基因分子生物学期末复习题总结打印(4)
本站小编 福瑞考研网/2017-04-12
13. Translational control of eukaryotic gene expression主要有哪些方式?举例说明。
方式有四:
1)翻译抑制蛋白跟调控序列结合,阻止核糖体的结合起始密码子AUG,抑制翻译起始;
2)通过核糖开关来调控:SAM与其核糖开关结合,使核糖开关结构改变,封闭了AUG,翻译无法起始,SAM去除使AUG暴露,翻译起始;
3)mRNA自身形成二级结构,封闭了起始位点,当温度升高,破坏了RNA的发夹二级结构使AUG暴露,翻译进行;4)反义RNA可通过是否与AUG结合来调控翻译;
5)polyA的长度的调节;
6)mRNA的降解
以细胞内Fe水平的调控为例
1)当细胞内Fe水平很低时,阻遏蛋白结合到编码铁蛋白的mRNA的5'-UTR,形成特征性二级结构,阻止核糖体的结合,从而抑制铁蛋白的合成;当细胞内Fe水平很高时,Fe与阻遏蛋白结合,使之构象改变离开mRNA的5'-UTR,从而核糖体可以结合,起始翻译。
2)当细胞内Fe水平很低时,阻遏蛋白通过结合到编码运铁蛋白受体的mRNA的3'-UTR上,形成特征性二级结构,保证了mRNA的稳定性,使得运铁蛋白受体稳定合成。当细胞内Fe水平很高时,Fe与阻遏蛋白结合,改变其构象,使其从mRNA上脱离,暴露了mRNA上的内切酶位点,使mRNA被降解,从而限制了运铁蛋白受体的合成。
14. Eukaryotic mRNA decay主要有哪些方式?
主要有两种:首先,poly-A逐渐缩短,当polyA短于30个时不稳定,然后:1)5’脱帽,从5’→3’快速降解;2)不脱帽,迅速从3’→5’降解。
真核生物mRNA降解主要有两种方式:
一种是:脱腺苷酸依赖型的降解。现在认为这种降解机制是真校细胞中最主要的 mRNA降解方式。这种降解方式的第一步就是脱腺苷酸,亦即降解是从 po l y(A)尾巴的缩短开始的。研究表明poly(A)尾巴的缩短是许多真核细胞mRNA降解所必需的,poly(A)尾巴长度缩短到什么时候时进行降解,这在动物与酵母中是不一样的。在动物细胞中poly(A)尾巴达到约26-60个腺苷酸残基时就开始进行降解,而在酵母中必须缩短10-12腺苷酸残基时才开始降解。
另一种是:mRNA发生脱帽反应。在酵母和哺乳动物中都已分离出专门催化脱帽反应的脱帽酶。由脱帽酶负责切除mRNA5‘端的由鸟苷酸形成的帽子结构。在太多数真核细胞中失去帽子结构的mRNA都是很不稳定的,脱帽之后的mRNA很容易地就被5‘-3’核酸外切酶识别水解了。
15. 拟南芥细胞中的RNAP IV和RNAP V的主要功能是什么?
催化siRNA的形成,并和异染色质的形成密不可分
RNAP IV:1)可以直接利用甲基化的DNA做模板来进行转录;2)可以利用单链RNA做模板来产生双链RNA,然后经过切割加工产生siRNA;3)与DNA、染色质的表观遗传修饰相关
RNAP V:介导异染色质的形成
16. 以“美臀羊”表型的基因表达调控模式为例,解释“中心法则已经过时”的原因。
中心法则过于简单:DNA转录RNA,RNA翻译蛋白,蛋白完成几乎所有的工作。中心法则给人以错误的暗示,往往把表达蛋白的DNA才叫做基因,然而实际上,编码蛋白的DNA只占人类基因组的2%,越来越多的调控RNA被发现,而它们本身并不翻译蛋白。同时,DNA,RNA及表观遗传的标记形成链锁,并且存在自我调控的系统,显然需要新的理论来取代中心法则。
拿美臀羊来说,即便美臀羊(雌)含有美臀基因c®遗传给子代,子代表型依然正常,并且携带双突变等位基因c®的绵羊表型正常。显然,这用中心法则很难解释。
