協(xié)和考博遺傳學(xué)知識(shí)

1、遺傳學(xué)內(nèi)容1、結(jié)構(gòu)基因Structural gene：可被轉(zhuǎn)錄形成mRNA，并進(jìn)而翻譯成多肽鏈，構(gòu)成各種結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，催化各種生化反應(yīng)的酶和激素等。2、調(diào)節(jié)基因Regulatory gene：指某些可調(diào)節(jié)控制結(jié)構(gòu)基因表達(dá)的基因，合成阻遏蛋白和轉(zhuǎn)錄激活因子。其突變可影響一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)基因的功能，或?qū)е乱粋€(gè)或多個(gè)蛋白質(zhì)（或酶）量的改變。3、絕緣子（insulator）：是長(zhǎng)約幾百個(gè)核苷酸對(duì)，通常位于啟動(dòng)子與正調(diào)控元件（增強(qiáng)子）或負(fù)調(diào)控因子（為異染色質(zhì)）之間的一種調(diào)控序列。其明顯特征是能夠絕緣或保護(hù)啟動(dòng)子免受上游增強(qiáng)子的影響。4、沉默子（silencer）：真核基因中的一個(gè)特殊序列，與增強(qiáng)子有許多類似

2、之處。但它能夠同反式因子結(jié)合從而阻斷增強(qiáng)子及反式激活因子的作用，并最終抑制該基因的轉(zhuǎn)錄活性。5、基因組學(xué)（genomics）：以基因組分析為手段，研究基因組的結(jié)構(gòu)組成、時(shí)序表達(dá)模式和功能，并提供有關(guān)物種及細(xì)胞功能的進(jìn)化信息。6、基因作圖（genomic mapping）的目的是確定界標(biāo)或基因在構(gòu)成基因組的每條染色體上的位置，及同條染色體上界標(biāo)或基因之間的距離。該領(lǐng)域的工作主要涉及遺傳連鎖圖（genetic linkage map）、物理圖（physical map）、表達(dá)圖（expression map）。7、比較基因組學(xué)（comprative genomics）是基因組學(xué)與生物信息學(xué)的一個(gè)重

3、要分支。通過模式生物基因組之間的或模式生物組與人類基因組之間的比較和鑒別，可以為研究生物進(jìn)化和分離人類遺傳病后選基因和預(yù)測(cè)新的基因功能提供依據(jù)。其中，著重研究生物進(jìn)化的領(lǐng)域又叫進(jìn)化基因組學(xué)（evolutionary genomics）。8、蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）：研究細(xì)胞內(nèi)全部蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)組）的組成及其活動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。9、C值悖理(Cvalue paradox)：生物基因組的大小同生物在進(jìn)化上所處的地位及復(fù)雜性之間無嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種現(xiàn)象稱為C值悖理。10、Cot復(fù)性曲線：以未復(fù)性的單鏈百分?jǐn)?shù)為縱軸，初始濃度（Co）×時(shí)間（t）為橫軸，做成Cot復(fù)性曲線，可用來估計(jì)重

4、復(fù)順序和單拷貝順序的相對(duì)比例。11、遺傳結(jié)構(gòu)：遺傳信息在時(shí)間、空間上的分布規(guī)律。指一個(gè)群體內(nèi)基因的種類及其比率、基因型的種類及其比率。由于種群內(nèi)不斷進(jìn)行新老個(gè)體的更替,群體遺傳結(jié)構(gòu)也在不斷變化，研究群體遺傳結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律的理論基礎(chǔ)是哈迪-溫貝格定律(Hardy-Weinberg Equilibrium)。HWE是由孟德爾定律演變而來的。12、位點(diǎn)（site）：在物理圖譜中，位點(diǎn)是指一系列的客觀物：包括探針位點(diǎn)、限制性內(nèi)切酶酶切位點(diǎn)、克隆位點(diǎn)、基因位點(diǎn)、中間粒及端粒位點(diǎn)等。位點(diǎn)染色體上任何可以區(qū)分的染色體位置。 13、單體型（haplotype）：對(duì)于多基因座復(fù)等位基因遺傳系統(tǒng)而言，每條染色體

5、上帶有分屬各個(gè)基因座上的某個(gè)等位基因。一條染色體上這些不同的等位基因組合就是不同的單體型。14、錯(cuò)義突變（missense mutation)：在基因中由于堿基對(duì)的替換，使mRNA分子中編碼某一氨基酸的密碼子變成編碼另一氨基酸的密碼子。15、無義突變（nonsense mutation)：由于某一堿基的替換，使原來編碼某一氨基酸的密碼子突變成為終止密碼子UAA、UGA、UAG中的一種，致使肽鍵的合成提前終止，肽鍵縮短，成為沒有活性的多肽片段。無效突變（null mutation）：依次分別稱為赭石型、乳石型和琥珀型。琥珀突變（amber mutation）：由于某一密碼子改變成為鏈終止信號(hào)密碼

