克隆或重组DNA (recombinant DNA)。2. 重组DNA操作一般步骤：（掌握） （1）获得目的基因； （2）与克隆载体连接，形成新的重组DNA分子； （3）用重组DNA分子转化受体细胞，并能在受体细胞中复制和遗传； （4）对转化子筛选和鉴定； （5）对获得外源基因的细胞或生物体通过培养，获得所需的遗传性状或表达出所需要的产物。3. 基因转运载体： 载体（Vector）：将外源目的DNA导入受体细胞，并能自我复制和增殖的工具。 常用载体：质粒DNA、噬菌体DNA、 BAC，YAC等。 克隆载体(cloning vector)：为使插入的外源DNA序列被扩增而特意设计的载体称为克隆载体。 表达载体(expression vector) ：为使插入的外源DNA序列可转录翻译成多肽链而特意设计的载体称为表达载体。4. 重组DNA技术操作过程总结： （1）分 分离目的基因 （2）切 限制酶切目的基因与载体 （3）接 拼接重组体 （4）转 转入受体菌 （5）筛 筛选重组体5. PCR原理：（掌握） （1) 合成待扩增区域两端已知序列，与模板DNA互补的寡核苷酸特异性引物，引物的序列决定扩增片段的长度； （2) 反应体系：DNA模板，引物，dNTP，Taq DNA聚合酶，buffer （3) 反应程序： 变性 ( 9495oC) 退火