基因组学复习大全

第一章 基因组：生物所含有的携带遗传信息的遗传物质总和基因组学：用于概括涉及基因组作图、测序和整个基因组功效分析的遗传学学科分支一、分子基础核苷酸、2’-脱氧核糖、含氮碱基：β-N-糖基键和嘧啶环1N或嘌呤环9N、磷酸基团dNTP，前一种3’-OH和后一种5’-三磷酸缩合成磷酸脂键。双螺旋：碱基配对、碱基堆积：与DNA双螺旋主轴垂直的相邻碱基对杂环之间的互作，科增加双螺旋稳定性。大小沟：沿着双螺旋的走向交替分布两个凹槽，含有特性性的构造信息，在基因体现中重要作用，结合蛋白的特定功效域可伸入大小沟，通过氨基酸侧链和碱基杂环上的基团互作读取DNA所包含信息。DNA甲基化：细菌发生在腺嘌呤6N和胞嘧啶5C，高等只发生在后者。哺乳动物CpG变为mCpG，植物涉及CpG和CpNpG。RNA:rRNA+tRNA80%、mRNA5%，大多数还含胞质内小RNA（sc）、核仁小RNA（sno），真核尚有核内小RNA（sn），小分子干扰miRNA，小干扰siRNA。几乎全部RNA都会单链区段回折形成分子内双螺旋。G和U也可配对，形成两对氢键。RNA核糖2’C上连的不是H而是OH，和DNA差别：⑴非常靠近连接两个核苷酸的磷酸二酯键位置，使RNA对碱性环境非常敏感⑵活泼使RNA构型受限，双螺旋区段在数十碱基对一下⑶限制RNA长度，其易与磷酸二酯键互作断链⑷其可参加同磷酸或碱基的互作而稳定RNA折叠构型，易于形成三级构造，并获得特殊功效⑸T变为U，因此C甲基化形成的U无法分辨，增加RNA突变几率。蛋白质构造：一级：N→C；二级：α螺旋：多肽链中某些持续氨基酸序列自发形成有规律的回旋，螺距0.54，每圈3.6残基。β折叠：由侧向平行的多肽链构成，羰酰O和酰胺H形成氢键。每条5~8残基。转角（转环）：由3~4个氨基酸残基构成的紧凑U型，两端多肽形成氢键来转折，大多位于蛋白质表面，形成回折使多肽链重新定向。二级稳定性取决于多肽链中形成的氢键。三级：二级互作产生，由氢键和带有非极性基团侧链的疏水作用。四级：具三级构造多肽链形成的多亚基蛋白。高级间弱互相作用可逆、可塑、可控。基序（超二级构造）由几个二级构造构成，有特定功效，如锌指构造域：蛋白质中含有相对独立功效的模块构造。激酶域、结合域蛋白质构象变换：在不同构象之间的转变。二、序列复杂性原核生物（细菌和古细菌）、真核、细胞器基因组C值：一种单倍体基因组中DNA总量，每个种具特性C值。随着生物构造和功效复杂性增加，各分类单元最小基因组的大小随分类地位提高而递增。C值悖理：生物复杂性与基因组的大小并不完全成比例增加。序列复杂性：不同序列的DNA总长复性动力学：变性复性：互补单链在一定条件下分开，撤除条件后又恢复双螺旋。Cot1/2为其实浓度DNA在保温t时间后半数DNA完全复性的数值。与基因组复杂性成正比。大肠杆菌为原则。①快速复性组分、居间复性组分、缓慢复性组分②高度重复序列（卫星DNA）：特点：⑴由极其相似的重复拷贝首尾相连构成⑵在氯化铯介质中做密度梯度离心形成特异卫星带⑶集中分布在染色体特定区域，如着丝粒和端粒；中度重复序列：长散在、短散在序列；单一序列：原核生物基因组全部都是。低等真核大多都是。基因重要位于单一序列。证明：DNA驱动杂交。将少量mRNA或cDNA标记后与过量DNA混合，对比复性曲线，发现大多标记基因只和单一序列复性。三、基因家族DNA成分：⑴编码初级转录物的全部序列⑵为对的启动转录及转录物加工所必须的序列⑶调节转录速率的。