分子生物学：表观遗传学
表观遗传学( epigenetics):指非基因序列变化导致的基因表达的可遗传的改变。
细胞中生物信息的表达受两种因素的调控：遗传调控提供了“生产’维持生命活动所必需的蛋白质的“蓝本”，而表观遗传调控则指导细胞怎样、何时和何地表达这些遗传信息。
表观遗传学研究的主要内容：DNA的甲基化，染色质的物理重塑和化学修饰，非编码RNA基因调节。
依赖ATP的染色质的重塑由ATP水解释放的能量可以使DNA和组蛋白的构象发生改变；包括DNA的甲基化和组蛋白N端尾巴上特殊位点的化学基团修饰，同样可以直按或间接地影响染色质的结构和功能。二者之间相互渗透，相互作用，共同影响着染色质的结构和基因的表达。此外，近些年发现转录组(transcriptome)中组有多种非编码RNA广泛参与基因表达调控，非编码RNA的基因调节也可属于表观遗传学的研究的范畴。
DNA甲基化的概况
DNA的甲基化既可以发生在腺嘌呤的第6位氮原子上，也可以发生在胞嘧啶的第5位碳原子上。*在真核生物中，DNA甲基化只发生在胞嘧啶第5位碳原子上。
真核DNA甲基化由DNA甲基转移酶(Dnmt, DNA methyltransferase)催化，S-腺苷甲硫氨酸(SAM, S-adenosyl methionine)作为甲基供体，将甲基转移到胞嘧啶上，生成5一甲基胞嘧啶(5-mC)。
在哺乳动物中，DNA甲基化主要发生在CpG双核苷酸序列，全部CG二核苷酸中约
70%~80%的C是甲基化（mCpG), 所以CpG称为甲基化位点。
CG抑制:DNA中CG的排列出现的概率小于期望值1/16（A42+4=16），如人的基因组中CG排列小于1%，而非随机期望的约6%（1/16）.
基因组中的CpG位点并非均一分布。在某些区域中(大约有300～3 000 bp)，CpG位点出现的密度高(50%或更高），这些区域即所谓的CpG岛。
大部分CpG岛(>200bp, C+G含量=/>50%. CpG观测值/期望值=/>0.6) 位于基因的5’端，包括基因的启动子区域和第一外显子区，而且60%的人类(哺乳动物40%)基因组的启动子区都含有CpG岛(几乎所有管家基因都存在CpG岛），它们在基因表达调控中可能发挥着重要的作用。另外,DNA复制起始点也往往与CpG岛位置相互重合，但是具体的生物学意义尚待研究。
甲基化反应分为：维持性甲基化(maintenance methylation)和从头甲基化(de novo methylation)。
从头甲基化：是对DNA上甲基状态的重新构建，不依赖DNA复制，由DNMT3a/3b催化, 在完全非甲基化的位点上由引入甲基。这是甲基化的建立机制。
维持性甲基化：与DNA的复制相关联，DNA复制后，新合成的子代链是非甲基化的，DNMT1识别新生成的DNA双链中亲代单链上的mCpG位点，催化互补链相应位置的甲基化，以维持亲代双链甲基化的状态。
DNA（CpG岛）甲基化修饰，主要发挥对DNA的保护作用，抑制基因转录。这种修饰已发现这和许多重要的生物现象相关，包括：染色质结构改变、基因印迹、转座子和X 染色体活性抑制、细胞分化、以及包括癌症等疾病发生。
DNA（CpG岛）甲基化由各种DNA甲基化转移酶(DNA methyl transferase, DNMT) 完成。其生物效应则主要通过一些含有与mCpG结合(methyl-CpG-binding domain, MBD)结构域的蛋白MBDP介导。
DNMT1:发挥DNA维持性甲基化的重要作用，此外还参与了许多重要生命活动，如在DNA 复制修复过程中发挥要的作用。
