生物遺傳學復習總結(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 尾的消失 – 脊椎動物的神經系統的發育 – 發育過程中手和足的成形過程 DNA的片段化斷裂 蛋白質的降解 (三 ) 細胞凋亡的生化改變 細胞凋亡的兩條通路：膜受體通路、線粒體通路 能夠引起肉瘤的 RSV基因組中還有一個 vsrc基因。 這才是引起肉瘤的基因，也是第一個發現的癌基因。 1977年， Michael Bishop 和 Harold Varmus 在雞和其他生物的正常細胞中發現了 vsrc基因的同源基因，稱為 csrc。 ⑥ 細胞癌基因： LTR U5 gag pol env v src U3 LTR⑤ RSV引起腫瘤的原因： vsrccsrc ⑦ vsrc與 csrc的區別 csrc的第 527位酪氨酸（ Tyr527）（ C末端倒數第 6）通常被磷酸化使src失活。 磷酸化的 Tyr527與 N端 SH2 domain結合，使激酶活性部位被包埋。 當 Tyr527被特殊的磷酸酶去磷酸化以后就能激活整個蛋白的 激酶活性 。 Tyr與 SH2 domain結合 圖 193 當 Rb被磷酸化 （ 在正常細胞中 ） 或和腫瘤抗原結合時 （ 在轉化細胞中 ） 細胞周期阻斷被消除 （ 引自 Lewin,2022） 圖 193表面明 RB在正常細胞中與E2F結合，在轉化細胞中與腫瘤抗原結合的模型。非磷酸化的 RB可以阻止細胞的擴增。為了要使細胞周期得以進行必須要阻遏 RB的活性。其途徑就是周期蛋白使RB磷酸化。 當腫瘤蛋白和非磷酸化的 RB結合時也能抑制其活性。由于 RB腫瘤復合物不再和 E2F結合，使 E2F得以游離進入 S期，可活化 S期需要的一些基因。 ① p53的作用 主要的功能是能夠激活某些特殊基因的表達，其中最重要的是 P21蛋白 P21是一個 CDK的抑制因子，能與 G1 期的 Cdkcyclin復合物結合，并抑制 Cdk的活性（如 CDK4/cyclin D），結果細胞被阻止在 G1期直到DNA損傷被修復，然后 P53和 P21減少，細胞周期才能繼續進行。 p53 p21 CDK4/cyclin D E2F 激活 抑制 磷酸化 RB/E2F 釋放 DNA復制 圖 194幾種和 G0/G1或 G1/S期控制有關的蛋白是腫瘤抑制物 （ 引自 Lewin,2022） 癌基因的形成機制 原癌基因通過三種機制轉化為癌基因 : （ 1）點突變 原癌基因的點突變導致產生結構性激活的蛋白。 cSrc的 Tyr527突變，成為 vSrc。 cras的第 12個氨基酸（甘氨酸）和第 61個氨基酸（谷氨酰胺）突變會激活成癌基因 vras。 如： Ras是第一個被確認的非病毒性癌基因。 （ 2）易位 染色體易位將生長調節基因帶到其它 啟動子 的控制下，導致基因不適當地表達。 Burkitt淋巴瘤 cmyc(8號染色體上）易位到 1 22號染色體的免疫球蛋白的強啟動子下，導致過量表達。 慢性粒細胞白血?。?CML）的 費城染色體 ，是 9和 22號染色體易位，導致 bcrabl 原癌基因融合。 （ 3） 原癌基因的原位擴增（ amplification） 原癌基因的原位擴增導致原癌基因的產物過量表達。 人神經母細胞瘤中 vmyc基因復本多（ Nmyc） （ 2） FAP結腸癌形成過程的特點 ① 多次突變 在人的一生中突變率是恒定的，如果只需一次突變就可以使細胞變成惡性，癌癥的發病率就應當與年齡無關。 正常的細胞轉化為惡性腫瘤需要經過 多次突變 調查顯示絕大多數人癌癥發病率的對數與年齡的對數成正比 說明惡性腫瘤的形成需要多次突變 基因組的特點 1. 不同生物基因組大小不同 ~10 000 基因組大小與進化位置無關 基因數目和基因組大小也不成比例 ? C值悖論 生物體單倍體 DNA總量稱為 C值。 高等生物具有比低等生物更復雜的生命活動，理論上應該是它們的 C值也應該更高。 但是很多情況下 C值沒有體現出與物種進化程度相關的趨勢 。高等生物的 C值不一定就意味著它的 C值高于比它低等的生物。這種生物學上的 DNA總量的比較和矛盾，稱為 C值悖論。 基因文庫 一個生物體的 基因組 DNA用限制性內切酶部分 酶切后 ，將酶切片段 插入到載體 DNA分子中 ，所有這些插入了基因組DNA片段的載體分子的 集合體 ，將包含這個生物體的整個基因組，也就是構成了這個生物體的 基因文庫 。 