現(xiàn)代分子生物學(xué)-DNA課件

現(xiàn)代分子生物學(xué)CurrentMolecularBiology

章曉波浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院考查：撰寫1篇分子生物學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)綜述writeareviewpaperrelatedtomolecularbiologyDNA研究進(jìn)展-簡介ProgressinDNAresearch一、表觀遺傳學(xué)二、DNA修復(fù)三、基因序列多樣性表觀遺傳學(xué)（epigenomics）：基因序列不改變，可遺傳的表型變化一、表觀遺傳學(xué)epigenomics染色質(zhì)重塑復(fù)合物：依靠水解ATP提供能量來完成染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，

根據(jù)水解ATP的亞基不同，可將復(fù)合物分為SWI/SNF復(fù)合物、ISW

復(fù)合物以及其它類型的復(fù)合物。這些復(fù)合物及相關(guān)的蛋白均與轉(zhuǎn)

錄的激活和抑制、DNA的甲基化、DNA修復(fù)及細(xì)胞周期相關(guān)。基因組印記（

genomicimpriting）：

來自父方和母方的等位基因在通過精子和卵子傳遞給子

代時發(fā)生了修飾，使帶有親代印記的等位基因具有不同

的表達(dá)特性，這種修飾常為DNA甲基化修飾，也包括組

蛋白乙酰化、甲基化等修飾X染色體失活（Xchromosomeinactivation）女性有兩條X染色體，男性只有一條X染色體，為保持平衡，女性的一條X染色體被永久失活，即“劑量補償”效應(yīng)父本X染色體在所有的早期胚胎細(xì)胞中失活，表現(xiàn)為整個染色體的組蛋白被修飾和對細(xì)胞分裂有抑制作用的Pc-G蛋白(Polycombgroupproteins,Pc-G)表達(dá)，然后Xp在內(nèi)細(xì)胞群又選擇性恢復(fù)活性，最后父本或母本X染色體再隨機(jī)失活。功能性非編碼RNA（non-codingRNA）：

長鏈非編碼RNA（longstrainnon-codingRNA）：在基因簇以至

于整個染色體水平發(fā)揮順式調(diào)節(jié)作用，還具有反式調(diào)節(jié)的

作用短鏈RNA（shortstrainnon-codingRNA）：在基因組水平對基

因表達(dá)進(jìn)行調(diào)控DNA骨架的硫修飾（sulfurmodificationofDNAbackbone）：從植物致病菌到人類病原菌，從好氧菌到厭氧菌，廣泛多樣性硫修飾是自然微生物DNA骨架廣泛存在又非常獨特的生理修飾DNA硫修飾微生物的分布與特定的海洋區(qū)域、海洋深度相關(guān)二、DNA修復(fù)（DNArepairing）DNA修復(fù)：細(xì)胞對內(nèi)外誘變因素造成的DNA損傷和復(fù)制過程中發(fā)生非標(biāo)準(zhǔn)堿基的參入，以及堿基錯配所造成的DNA結(jié)構(gòu)和序列錯誤的一種糾正功能和過程所有細(xì)胞都具有特定的DNA修復(fù)酶系統(tǒng)以確保遺傳信息的正常流動DNA損傷原因（DNAdamageresultsfrom）DNA損傷類型（typesofDNAdamage）DNA修復(fù)機(jī)制（mechanismofDNArepair）直接修復(fù)(directrepair)切除修復(fù)(excisionrepair)錯配修復(fù)(mismatchrepair)識別出正確的鏈（母鏈甲基化），切除掉不正確的部分，然后通過DNA聚合酶和DNA連接酶，合成正確配對的雙鏈DNA主要用來糾正DNA雙螺旋上錯配的堿基對，還能修復(fù)一些因復(fù)制打滑而產(chǎn)生的小于4nt的核苷酸插入或缺失雙鏈斷裂修復(fù)(doublestrainbreakrepair)在DNA損傷時，缺乏校對功能的DNA聚合酶常在受損部位進(jìn)行DNA復(fù)制以避免細(xì)胞死亡，但同時又導(dǎo)致較高的差錯率的修復(fù)方式由高水平的DNA損傷引起的多種基因的協(xié)同誘導(dǎo)作用，也叫SOSresponse（SOS應(yīng)答）易錯修復(fù)(error-pronerepair)重組修復(fù)(recombinationalrepair)復(fù)制含有嘧啶二聚體或其它結(jié)構(gòu)損傷的DNA，當(dāng)復(fù)制到損傷的部位時，子代DNA鏈中與損傷部位相對應(yīng)的部位出現(xiàn)缺口，新合成的子鏈比未損傷的DNA鏈要短一些。完整的母鏈與有缺口的子鏈重組，缺口由母鏈來的核苷酸片段彌補。合成重組后，母鏈中的缺口通過DNA多聚酶的作用，合成核苷酸片段，然后由連接酶使新片段與舊鏈聯(lián)結(jié)，重組修復(fù)完成三、基因序列多樣性(genesequencediversity)基因序列多樣性(genesequencediversity)異構(gòu)體（isoforms）免疫球蛋白基因的多樣性(diversityofIggene)(vetebrates)1.胚胎細(xì)胞的V-J或V-D-J重排抗體多樣性的主要來源2.基因重組的連接變異性V、D、J重組連接時，識別序列的丟失或位移，增加多樣性N區(qū)的變化：在接頭末端減少或增加多達(dá)15nt連接重組：V、D、J連接時發(fā)生重組3.體細(xì)胞基因突變基因片段重排后，發(fā)生體細(xì)胞nt點突變,一般不發(fā)生在IgM體細(xì)胞突變與免疫應(yīng)答過程有關(guān)，第二或三次抗原刺激，變異更大，大部分在CDR1和CDR2，隨機(jī)體細(xì)胞突變后，提高抗體親和力的突變被選擇無脊椎動物：免疫相關(guān)基因序列多樣性(diversityofimmune-relatedgenes,invertebrates)Zhang,S.M.etal.2004.Science305:251-254細(xì)胞凋亡

caspase(PjCaspase)上調(diào)表達(dá)PjCaspase：對蝦細(xì)胞凋亡必需蛋白DCI2008,32:706-715

RNAi過量表達(dá)病毒定量PjCaspase基因多樣性無組織特異性無個體特異性cDNA基因組DNA可能單拷貝基因序列多樣性的意義?不同的分子抵抗不同的病原關(guān)鍵基因RNAi:片段3與抗病毒有關(guān)系（編碼區(qū)）RNAi抑制PjCaspase（含片段3）表達(dá)WSSV誘導(dǎo)的凋亡活性顯著降低Vibrioparahaemolyticus誘導(dǎo)的凋亡活性無變化特異突變標(biāo)記探針隨機(jī)標(biāo)記探針PjCaspase（含片段3）過量表達(dá)體外合成PjCaspasemRNAWSSV誘導(dǎo)的凋亡活性顯著