基因分子生物学期末复习题总结打印(6)
本站小编 福瑞考研网/2017-04-12
黑腹果蝇(D. melanogaster)的杂交不育现象是当P型雄性果蝇和M型雌性果蝇杂交的后代表型正常但不育。 (如果黑腹果蝇(D. melanogaster)的某些品系发生品系间杂交,子代会出现“劣生性”或退化性,产生一系列的缺陷,包括突变、不育、染色体畸变和有丝分裂分离异常等,这些相互关联的缺陷叫做杂交发育不全。)
产生机制: 果蝇可分为P型和M型,P型果蝇因其基因组含P elements而得名。P element实则是一个转座子,它末端有典型的反向重复序列,并且中间有三个ORF。它可产生两种转录产物,一种较短,另一种较长。在体细胞中是长的转录产物,剪接后保留了第三个内含子,而第三个内含子中有终止密码子,所以其翻译产物是一个短的蛋白质,为阻遏蛋白,可抑制P-element发生转座;而在生殖细胞中,其转录产物经剪接后将第三个内含子去除,从而可以翻译出较大的蛋白质产物,即为转座酶。所以仅在生殖细胞中,P element可以表达出具有活性的转座酶,从而在生殖细胞内可实现转座,而转座作用可以导致生殖细胞的基因发生断裂,最终导致生殖器官的发育缺陷,表现为不育。
杂交不育的方向性是如何产生的:因为P型雌性果蝇的体细胞可产生一种阻遏蛋白,可随着卵细胞发育保留在卵细胞中,抑制P element的转座。故杂交不育现象只有在染色体含有P element,而卵细胞细胞型为M型时即无阻遏蛋白时,才发生杂交不育。
5. 转化病毒是怎样产生的?
转化病毒,指病毒感染宿主后,可引起宿主细胞发生遗传改变的病毒,包括RNA病毒和DNA病毒。
首先,原病毒DNA整合入宿主DNA中,若在c-onc基因附近,借助于缺失,病毒基因组的env、LTR(right)缺失,c-onc基因同部分原病毒DNA序列融合在一起;
接着,融合基因转录,转录产物的一端是病毒序列,另一端是细胞的c-onc序列;
然后,经过剪接加工除去内含子,产生的融合RNA分子含有包装信号,如果细胞中存在完整的原病毒基因组(野生型病毒)产生的病毒RNA,融合的RNA分子和野生病毒的RNA分子可同时包装于同一病毒颗粒,且野生病毒的RNA分子和融合RNA分子之间发生重排,产生转化逆转录病毒基因组,其两端仍为病毒的重复序列。其重组频率在逆转录病毒感染期间很高,并且以多种形式进行。
6. Virus-like retroposon(类似病毒样的逆转座子)与LINE(长散布序列元件)的结构和转座机制的区别各是什么?
结构:
1)类似病毒样的逆转座子的结构特点:250~600bp的正向末端重复序列(LTR)包围的蛋白质编码区,可编码反转录酶、整合酶等。2)LINE的结构特点:长度较长,6kb左右,有两个ORF,ORF1编码RNA结合蛋白,ORF2编码产物同时具有DNA内切酶和逆转录酶活性。
转座机制:
1)virus-like retroposon在转座过程中首先是转录出mRNA,然后以之为模板,通过逆转录形成双链cDNA,之后利用整合酶切割形成3’OH末端,并对靶位点进行交错切割,逆转座子与靶位点相互连接,转座过程中同样去掉两端的各2bp,最后完成切口补齐,完成了逆转座子插入靶位点。2)LINE:而LINE则首先利用ORF2合成的酶的内切酶活性将靶位点处进行切割,切割产生的一端可与LINE转录出的RNA进行互补配对,然后利用逆转录酶的活性以RNA为模板,以靶位点切口产生的3'OH为引物引发逆转录过程,直到LINE的RNA的全长完成逆转录,然后LINE的RNA发生水解,再以靶位点的另一端为引物,以刚合成的序列为模板继续进行合成,完成双链的合成,2个末端均产生靶位点重复,这样就实现转座。
7. 转座子在基因组进化过程中有什么意义?