编码RNA的基因大多为多拷贝。编码蛋白质的是单拷贝，由于RNA基因每次只转录出一种产物，且均由RNA聚合酶II转录，蛋白质编码基因的明显特性是基因编码序列的非持续性，有外显子和内含子基因家族：真核生物基因组来源于同一祖先，由加倍或趋异产生了构造功效相似或相似的基因。超基因家族：指来源于共同祖先，由相似DNA序列构成的许多基因亚家族或相似的基因组员构成功效相似的群体。联合基因：基因组中一段持续的DNA序列，编码一组关联的重叠功效产物。异常构造基因：①重叠基因：编码序列彼此重叠的基因，含有不同蛋白质的编码序列。类型：⑴单个mRNA可编码多个蛋白质⑵由不同启动子转录不同mRNA，各自编码不同蛋白质。②基因内基因：一种基因的内含子中包含另一种基因。③反义基因：与已知基因编码序列互补的负链编码的基因，对编码基因进行干扰假基因：来源于功效基因但已失去活性的序列，有些沉默有些可转录。重复的假基因、加工的假基因、残缺基因四、染色体染色体数目与生物特性无关，与基因组大小也无直接关联核小体：念珠状→30nm纤丝→中期染色体着丝粒：将DNA复制后产生的2个染色体连接在一起，纺锤丝附着的区域。端粒：保护染色体末端免受内源核酸酶的破坏，为线性染色体的末端复制提供基础，保持染色体完整性。复制起点：每个复制子都有一种质粒：另一种独立的遗传物质，含某些非必要基因，是附加的遗传成分五、基因组核基因组：24条；线粒体基因组：环状；原核真核基因组比较：复杂性较高的生物基因组的构造大多臃肿松弛，具大量重复序列。原核则相反。因素：⑴原核不含内含子⑵极少重复⑶基因数量少第二章 遗传图基因组作图：在长链DNA分子的不同位置特性性的分子标记，再将涉及这些序列的克隆进行连锁定位，绘制基因组图。测序办法：①作图法：绘制高密度分子标记遗传图和大分子DNA克隆重叠群覆盖的基因组物理图，然后根据分子标记所在位置将遗传图和物理图彼此衔接绘制基因组整合图。由上而下的测序。②鸟枪法：全基因鸟枪法随机测序，然后将序列重叠片段构建重叠群，然后以大分子DNA克隆为基准，最后以分子标记为基点将归并的DNA片段锚定到染色体上。由下而上。一、遗传图与物理图①遗传作图：采用遗传分析办法将基因或DNA分子标记标定在染色体上构建连锁图称为遗传连锁图。单位为厘摩cM②物理作图：采用分子生物学技术直接将DNA分子标记、基因或克隆标定在基因组的实际位置所构建的位置图。单位厘镭cR共同之处是拟定基因或DNA分子标记在染色体上的排列位置，互相校正获得基因组图二、作图标记DNA标记：①限制性片段长度多态性（RFLP）：由于同源染色体同一区段DNA序列的差别，用限制酶解决，可产生长度不同的限制性片段。特性：⑴处在染色体上的位置相对固定⑵同一亲本及其子代相似位点多态性片段特性不变⑶同一凝胶电泳可显示同一位点的不同多态性片段，具共显性特点。②简朴序列长度多态性（SSLP）：同一位点重复序列的重复次数不同，涉及：小卫星序列（可变串联重复）；微卫星序列（SSR）。后者应用普遍居多，因素：⑴小卫星序列在基因组中分布不均匀，而微卫星序列分布在整个基因；⑵微卫星便于PCR，小卫星重复单位较长，加之许多重复序列串接，不利于扩增。③单核苷酸多态性（SNP）三、做图办法连锁分析：采用一组分子标记构建遗传图的办法重要依赖于连锁分析。重组率：交换使2个连锁基因分开的频率应同它们在染色体上所处位置的距离成正比，由于距离越远，位于其间的配对区段越多，交换机会越大。