甲基化DNA的最小结构单位称为甲基CpG结合域(Methyl-CpG-binding domain, MBD), 甲基化结合蛋白家族据其结构域不同, 分为三大类：
第一类：蛋白质仅含有MBD结构域(有的还有转录抑制结构域),包括MeCP2、MBD1、MBD2、MBD3、和MBD4，共5种;
第二类：蛋白质除了MBD结构域外，其C端还有DDT、PHD、bromodomain三种蛋白
质结构，包括人类BA22a和BA22b以及鼠TIP5等；
第三类：蛋白质在MBD的C端有Pre-SET和SET的结构域，如人类的SETDB1和CLLD8。MBD2a 的双重作用: 抑制CRE甲基化基因的转录；增强CRE非甲基化基因的转录。(A) 当基因启动子区的DNA元件CRE甲基化时，
MBD2a可以识别甲基化修饰，通过招募其他蛋白形成MeCP1复合物抑制基因的表达。
(B)当CRE非甲基化时，转录因子CREB与该元件结合，通过RHA招募RNA聚合酶，启动转录，此时MBD2a可以与RHA结合，增强转录激活的效应。
DNA甲基化模式的建立:
1、在哺乳动物中，DNMT3a/3b催化DNA重新甲基化；但也在一定条件下参与DNA维持性甲基化，DNMT3a/3b的定位依赖于其本身或相关染色质蛋白与DNA甲基化的识别；
2、在哺乳动物中，DNMT1在体细胞中维持DNA甲基化模式的遗传中发挥主导作用；但DNA甲基化的维持可能是染色质相关蛋白和几种DNA甲基化转移酶协同作用的结果；
3、DNA甲基化模式的维持不是简单的点对点的精确维持，而是一种“状态”维持，即DNA某一区域总体甲基化的状态在细胞分裂过程中是稳定遗传（维持）的，但具体到某个特定的CpG位点，不同细胞克隆或亲代与子代之间可能是不同的。
4、无论基因是激活的还是失活的，体细胞中大部分CpG岛是非甲基化的。体细胞内的DNA甲基转移酶可能不是以游离状态而是与染色质结合存在的。
5、组蛋白的化学修饰和染色质重塑与DNA甲基化之间有着密切的联系，染色质相关蛋
白的化学修饰和染色质（物理）重塑与DNA甲基化相互影响。
普遍认可的DNA甲基化模式是：DNMT3a/3b催化DNA重新甲基化，DNMT1在体细胞中维持DNA甲基化模式的遗传。
DNA甲基化的维持可能是染色质相关蛋白和几种DNA甲基化转移酶协同作用的结果（DNA 维持甲基化的新模型）
维持甲基化的新模型：
1、DNMT1通过PCNA和/或NP95定位在复制叉并识别半甲基化的DNA，将子链DNA
新掺入的胞嘧啶甲基化，当复制叉过后，被DNMT1遗漏的胞嘧啶可由DNMT3a/3b 甲基化。
2、DNMT3a/3b对半甲基化DNA和非甲基化DNA没有选择性，亲代与子代DNA甲基化
的维持是“状态”而非“点对点”的维持。
DNA甲基化的作用机制
DNA甲基化参与的生命活动主要包括：基因调控、DNA的复制与组装、细胞的损伤修复与凋亡，及DNA的转座和重置等方面。
（一）DNA甲基化对基因表达的调控作用
DNA甲基化对基因表达的抑制活性是多方面的作用共同导致的，既有甲基化对转录激活因子直接的排斥作用，也包含有甲基化结合蛋白所介导的对基因表达的抑制活性。1.甲基化影响一部分转录因子的DNA结合活性
甲基化时，阻碍了转录因子对DNA序列的识别，不能有效启动转录。
2.MBD家族介导的转录抑制（间接抑制）
MBD家族蛋白的MBD结构域可以与甲基化或半甲基化的DNA相互结合；其转录抑制相关的结构域(TRD)可以与多种转录抑制因子相互结合以发挥抑制基因表达的活性。
3.DNMT家族介导的转录抑制
通过影响组蛋白的活性而影响基因的表达。这一功能的意义可能在于抑制DNA复制过程伴随的基因转录，从而保证复制过程的顺利完成。