基因組測序 兩個策略： 鳥槍法測序 whole genome shotgun (WGS) sequencing 克隆的依次測序 ordered clone sequencing 鳥槍法測序 克隆的依次測序 第一代 DNA測序技術： Sanger法 第一代 DNA測序技術： Sanger法 第一代 DNA測序技術：熒光自動測序技術 ? 原理：基于 Sanger原理 ,用熒光標記代替同位素標記 ,并用成像系統自動檢測 ,從而大大提高了 DNA測序的速度和準確性。 STR在家系中的傳遞 STR多態性產生機理 ? 主流的兩種理論模型 》 滑移模型 （ slippage） 》 不等交換模型（ unequal crossover) 》 滑移模型 認為在 DNA 復制合成的過程中發生了局部解鏈 , 引起 STR存在區域的新生鏈和模板鏈 相對滑動 而產生錯配 , 使得 1 個或者幾個重復單位形成環狀而未能參與配對 , 經后期修復過程中增添新的堿基與成環部分配對，從而導致了重復單元數量的改變，引起 STR多態性的產生 . 》 不等交換模型 兩條染色體間 DNA 重組過程中發生的 不等交換以及基因轉換 可能是引起 STR多態性產生的主要原因 發育遺傳學的特點 》 發育是生物的共同屬性 發育是貫穿每個生物體的整個生活史，對有性生殖生物而言，則是從受精卵開始到個體正常死亡，其中早期胚胎發育過程包括受精、卵裂和胚層分化 ,是發育的關鍵的階段 , 如哺乳類的早期發育過程 》 發育是基因型與環境因子的相互作用 遺傳控制發育的圖式，發育則是基因按嚴格的時間和空間順序表達的結果，是基因型與環境因子相互作用轉化為相應表型的過程 》 發育中存在基因之間的作用 生物發育過程中的基因與基因的相互作用對執行了發育進程的調控 》 發育調控基因具有保守性 無脊椎動物和脊椎動物，如線蟲、果蠅和人類的發育途徑基本相同，控制發育的基因在進化上是保守的，在結構和功能上有很高的同源性 ? 發育機制 實質是細胞分化的問題 ，受精卵發育為成熟個體的各種各樣組織和器官的過程，也就是 原始的胚胎細胞轉變為具有特定的形態結構與功能的細胞學過程 ? 細胞分化的本質就是在胚胎發育過程中，各類細胞合成它們各自所特有的蛋白質 ? 在形成三個胚層之后，胚胎細胞的發育能力由多能逐漸向一定的方向發展，最后限定形成一種細胞，從而構成成體的某種器官、組織的細胞 胚胎發育機制 干細胞概念和應用 什么是干細胞？ 是動物（包括人）胚胎及器官中具有自我復制和多向分化潛能的原始細胞 能分裂、產生出表現型和基因型都和自己完全相同的子細胞 同時還能分化為各類祖細胞，是重建、修復病損或衰老組織、器官功能的 理 想種子細胞 干細胞的特點 ? 具有無限增殖分裂的能力 ? 長期保持自我穩定的能力 ? 長期保持分化成其它細胞的可能性 ? 產生新細胞是對組織 （ 細胞 ） 損傷的反應 ? 以對稱和 /或不對稱兩種方式進行生長 ， 或保持不分化狀態 ， 或不可逆地向終末分化 干細胞 胰島 A細胞 紅細胞 肌細胞 神經元細胞 肝細胞 根據分化潛能分類 ? 全能干細胞 （ Totipotent stem cell） :可以分化成為所有的成體細胞和組織 ， 并具有形成完整個體的潛能 ， 如人胚胎干細胞 ? 多能干細胞 （ Pluripotent stem cell） :具有分化成為多種細胞 、 組織的潛能 ， 但不具備發育成完整個體的能力 ， 如造血干細胞 、 神經干細胞 、 間充質干細胞 、 皮膚干細胞等 ? 專能干細胞 （ Unipotent stem cell） :只能向一種類型或與之密切相關細胞分化 ， 維持某一特定組織細胞的自我更新 ， 如腸上皮干細胞 干細胞分類 根據發育過程中出現的先后次序分類 》胚胎干細胞（ Embryonic stem cells， ESCs） :是一種高度未分化細胞，具有發育的全能性 》 成體干細胞（ Adult stem cell， ASCs） :普遍存在于機體的大多數組織器官中 2022年世界十大科技進展之一 （ iPS細胞）誘導多功能干細胞 》 2022年 11月 20日， 美國威斯康星大學麥迪遜分校 James Thomson小組 和 日本京都大學 中山亞彌小組 都利用了相同的技術 —— 基因重新編排技術 ，即向皮膚細胞中植入一組 4個基因，通過基因重新編排，使皮膚細胞具備胚胎干細胞的功能 》 這種被改造過的細胞被稱作? iPS細胞? 》 兩個研究小組選擇的植入基因組合略有不同，另外它們選用了不同類型的人體皮膚細胞為?底版?：美國研究小組選用的是成纖維細胞，而日