重组热点：染色体的各个区段交换频率有差别，近端粒区和远着丝粒区有较高重组率。男女之间染色体交换频率在同一位点也有差别，各有一种性别专一重组热点连锁不平衡：群体遗传学中有关两个或多个座位的等位基因组员出现在个体中的非随机的关联性，彼此位置靠近的基因座更易体现。不同模式生物连锁分析：有性杂交实验：根据需要有计划的实施杂交方案进行分析；系谱分析不能有计划的进行实验，只能收集家系组员的有关资料；DNA转移：不发生减数分裂的生物。如细菌。应采用部分二倍体技术办法：⑴接合：2细菌接触，供体转移DNA到受体⑵转化：供体细胞释放DNA，受体摄取整合⑶转导：以噬菌体为媒介共分离：基因附近如果有一种紧密连锁的分子标记，在细胞减数分裂时分子标记与基因之间由于相距太近极少有机会交换。有性繁殖的后裔，分子标记与连锁的基因有最大的可能同时出现在同一种体中。四、人类遗传图绘制：1987第一份RFLP连锁图，400个标记，来自21个家庭；1994第二份5800标记。第三章物理图绘制1.物理图定义：直接检测DNA标记在染色体上的实际位置2.遗传分析图缺点：①分辨率有限②覆盖面和精确率低准③分子标记的排列受其它因素影响，出现误差多。3．两者异同：位点都有，排列次序相似（个别有差错）；位点相对位置不同。4.物理做图办法：①限制性作图：用限制性酶切位点标定。限制：⑴无法分辨大小相似片段⑵限制点多时大量片段无法排序。稀有切点限制酶：该酶在基因组中识别的碱基次序只有少量，可产生大段片段。注：⑴识别碱基越长，片段越大，但受非特异次序干扰⑵大小受识别位点碱基大小干扰⑶有些识别位点较长⑷受DNA甲基化状态影响大分子片段的分离：脉冲凝胶电泳：用方向不停变化的电场，分离运动受阻的分子。②基于克隆的基因组作图：克隆DNA片段的重叠来构建重叠群；大分子DNA克隆载体：酵母人工蛋白YACBAC载体：细菌人工染色体。源于大肠杆菌F质粒，特点⑴单拷贝复制，不发生嵌合⑵分子质量大，有较大克隆容量。⑶便于大规模生产重叠群组建：Pr步移法：从文库中挑选一种克隆，用末端序列纯化为探针，再在文库中找第二个克隆，依次直到重叠群完毕。缺点：步移缓慢，仅适合小基因组。克隆指纹排序：指纹：克隆的DNA序列含有的特定的DNA片段构成。分类：⑴限制带型指纹⑵重复序列DNA指纹⑶重复序列DNAPCR⑷STS作图：根据选定的某个STS序列设计专一性引物，可对大量单个克隆进行PCR检测，但凡能扩增出挑带的克隆均含有序列重叠的插入子。原理：一、基因组中单序列标签位点STS都有唯一已知序列构成；二、在染色体上位置拟定；三、相邻STS是机械连接的，在外力或酶切作用下断裂时两STS出现在同一片段的几率与距离负有关。寻找SST办法：⑴体现序列标签EST⑵SSLP⑶随机基因组序列。辐射杂种作图：辐射杂种：含有另一种生物染色体片段的啮齿类细胞。原理:人体细胞暴露在X射线中可随机断裂，辐射越大片段越小。此时将死细胞和鼠细胞融合，有些染色体片段会整合到鼠染色体中。作图办法：两个标记原本越远，发生断裂的可能性越高，随机整合后再同一杂种细胞中比例和连锁关系成正比。图距拟定：厘镭，DNA分子暴露在NradX射线剂量下两个分子标记间发生1%断裂的频率。③荧光位点原位杂交：用荧光标记的探针杂交。通过原位杂交的办法可将基因或DNA分子标记定位在染色体的某一区段，来绘制染色体位置图。靶子是完整染色体。目的必须为单链。④序列标签位点：PCR或分子杂交将小段DNA定位。第四章基因组测序及序列组装1.