4.DNA甲基化和基因表达抑制之间的关系不仅是单向的
（二）DNA甲基化与DNA的复制与染色体的组装
在S期早期，由于常染色质DNA首先进行复制，因而子代产物的组装比较疏松；而在S 期后期，异染色质的DNA开始复制，因而组装的子代DNA结构变得紧密。这种组装的差异性一部分是通过识别局部甲基化的程度而精密调节的。
碱基序列的合成复制，同时也是维持甲基化的过程，两者的偶联也是依赖一个精密的机制而实现的。
复制初期的复制复合物较小，除了DNA复制的基本成分，还有DNMT1和DMAPl(DNA methyltransferase associated protein l)结合到复制复合物上，抑制可能伴随发生的基因的转录，并且催化实现DNA的维持甲基化。
而在复制晚期，DNA复制复合物逐渐变大，HDAC2．DNMT3a/3b，MBD2-MBD3等都参与了复制复合物的形成，并促进了异染色质结构的形成。
（三）DNA甲基化与细胞损伤与修复
1、甲基化可以引起DNA的多种损伤。
2、甲基化参与到DNA损伤修复并可调控相关基因的表达。（如DNMTl-/- 的胚胎往往未能出生就死去了，可能就是因为甲基化程度降低，导致凋亡基因的活化，以及染色体的不稳定性增加，从而使细胞对环境变化非常敏感，机体抵抗力下降。）
3、在错配修复中，甲基化还起着识别新链和旧链的作用，从而正确指导这一过程。（四）DNA甲基化与DNA的转座
真核基因组DNA大量的转转座成分的存在，一方面可以缓冲对基因组的打击；另一方面，其自身也构成基因组的不未定因素，因此，转座子的活性必须得到有效控制。
逆转座子由于缺失了启动子是没有活性，而少部分有活性的转座子则因为甲基化对它的抑制作用而失活。在甲基化异常降低的情况下，它们的活性可能增加，而产生逆转录可能会导致关键基因的失活而引起细胞的死亡或癌变。
DNA甲基化的生物效应
（一）甲基化与遗传性疾病的相互关系
（二）甲基化在癌症发生、发展中的作用
肿瘤细胞的甲基化模式与正常细胞相比有较大的改变。全基因组的甲基化有所下降，但CpG岛的高甲基化异常增高。基因组的低甲基化会导致基因组不稳定性的增加；局部的高甲基化会抑制抑癌基因的表达，诱使基因突变，还可以导致基因的丢失。
1．甲基化的胞嘧啶是体内突变的热点：(1)甲基化胞嘧啶自发脱氨基增加了C转变为T 的突变频率。甲基化的胞嘧啶无论是在体内还是体外不需酶的参与就能发生自发脱氨基反应，使m5C转变为T，且不易被修复。(2)甲基化胞嘧啶的外源性的突变概率也会增高。甲基化胞嘧啶对紫外线的物理损伤更加敏感，而且与致癌物的亲和力也会增加。2．CpG岛异常高甲基化：抑癌基因DNA启动子区域的甲基化被看作肿瘤抑制基因失活的主要机制。3．基因组广泛低甲基化：肿瘤基因组中广泛低甲基化的程度和肿瘤的恶性程度密切相关，低甲基化在诱导染色体不稳定性中也起了极大的作用。
4．癌症演进过程中，甲基化状态的改变：由于不同癌细胞甲基化进展的程度不同，使之成为癌组织异质性的重要原因之一。
DNA甲基化的生物应用
5-氮胞苷和5-氮-2‘-脱氧胞苷是通有效的DNMT抑制剂。能掺人到DNA直接抑制DNA 合成，并且还能作为胞嘧啶的类似物有效地与DNITl结合，使其不能够再甲基化其他DNA 中的胞嘧啶，失去维持甲基化的能力。前者还可掺人RNA抑制翻译而后者DNA并与DNMT1不可逆结合，应用性强。
DNA 去甲基化药物
DNA甲基化的检测方法
（一）亚硫酸氢钠法：依赖亚硫酸氢钠(sodium bisulfite)对甲基化和非甲基化的胞嘧啶的化学活性不同把两者区分开来使DNA中的C在转变为T，仅mC 保留为C。