研究发现,绵羊18号染色体靠近端粒区的高度保守结构域DIK1-GtI2印记结构域内,出现了A→G突变,这是野生绵羊跟美臀羊的唯一区别。该区域存在很多编码基因及非编码基因,在正常状态下,DIK1-GtI2印记结构域父源(表达蛋白Dlk1)跟母源基因(表达Gtl2、Meg8 小分子RNA)的甲基化区域不同,二者受印记调控元件IG-DMR的调控。A→G突变后,父源基因CPat表达Dlk1蛋白的量增多,肌肉纤维比例增大,脂肪减少,母源基因CMat表达的Gtl2、Meg8等调控RNA的量增多。对于纯合子CPat/CMat,由于高表达的Gtl2、Meg8抑制Dlk1,故表型正常;对于杂合子CPat/-,由于缺乏Gtl2、Meg8的抑制,故Dlk1高表达,表现为美臀;对于杂合子CMat/-,由于Dlk1不会高表达,表现为正常。
三.Chromosomes, Chromatin & Nucleosomes (王芳)
Ⅰ名词解释
1. Centromere 着丝粒,位于异染色质区,是染色体上一个高度压缩的结构区域。是真核生物细胞在进行有丝分裂和减数分裂时,染色体分离的一种“装置”,具有连接纺锤丝的作用位点。
2. Telomere 端粒,存在于线性染色体末端的一个特殊结构(DNA重复序列),它可以抵抗染色体重组和DNA降解,还可以作为染色体末端复制的特殊起点,保证染色体末端的完整性。
3. Chromatin 染色质,间期细胞核内能被碱性染料染色的物质,是遗传物质存在形式,为DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的复合物。染色质有常染色质和异染色质两种状态。
4. Chromosome scaffold 染色体支架,处理处于分裂中期的细胞,去除组蛋白得到的蛋白质复合物即为染色体支架,形状类似于分裂中期的姐妹染色单体,由TopoII和SMC蛋白组成,是30nm纤维形成染色体所必须的结构蛋白。
5. Nuclear matrix 核基质,利用去污剂、DNase、RNase和高浓度盐处理分裂间期细胞核,核膜内将出现的散布的网络纤维状结构。主要包括一些纤维蛋白、大的RNA分子以及一些DNA复制和转录所需要的酶类。
6. Cohesion 黏结蛋白,由两分子SMC和另一非SMC蛋白组成,形成环状结构。作用是将两条姐妹染色单体连接在一起,维持染色单体在分离之前相互连接的状态。
7. Condensing 凝聚,在一轮细胞分裂中,染色体的结构发生多次变化。当细胞的染色体分离时,染色体处于最压缩的状态。形成这种压缩状态的过程称为染色体凝聚。凝聚状态下,染色体间完全独立,大大方便了分离过程的进行。
Condensins:
凝聚蛋白,由SMC蛋白组成,形成环状结构,作用是将一条染色体的不同区域连接起来,保证单一染色体有效的压缩,维持其凝聚状态。
8. Pseudogene
假基因,基因组中功能基因的有缺陷拷贝,其中缺陷包括无义突变、移码突变、控制区突变等。即与有功能的基因在核苷酸顺序的组成上非常相似,却不具有正常功能的基因,无法编码由功能的蛋白质产物。
9. Packaging Ratio
包装比,基因组DNA分子的全长与包装它的外壳的直径之比,反映DNA分子的凝聚状态,可以保护DNA免受降解,有利于精确地将它分配到子代,使基因表达,调控构成组构。
10. Nucleosome
核小体,是染色质的基本组成单位,包装紧密,由DNA和组蛋白组成。147bp的核心DNA绕核心组蛋白8聚体[H3×2+H4×2+(H2A+H2B)×2]1.75圈,再由连接DNA与H1将各个组蛋白核心连接,构成完整的核小体。
11. Histone fold
组蛋白折叠,指核心组蛋白中的保守区域,由3个α螺旋组成,被2个不规则的环隔开,组蛋白折叠调节特异配对的组蛋白异源二聚体的形成,来实现核小体的组装。
12. The lampbrush chromosome
灯刷染色体,一般染色体压缩紧密,高度致密,而两栖动物卵母细胞在减数分裂期形成含有4个染色单体的高度伸展的染色体中间紧密,两端松散,呈灯刷状,称为灯刷染色体。灯刷染色体两侧的松散区具有转录活性。可以合成大量的RNA,为卵母细胞将来的发育做准备。
13. Polytene chromosomes
多线染色体,指双翅目蝇类幼虫某些组织中存在的光镜下可见的巨大染色体,由于细胞多次复制但不分裂,以伸展状态聚集于细胞内而形成的长度长、直径宽的染色体。可利用其特性通过原位杂交来实现基因定位等。
14. Puff