第一代：特点：⑴以待测DNA为模板，根据碱基互补用DNA聚合酶体外合成新链。⑵新链中带有标记，可制备末端带有标记的DNA单链。链终止法：通过合成与单链DNA互补的多核苷酸链来读取待测DNA分子的序列。合成的互补单链可在任一位置终止。原理：反映中加入了少量的双脱氧核糖核苷酸，DNA聚合酶不能分辨dNTP和ddNTP，因此可混入DNA单链中。但其核糖基3’c上连接的是H而不是OH，因此不能继续脱水缩合而终止新链合成。技术要点：①双脱氧核糖核苷酸。电泳后最前沿DNA表达最小DNA链，是第一种ddNTP掺入位置。依次往后间隔为1个碱基。由下往上依次阅读。②DNA聚合酶规定：⑴高酶活性。使得在终止合成前酶不会脱离模板。⑵无5’→3’外切核酸酶活性。⑶无3’→5’外切活性。不可校对。③规定单链为模板。制备单链办法：⑴将DNA克隆到质粒载体中，再碱变性或热变性解旋。⑵以M13载体克隆单链；⑶以噬粒载体克隆；⑷PCR。④引物的序列决定了DNA测序起点。缺点：需终止单链合成而不能持续测序；测序长度有限，因需电泳分离DNA单链，分子量越大越难。化学降解法：用化学试剂解决双联，可在特定位点产生切口，再用同位素标记测序。2.基因组测序：①克隆依次测序（作图测序）和全基因组鸟枪法测序②序列间隙：测序时遗漏的序列，仍然保存在尚未挑选到的客隆中。物理间隙：构建基因组文库时被丢失的DNA序列，已从克隆群体中永久消失。③两段测序：自动化测序的同一种载体只有两个引物，他们根DNA插入位点两侧序列设计，分别从两头测序。3．序列组装①作图法：根据基因组物理图上已知的BAC克隆从中挑取待测组员，提纯DNA，采用机械断裂制备小分子DNA，经电泳分离后收集2kb大小的DNA片段插入到质粒载体中进行克隆，然后进行两端测序。②鸟枪法：环节：⑴从2kb随机插入片段的全基因组文库两段测序，比对读序，构建重叠群。⑵在重叠群基础上以10kb随机克隆的两端成对读序为边界，归并属于该克隆范畴的重叠群。⑶以40kb重复。⑷以BAC重复，搭建支架，弥补间隙。用不同长度文库因素：⑴保存文库中可能丢失的克隆片段。任何一种载体都会由于插入某些片段发生不兼容不能扩增发生丢失。⑵扩大覆盖面。⑶校正由重复序列产生的差错。优点：⑴测序速度快，无需提供有关遗传图物理图⑵覆盖面较大缺点：⑴基因组太大，构造复杂，会使组装的起始工作量大。⑵短重复序列及数量分布在基因组中使组装可能出现错误。⑶可能存在大量无法弥补的间隙。4.基因测序的其它路线：①重要区域优先测（人类重要组织相容性复合体MHC）②EST测序：mRNA经反转录可合成cDNA，其不涉及内含子，可直接测序重要信息。优点：⑴容易构建文库⑵只需一次cDNA测序即可获得EST序列⑶精确性高5.人类基因组测序：物理图+鸟枪，2个路线：全基因组组装、区间化组装。第五章基因组序列注释一、搜寻基因办法：①根据已知序列分析寻找与基因有关的②实验研究其产物和表型影响1.开放读框ORF：一系列指令氨基酸的密码子,涉及起始和终止密码子。意义：搜寻及读框找出序列，根据已知规则来推测可能基因。高等真核生物ORF阅读困难：⑴基因间存在大量非编码序列⑵绝大多数基因含有非编码的内含子⑶外显子长度不拟定，不能根据长度判断。影响读码：⑴密码子偏爱：编码同一氨基酸的密码子在不同种属间使用频率有差别。⑵外显子内含子边界常有例外：内含子5’端称供体位，3端受体位。⑶上游控制序列：上游调控序列可与DNA结合蛋白作用控制基因体现。但常有变动。2.