答:转座子可通过转座作用使外显子重新组合而赋予其新功能的基因出现,这是生物进化的原始材料,是遗传多样性获得的一个重要途径;
1) 由转座子介导的外显子的重组,可导致新的功能基因的出现;
2) 直接通过转座子的转座作用来实现外显子的重组;
3) 由逆转座子介导的外显子重组;
通过复制性转座使得基因产生重复从而有利于基因的进化(原有基因仍有作用,而新产生的基因可发生新的突变,从而获得新的性状,在进化过程中,产生不同的基因座)。
五.Cancer (杨克恭)
I.名词解释
1. The two-hit hypothesis 双击假说,由体外实验证明提出的:如果试管培养的细胞被一个致癌基因转染时,细胞仍扁平有序,不会发生癌变,但若两个致癌基因同时转染时,形成转化细胞的聚焦点,导致肿瘤的发生,即肿瘤的发生是通过两个以上因素的“打击”来表现的。一般来说,转化这些初始细胞需要一个癌基因表达产物在核内起作用,另一个在细胞质中起作用,即肿瘤的发生需要至少两个因素的“打击”。
2. Gain-of-function mutations 功能获得性突变,把原癌基因变成了致癌基因。在正常细胞中存在原癌基因,是细胞生长发育所必须的(如某些生长因子),并且这些基因处于正常工作状态。当它们发生突变时,细胞具有了恶性增生的能力,很可能导致制癌细胞的发生,这种突变为功能获得性突变。
3. Loss-of-function mutations 功能缺失性突变,在正常细胞中存在抗癌基因,并且这些基因处于正常工作状态。当它们发生突变时,不再具有抑癌功能,很可能导致制癌细胞的发生,这种突变为功能缺失性突变。
4. Checkpoints 关卡、检查点,真核细胞周期的几个控制点,是细胞周期进行过程中进入下一个阶段前的停滞点,用以检测上一过程是否完全完成及条件是否合适,直到环境适合解除控制作用,关卡处的蛋白调控对细胞周期起至关重要的作用。
5. Tumor suppressors 肿瘤抑制因子,细胞中的抑癌蛋白,是细胞内抑癌基因所表达的基因产物,如p53蛋白,如果该蛋白失去或降低功能,伴随其它遗传因素的改变,细胞可能发展为癌细胞。
6. Adoptive cell therapy (ACT)
过继细胞疗法,是一种有效地癌细胞免疫疗法,指将人外周血单核细胞在体外用多种细胞因子共同培养一段时间后获得了一群异质细胞,将此细胞由静脉输入患者体内或直接注入癌组织中。培养后所得的异质细胞兼具有T淋巴细胞强大的抗瘤活性和NK细胞的非MHC限制性杀瘤特点,能直接杀灭癌细胞。
II. 问答题
1. 肿瘤细胞具有哪些超凡能力?
答:1)不需要生长因子,自身即可以实现大量的扩增;2)对临近细胞发出的抑制信号不敏感;3)可逃避凋亡;
4)可无限扩增;5)可转移,可侵入到其他组织;6)持续的血管发生;7)可发生与癌症相关的炎症。
2. Normal & Transformed cell主要有哪些区别?
区别有五:
正常细胞:1)扁平有序排列;2)接触抑制;3)培养时须加入生长所依赖的血清;4)有不同程度的贴壁现象;5)无致癌能力,转移到裸鼠的体表不会致癌。
转化细胞:1)叠加无序;2)无接触抑制;3)不依赖生长因子;4)不贴壁;5)转移到裸鼠时会产生肿瘤。
3. 以膀胱癌为例,简述从肿瘤组织中克隆致癌基因的过程
答:膀胱中的一个基因ras发生突变为rasD,易产生膀胱癌,从其中克隆癌基因的过程如下:
1) 裂解膀胱癌组织细胞,提取DNA,并利用水解酶切割成约30~50bp的DNA片段;
2) 转染小鼠的3T3细胞系,进行培养;
3) 被转化的细胞在培养后则会与未被转化的细胞共同生长,因之增生较快,则会形成与正常细胞形态不同的“聚焦点”;
4) 把被转化的小鼠3T3细胞分离出来,抽提DNA,并切割成约30~50bp的DNA片段,实现第二次的DNA转染3T3细胞,这样即可以将人的非癌基因基本排除;
5) 抽提Focus DNA,并将之切割成一定大小的DNA片段,利用噬菌体作为载体,将其导入大肠杆菌,并涂板,实现亚克隆(subclone);
6) 利用人的Alu作为探针,来筛选含有突变DNA的噬菌体
4. 举例说明proto-oncogenes(原癌基因)转变为oncogenes(癌基因)的机制。
至少有四种机制:1)点突变或缺失或插入突变导致蛋白的高活性或持续活性(如Ras蛋白的激活,由于单碱基突变,导致其第12个氨基酸残基突变);
2)染色体易位导致两个基因融合产生融合基因,导致有持续活性的嵌合蛋白产生(人慢性骨髓白血病的产生,9号染色体跟22号染色体融合,最终产生bcr-abl,导致融合蛋白的产生,为一种Tyr蛋白激酶,对白血病的发生和发展十分重要);
3)染色体的易位使一个一条染色体的调节基因转移到另一条染色体基因上,从而改变了基因的表达水平,如将调节基因移到另一染色体上员癌基因附近使其高表达(人B肿瘤细胞的产生,Ig基因插入到c-myc的靶点,在Ig增强子的作用下,c-myc基因过量表达)
4)染色体DNA扩增使基因过表达(如某些神经母细胞瘤)
5)反式剪接产生融合mRNA和蛋白
6)机械力限制细胞表面受体的空间组织形式
5. 举例说明oncogenetic virus如何致癌。
Oncogenetic virus 按照核酸不同可以分为两类:DNA Oncogenetic virus和RNA Oncogenetic virus,其致癌机理并不相同:
A DNA肿瘤病毒都有癌基因,它的癌基因来源于自身,与宿主无关,是指导自身基因早期表达所必需的,致癌机理病毒表达的蛋白结合于宿主抑癌基因的表达产物,使之失活,即使宿主的抑癌基因失活。Rb是一种抑癌基因,以腺病毒为例,其致癌基因E1A基因的转化能力与RB蛋白的结合能力直接相关,即E1A基因与RB蛋白结合使RB失活,导致肿瘤的发生;