6、子UAG，結(jié)果導(dǎo)致多肽鏈在成熟前便終止合成的一種突變。琥珀校正：有些tRNA的突變，特別是反密碼子的突變，可抑制基因突變效應(yīng)的產(chǎn)生，此類tRNA稱為抑制型tRNA（suppressor tRNA），琥珀型抑制tRNA就可抑制琥珀突變效應(yīng)的產(chǎn)生，使蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。抑制突變（suppressor mutation）：從正向突變到發(fā)生回復(fù)突變，兩次突變一般分別發(fā)生在兩個(gè)位點(diǎn)上，其中第二次突變因抑制了從野生型到突變型的效應(yīng)稱為抑制突變。16、中性突變（neutral mutation)：在基因中有一對(duì)堿基對(duì)發(fā)生替換，引起mRNA中密碼子的改變，但多肽鏈中相應(yīng)位點(diǎn)發(fā)生的氨基酸的取代并不影響蛋白質(zhì)

7、的功能。17、沉默突變（silent mutation or synonymous mutation同義突變）：密碼子雖然改變，然而所編碼的氨基酸還是原來的氨基酸，那么這一密碼子稱為同義密碼子，這樣的突變?yōu)橥x突變或沉默突變。它對(duì)該蛋白質(zhì)的功能沒有影響。但它會(huì)引起限制性內(nèi)切酶切割位點(diǎn)的變化，從而造成DNA的RFLP。18、回復(fù)突變（reverse mutation）:根據(jù)突變表型和野生型相比較將點(diǎn)突變分成兩類：一類是正向突變（forward mutation）,其突變方向是野生型突變型。另一類是回復(fù)突變，其突變方向是從突變型向野生型。19、動(dòng)態(tài)突變（dynamic mutation）：研究發(fā)現(xiàn)

8、，一些遺傳病的發(fā)生與某些核苷酸串聯(lián)重復(fù)的拷貝數(shù)大大增加有密切的關(guān)系。由于這種拷貝數(shù)的改變隨著世代的傳遞而不斷擴(kuò)大、擴(kuò)增，因此這種改變被認(rèn)為是一種動(dòng)態(tài)的突變。20、順式剪接（cis-splicing）：內(nèi)含子的剪接一般都是發(fā)生在同一個(gè)基因內(nèi)，切除內(nèi)含子，相鄰的外顯子彼此連接，稱為順式剪接。以下兩種屬于非整倍體系列：21、缺體（nullisomy）：缺少一對(duì)同源染色體(2n-2)。22、四體（trisomy）：比正常二倍體多一對(duì)同源染色體(2n+2)。23、核型分析（karyotype analysis）主要是研究染色體的數(shù)目和形態(tài)。對(duì)同源染色體的配對(duì)是通過統(tǒng)計(jì)測(cè)量確定的。24、染色體組型分析（g

9、enome analysis）主要是研究減數(shù)分裂前期染色體的配對(duì)行為。可觀察到同源染色體的真實(shí)的配對(duì)。25、衛(wèi)星DNA（Satellite DNA）:大多數(shù)位于著絲粒區(qū)或核仁組織者。果蠅小衛(wèi)星DNA(Minisatellite DNA)：一般位于端粒處，由幾個(gè)到幾十個(gè)核苷酸對(duì)的單元重復(fù)組成。有兩種形式的小衛(wèi)星DNA。在每個(gè)染色體臂的末端是端粒DNA。在大多數(shù)真核生物中，它由特征性的幾千堿基的串聯(lián)重復(fù)組成；第二類高度可變的小衛(wèi)星DNA位于亞端粒區(qū)域，又稱為VNTR序列(variable number of tandem repeats，同向重復(fù)序列可變數(shù))微衛(wèi)星DNA(Microsatellit

10、e DNA)：由26個(gè)左右的核苷酸對(duì)的單元重復(fù)組成，短的串聯(lián)重復(fù)序列STR。隱蔽衛(wèi)星DNA(cryptic satellite DNA):有與大多數(shù)基因組DNA相當(dāng)?shù)母×γ芏龋x心時(shí)并不象衛(wèi)星DNA那樣被分開，它不形成衛(wèi)星條帶，但它的屬性卻類似衛(wèi)星DNA，其組成包含了多種串聯(lián)重復(fù)序列的DNA分子26、遺傳標(biāo)記（Genetic marker）：遺傳學(xué)中通常將可識(shí)別的等位基因稱為遺傳標(biāo)記。包括（1）形態(tài)標(biāo)記：是指那些能夠明確顯示遺傳多態(tài)的外觀性狀，如株高、粒色等的相對(duì)差異。（2）細(xì)胞學(xué)標(biāo)記：是指能夠明確顯示遺傳多態(tài)的細(xì)胞學(xué)特征。如染色體結(jié)構(gòu)上和數(shù)量上的遺傳多態(tài)性等。（3）蛋白質(zhì)標(biāo)記：非酶蛋白質(zhì)和酶