同源基因查询：运用数据库中的基因序列与待查的进行比较，找出可匹配的碱基蛋白质序列来识别基因。查找根据：⑴存在某些完全相似序列⑵ORF读框排列类似⑶ORF指令的氨基酸序列相似⑷模拟的多肽高级构造相似。孤单基因：缺少同源序列的ORF。同源性：源于同一祖先但序列已经发生变异的序列的关联性。氨基酸一致性或相似性25%以上则为同源基因。一致性：同源DNA序列的同一碱基位置上相似的碱基组员或蛋白质中同一氨基酸位置相似的氨基酸组员比例。比例表达。相似性：指同源蛋白质的氨基酸序列中一致性氨基酸的可取代氨基酸所占比例。比例表达。3.实验确认基因①分子杂交科拟定DNA片段与否含体现序列。Northern印迹法：分子杂交时从样品中纯化的RNA经琼脂糖凝胶电泳分离，然后转移到杂交膜上，再将待测DNA标记后与RNA杂交，如果RNA中含有DNA的转录产物，则会有信号。问题：⑴基因转录产物可变剪接或是多基因家族组员，也会出现多个信号⑵基因的体现含有组织专一性和发育阶段的差别而使RNA样品不一定含有基因产物⑶不同基因体现产物丰度差大，对低拷贝产物应提高上样量。如用拟Northern分析法。动物园杂交法：某些亲缘关系近的物种，编码区相似度高，非编码区低，如果与亲缘物种DNA片段杂交产生阳性信号，阐明该段有编码基因。②EST和cDNA指认基因：能够发现漏注基因，还能够找内含子外显子边界。不利影响：⑴目的cDNA在文库中占比很低。解决：将文库分为若干亚群，进行初筛。或cDNA均一化，克制高拷贝cDNA数量，增加低拷贝数量。⑵mRNA分子有时会产生二级构造，逆转录酶碰到二级构造就终止，从而产生残缺cDNA。解决：高温减少二级构造生成。③全长cDNA边界序列文库构建=基因鉴别信号GIS：以SAGE技术为基础，结合全长cDNA克隆，专门分离其5端3端各20个碱基序列，建立全部末端多连体CIS文库。过程：⑴合成全长cDNA，连首尾接头，纯化后连接载体，扩增，凝胶分离50bp二连体DNA，混合插入载体克隆，测序比对拟定边界。④基因命名：座位：不是基因的同义词，而由遗传标记指定的染色体连锁图上的某位置。二、基因注释计算机注释用同源性比较。同源涉及：直系同源基因：不同物种间同源基因。共生同源基因（平行同源）：同一物种基因因倍增产生。倍增基因：基因组加倍产生。三、基因功效检测1.遗传分析路线和基因功效研究的不同：前者反求遗传学，从基因出发，有目的变化靶基因来观察表型。后者正向遗传学，从表型到基因。2.基因失活是重要手段。但表型效应有时不易观察。基因剔除：将无关DNA片段取代某一特定基因。原理：在无关片段两侧连接与代换基因两端相似序列，导入目的细胞，同源重组后整合到了目的染色体上。3.基因过量体现（功效增益）：⑴增加拷贝⑵采用强启动子四、高通量基因功效研究办法1.构建突变库：规定：⑴突变体能够稳定遗传⑵能够有效快速地分离突变基因⑶可重复不停产生突变基因标签法：运用转座子构建插入突变库，系统地分离与克隆功效基因和调控序列。根据：⑴植物细胞全能型，外源基因可体现⑵转座子的随机插入可获得大量突变，根据插入来合成探针，可分离被破坏位点来分析构成⑶可发生回复突变。Ac-Ds转座子系统原理：Ac因子转座酶基因构建嵌合载体；外显子捕获载体构建；植株AB杂交；增强子捕获载体。2.蛋白质互作：互作的两个蛋白，一种已鉴定，则可分离分析另一蛋白。噬菌体外显：检测基因和噬菌体外壳蛋白基因融合，当碰到互作蛋白会发生聚合，纯化后检测。酵母双杂交系统。五、组学转录物组：某一条件下单个或一组细胞含有的mRNA总和，可由SAGE基因体现系列分析六、基因本体：通用词汇体系。分为三方面，细胞组分，生物学过程，分子功效，其编排是以树形图方式展开来对基因和基因功效进行描述的。第六章基因组解剖一、原核基因组解剖操纵子、最小基因组、完美基因组二、真核染色体数目：一种蚂蚁最短；染色体组型（核型）；染色体核型分析；染色体显带：有些染料能够和中期染色体特异性结合产生独特带型；常染色质和异染色质区别：异：分布在细胞核周缘，染色深，构造紧密，使控制基因体现的蛋白无法靠近DNA、常：染色浅，基因松散有活性，调控因子能够接触。异染色质：构成型：不含任何基因，持久保持致密，例如着丝粒和端粒。兼性：周期性处在活性状态。异常染色体：小染色体：体积小，但富含基因。B染色体：正常染色体的断片，存在时会影响生物表型。DNA环：中期染色体除去结合蛋白剩余的从致密蛋白骨架向外伸展的DNA环。核基质：类似支架的网状构造，分布在整个细胞核中构造区域：被核基质分隔成的相对独立的区域骨架附着区：染色体骨架结合着的DNA序列基质附着区：核基质结合的DNA序列等高线：持续分布的含有相似碱基构成的DNA区段，在基因组中成片镶嵌排列。CpG岛：指基因组中富含双碱基CpG的序列，GC含量60%-70%。分布：人染色体的R带区；管家基因和大部分组织专一性体现基因的5’侧翼区以及第一种外显子区。特点：分布、CpG岛中CpG双碱基均为甲基化。作用：CpG岛总与基因相连，可作为寻找基因根据。遗传图和物理图比较启示：⑴重组率随染色体长度增加而递减⑵近着丝粒区重组受影响⑶染色体连锁不平衡区的碱基构成和基因构成有明显特性，表明其受到自然选择的影响。操纵子与原核比较：⑴没有操纵基因序列⑵内部多顺反子之间间隔序列更长⑶多顺反子含有外显子和内含子构造，转录产物首先通过反式剪接产生单个顺反子前体mRNA，再进行内含子切除外显子连接。细胞器基因组：半自主性细胞器，⑴基因组为多拷贝⑵大小与生物复杂性无关⑶含有编码rRNA基因，呼吸链基因，部分含tRNA基因线粒体基因组和叶绿体基因组比较：⑴线粒体：构造非均一；不同种属间大小差距较大；含有大量短序列正向或反向重复，产生诸多分子内重组。⑵叶绿体：构造紧凑；不同种属基因组大小较恒定；含有两段很长的反向重复序列，制止分子内重组。细胞器基因组来源：内共生学说：曾是游离细菌，与远古真核细胞结合，并最后定居。根据：基因体现过程与细菌非常相似。细胞器基因能够进入核基因而相反则不能，由于基因必须获得一段转移信号肽序列才干使其编码蛋白质再进入细胞器。三、、转座子和分散重复序列DNA转座子：DNA直接转座；涉及：复合转座子、Tn3型转座子、可转座噬菌体。RNA转座子：以RNA为中介进行转座。涉及：LTR因子（含有负责转座的长末端重复序列）：真核生物逆转座子、内源逆转录病毒、逆转座子。非LTR因子：LINE长散在原件（含转座酶基因）、SINE短散在原件（无转座酶基因，需用寄主转座酶）四、串联重复序列卫星DNA、小卫星序列、微卫星序列五、人类基因组：小的因素：人类基因的mRNA含有更多的可变剪切方式。人类蛋白质组含有的域构建类型多。第十章表观遗传一、表观遗传：与DNA序列构成，基因空间位置，染色质构型变化，DNA碱基修饰有关定义：染色体区域的一种适应性构造，可使变化的活性状态注册、传导或持续。表观遗传特点：⑴主体是染色质活性可变性⑵核心是染色质构造变化⑶染色质构造变化能够是持续的或非持续的⑷染色质活性和构造变化由程序控制。