11、蛋白質(zhì)。在非酶蛋白質(zhì)中，用得較多的是種子貯藏蛋白；酶蛋白質(zhì)主要是同功酶。（4）DNA標(biāo)記：也稱也稱DNA多態(tài)性標(biāo)記、DNA分子標(biāo)記，是DNA水平上遺傳多態(tài)性的直接反映。27何謂功能基因組學(xué)？有哪些研究手段？它的核心問題是研究基因功能，是多學(xué)科合作的一門新興學(xué)科。研究的主要方法：1）DNA水平研究的主要方法基因表達(dá)阻斷法：采用定點(diǎn)定位的方法使基因失活或者代替基因。（1）基因敲除（基因插入失活）：將一段無關(guān)的DNA用來取代某一特定的基因，從而造成特定基因的表達(dá)失活。目前在小鼠中應(yīng)用，其原理是應(yīng)用同源重組。（2）基因干擾：RNAi能降解轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。利用干擾RNA阻斷基因表達(dá)，從而鑒定基因的功能。在線蟲

12、中被證實(shí)。（3）在植物中，TDNA的隨機(jī)插入構(gòu)建突變體，從而在突變庫(kù)中研究基因的功能。另外利用轉(zhuǎn)座子構(gòu)建突變體。酵母中，同源重組。（4）基因的超表達(dá)同樣可以檢測(cè)基因的功能：因?yàn)榛虮磉_(dá)的產(chǎn)物過量同樣呈現(xiàn)發(fā)育異常。2）在轉(zhuǎn)錄組學(xué)上研究基因的功能：因?yàn)榛虮磉_(dá)的第一步是將DNA轉(zhuǎn)錄為RNA，因此鑒定RNA即可判斷基因成員。（1）DNA芯片分析：高通量的分析細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄物組成員。A合成總的cDNA并加入某種信號(hào)，變性后與芯片雜交，B標(biāo)記轉(zhuǎn)錄合成RNA再與芯片雜交。（2）SAGE：來自轉(zhuǎn)錄物組內(nèi)，特定位置的一小段寡聚核甘酸序列含有鑒定一個(gè)轉(zhuǎn)錄物特異性的足夠信息，可以作為區(qū)別轉(zhuǎn)錄物的標(biāo)簽然后通過簡(jiǎn)單的方法

13、將這些串連在一起，形成大量多聯(lián)體，對(duì)每個(gè)克隆到載體的標(biāo)簽進(jìn)行測(cè)序并用SAGE軟件分析，可以確定表達(dá)的基因種類。該方法的關(guān)鍵在于使用了RetypeII它的酶識(shí)別位點(diǎn)與切割位點(diǎn)相距13到14bp。3）蛋白質(zhì)組學(xué)（1）雙向電泳 仍是分離蛋白質(zhì)和多肽的最好方法，然后對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行測(cè)序。（2）質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展是分析達(dá)到納克級(jí)。4）其他研究方法（1）利用生物信息學(xué)手段。（2）利用蛋白質(zhì)相互作用的原理判斷兩個(gè)基因功能的關(guān)系。28、根據(jù)序列的結(jié)構(gòu)和功能，基因組DNA有哪些類型？并比較原核生物基因組與真核生物基因組的特點(diǎn)。原核生物基因組：（1）不具備明顯的核結(jié)構(gòu)，只有DNA的集中區(qū)，形成擬核Nucleoid。（2）

14、基因組小，例E.coli 4639Kb,多數(shù)基因都包括在單一個(gè)環(huán)狀DNA分子上，單一DNA復(fù)制起點(diǎn)，一個(gè)復(fù)制子。（3）重復(fù)序列和不編碼序列很少。DNA的絕大部分是用來編碼蛋白質(zhì)的，只有非常小的部分不轉(zhuǎn)錄。一般無內(nèi)含子和重復(fù)基因，即原核生物基因是連續(xù)的基因。（4）功能上密切相關(guān)的基因構(gòu)成操縱子或高度集中，常轉(zhuǎn)錄成多基因mRNA（多順反子mRNA）。（5）有重疊基因。（6）結(jié)構(gòu)基因通常是單一的DNA序列，除rRNA和tRNA基因外，原核生物結(jié)構(gòu)基因都是單拷貝。真核生物基因組：（1）真核生物基因組數(shù)目龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，基因組大部分位于細(xì)胞核中，一般由多條染色體組成，每條染色體又是由DNA分子與蛋白質(zhì)穩(wěn)定的結(jié)合成染色質(zhì)的多級(jí)結(jié)構(gòu)。（2）每條染色體的DNA分子具有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，基因內(nèi)存在著不表達(dá)的插入序列，即內(nèi)含子。真核基因多為斷裂基因。內(nèi)含子經(jīng)剪切切除，不同剪接方式形成不同的mRNA，翻譯出不同的多肽鏈?；蜣D(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子。（3）編碼序列僅占基因組DNA的一小部分，絕大多數(shù)為非編碼序列。例如：人類基因組約3萬個(gè)基因，約占基因組DNA序列的23。（4）存在著大量的奢侈基因。真核生物基因呈時(shí)序表達(dá)，不同的組織細(xì)胞在不同時(shí)期有不同的基因表達(dá)譜。某一細(xì)胞在特定的時(shí)期只有約13的基因表達(dá)，大部分的基因處于靜息狀態(tài)。29、什么是