表观遗传学特点：⑴研究基因如何发挥功效及互作关系⑵研究范畴只涉及DNA序列之外使基因体现模式变化并可稳定遗传的因素副突变：不涉及基因突变，通过等位基因互作变化基因体现模式并遗传。涉及：副突变基因（诱导）、可副突变基因、已副突变基因。位置效应：基因由于染色体位置变化而使体现变化基因组印记（亲代印记）：等位基因来自不同性别亲本而在发育过程中经专一性（甲基化）加工使体现模式发生可遗传变化。表观遗传机制：染色质重建：染色质由收缩状态向伸展开放状态的转变；DNA甲基化二、位置效应类型：①因染色质的物理状态处在极度收缩而使活化因子无法接触内部基因而关闭②有座位控制区LCR在5端上游对下游进行调控。座位控制区与下游基因构成功效域。绝缘子：能够制止临近位置激活或失火的序列，作用仅限于隔绝相邻染色质区域影响，对其本身体现活性无关。定向控制：绝缘子效应具方向性。单等位基因体现：2个等位基因组员只有一种选择性体现。三、DNA甲基化原理：将S-腺苷甲硫氨酸的甲基基团转移到DNA的碱基构造中。低等真核：腺嘌呤甲基转移酶，高等：胞嘧啶~特点⑴拟定细胞命运⑵决定基因体现模式的重要因素⑶在上下代间传递⑷只修饰影响表型和遗传而不变化碱基方式：⑴局部影响染色质构造组织转录因子与启动子/增强子结合控制基因体现。⑵大范畴影响染色体基因体现四、染色质重建和核小体1.核小体相位（定位）：指一段序列拟定的DNA与核小体核心八聚体的结合方式。办法：内在规定，适宜的DNA序列优先定位；外在影响，第一种定位随即加入的以第一种为基准按限定长度重复组装。平移定位：移动10bp时缠绕核小体的序列会变化位置，但不变化DNA序列朝向旋转定位：移动不大于整圈螺旋碱基对数（10.2bp）原有序列朝向发生变化。均通过影响蛋白质和DNA的接触来调控基因体现。转录时核小体移位：RNA酶靠近核小体时停止移动，热力学校应使其继续位移，聚合酶侵入缠绕在核小体上的DNA内部，并使其暂离核小体，转录后复位结合，重复发生DNA依次环突直到转录完毕。2.先入模型：转录起始复合物取代启动子区核小体核心组蛋白位置，争夺DNA爪蟾：卵母细胞5SrRNA基因+体细胞5SrRNA基因，仅在ICR5端有3到6个碱基差别，囊胚期前前者主导，囊胚期后优势转变，原肠胚到体细胞使其后者主导。动态模型：蛋白质之间互作和蛋白质DNA间接触需要ATP参加五、表观遗传通路：表观遗传是由程序严格控制的。分子机制：⑴产生表观遗传的初始因素：表观源，诱导发生；⑵信号，指导确立染色质重建的范畴和模式：表观起始子；⑶代际间维持和传递：表观维持子。组蛋白修饰：甲基化乙酰化磷酸化泛素化。使染色质松弛因素：减少位于NH4+的正电荷，减少组蛋白与DNA亲和性，削弱核小体间互相作用。表观遗传密码假说：每个真核细胞含有的修饰总和，由组蛋白密码和DNA甲基化构成组蛋白密码假说：组蛋白的化学修饰可部分调控储存在DNA中的信息体现。第十三章基因组进化模式遗传系统的来源最初的生命：自我复制、积累变异保持遗传。核酶：⑴自我剪接⑵催化切断其它RNA⑶催化肽键形成⑷催化核苷酸合成类膜构造：⑴使生化反映更集中⑵为过滤和选择周边环境的化学分子提供了可能⑶催化功效的蛋白质出现后，定位在脂膜上的蛋白质能够构成有序的反映链，为建立细胞构造奠定基础。氧化还原反映是生命运用化学能构建有序物质形态的生化基础。蛋白质的催化优点：多肽链有更大可塑性，RNA分子长度有限且配对区物理刚性较大。RNA催化活性转移到蛋白质是RNA原始基因组功效的根本性变化，使RNA与蛋白质分工明确，进而提高整个系统的效率。此后RNA和蛋白质联手以RNA为模板合成DNA。古细菌的转录和翻译有关基因的来源与真核生物更靠近，而代谢基因与真细菌靠近。新基因两次扩张：第一次：14亿年前真核生物出现，10000基因。第二次寒武纪脊椎动物出现。新基因产生方式：⑴基因加倍后趋异⑵外显子或构造域洗牌⑶逆转录及其后的趋异或重排⑷外源基因水平转移⑸基因裂变和融合⑹非编码序列转变为编码序列。基因加倍方式：基因组加倍；单条或部分染色体加倍；单个或成群基因加倍。多数核苷酸序列变化会造成基因失活，成为假基因，少部分会形成新的功效，对进化做奉献。2R假说：在无颌类脊椎动物出现之前和之后分别有一次全基因组的加倍，即脊椎动物有两次。尽管脊椎动物中发生过加倍，但大多数加倍基由于保存下来或失去功效，因此脊椎动物中极少有完整的多倍体物种。可能和动物的封闭式发育模式有关，胚胎时几乎全部将来气管原基在同时产生，需要高度协同，多倍体带来的基因剂量不平衡会产生致命影响。而植物的开放式，营养器官能够不停重复产生，且绝大多数细胞可独立从外界获取能量，减小了器官彼此的依赖程度，能够忍受多倍体带来的影响。基因加倍能够通过基因测序和EST分析发现。基因加倍：不等交换：位于同源染色体上不同位置的相似核苷酸序列之间发生的重组事件，成果是在重组区段产生重复DNA。姐妹染色体间的不等交换。基因重复：脊椎动物的进化动力。区段重复（低拷贝重复）：基因组中两个或多个位置含有持续的相似DNA序列，是基因组进化的重要方式之一，灵长类诸多。基因组融合：原核和真核内共生产生线粒体叶绿体，原核生物之间DNA水平转移，植物异源多倍体都是基因组融合促使生命形式多样化的例子。外显子或功效域洗牌：由不同基因中编码不同构造域的片段彼此连接形成新的序列。外显子洗牌：外显子能够作为独立的模块用来构建不同的蛋白质，是新基因产生的重要途径。证据：⑴蛋白质中外显子编码的多肽链形成一种相对独立的构造域⑵内含子的排列位置经常落在两个相邻的含有独立构造或功效的多肽链编码序列间⑶与独立空间构型形成有关的氢键二硫键重要存在外显子编码的多肽链中⑷蛋白质中重复的外显子多肽链产物总和重复构造或功效单元对应⑸非同源基因中同源的外显子多肽链产物含有相似构造或功效。功效域加倍：编码构造域的基因区段可因不等交换或DNA加倍使拷贝增加，进而发生突变。原核生物DNA水平转移：⑴自私操纵子，非必须基因在不停获取丢失中趋向构成功效协调和便于共调节的操纵子⑵转化。真核生物：逆转录病毒。重复基因突变后的命运：⑴趋异成为新基因⑵调控序列的突变而拥有新的体现模式⑶处在进化之中与祖先基因在功效上重叠，体现为冗余基因⑷丧失功效成为假基因⑸丢失。冗余基因：重复后多出出来的基因，涉及：⑴年轻的重复基因⑵正在向新功效过渡的⑶保存部分功效重叠的同源基因涉及：直系：不同物种中来源于同一祖先的基因；共生：加倍产生的重复基因。非编码序列的扩张非编码序列涉及：⑴高度重复序列⑵转座因子，逆转录转座子+DNA转座子，分布在整个基因组⑶其它的基因间和内含子中的非编码序列。转座因子TE对基因组进化的影响：促使染色体区段的重组和交换；提供转录调控原件；增添前体mRNA的剪接信号和加尾信号；提供新的蛋白质的编码序列。序列扩张途径：⑴基因组或染色体区段的重复⑵转座子的活化增加拷贝。内含子来源：I/II/III型来源于RNA，争论围绕在GU-AG内含