（二）甲基化敏感的限制性内切酶法：
一些限制性内切酶的识别位点中含有CpG双核苷酸序列，而对含mCpG序列则没有结合活性。这类酶中比较重要的有BstUI、Notl、SmaI 。设计出的方法有：RLGS、DMH、MCA 等
DNA主动去甲基化
哺乳动物主要发生在生殖发育过程的两个阶段：1 受精卵的雄原核；2 胚胎的原生殖细胞
受精卵中的主动去甲基化：在受精卵形成后至雄原核和雌原核融合前，雄原核和雌原核都有明显的甲基化，在受精4~8h(小鼠)后，雄原核的甲基化完全消失，这个过程发生在受精卵形成后的第一次复制之前，因此认为是DNA主动去甲基化，并且推测未知的DNA 去甲基化酶可能存在于卵细胞中。
偶联于DNA损伤一修复的DNA主动去甲基化：哺乳动物中可能也存在与植物中类似的偶联于DNA损伤一修复的DNA主动去甲基化机制。
组蛋白修饰
组蛋白N末端带正电荷的赖氨酸、精氨酸残基和带负电荷的DNA链相互作用也十分重要，它们被修饰能改变DNA和组蛋白的相互作用而影响基因表达。
组蛋白的修饰主要发生在核心组蛋白伸展出来的N端尾巴上(主要是保守性极高的H3和H4)，目前所知的修饰方式有6种：乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、SUMO化和ADP-
核糖化。
组蛋白乙酰化与去乙酰化修饰
通常情况下，组蛋白的乙酰基化过程总是维持着动态平衡，这种平衡是由组蛋白乙酰基转移酶(HATs)和组蛋白去乙酰基酶(HDACs)的共同作用来维持的。
组蛋白甲基化
组蛋白甲基化及其调控较其他修饰更为复杂：不仅对转录具有正向或反向调控，同时有多种甲基化修饰状态及多种甲基化酶协同、竞争或特异性调节的组合。因此，组蛋白甲基化可能广泛参与了基因时空特异性表达等精细调控。
组蛋白N端尾巴上的精氨酸与赖氨酸可以发生甲基化修饰，而且甲基化的修饰是多步进行的。其中，精氨酸可以发生对称和不对称的双甲基化修饰，而赖氨酸可以产生双甲基化和三甲基化的修饰。
组蛋白调控模式及组蛋白修饰之间的相互作用
在组蛋白调控模式中，与染色质相关的蛋白大致可分为3类，即writers、erasers 与readers 。其中writers指能特异性产生组蛋白修饰的酶，包括组蛋白甲基化酶和乙酰化酶；erasers旨能去除组蛋白修饰的酶，如去甲基化酶和去乙酰化酶；readers指能特异识别组蛋白修饰并与其结合的蛋白，这类蛋白通常具有一定的结构基础，统称为染色质相关结构域，主要包括Royal超家族的Chromo，Tudor，MBT结构域以及PHD结构域等.三类蛋白构成了writing，reading，erasing的循环路径，是组蛋白修饰精细调控的基础。组蛋白密码说: 存在一种组蛋白密码将每种组蛋白修饰与特定的生命过程相联系，即参与转录激活或抑制。组蛋白修饰对基因表达的调控是由众多蛋白结合模块对组蛋白修饰的识别与结合而实现的。
越来越多的研究表明，组蛋白修饰对基因转录活性的调控是局部染色质区域多种修饰共同作用的结果，在此过程中形成了复杂的协同或拮抗作用。
DNA甲基化与组蛋白修饰之间的关系
由于组蛋白的乙酰化状态处于动态平衡过程中，因而对染色体活性的调节有着重要的意义，同时它也是DNA甲基化调节基因表达的重要机制。
组蛋白乙酰化的改变还可能影响DNA甲基化的状态，一些蛋白质兼有DNA甲基转移酶和组蛋白乙酰化识别的结构域，暗示这些蛋白质具有通过识别组蛋白的活性状态来调节DNA甲基化改变的功能。
组蛋白甲基化作为一种稳定的表基因修饰的标志，与DNA的甲基化也有着相互作用。一方面，H3K9三甲基化被认为是DNA甲基化的必要条件；另一方面，甲基化的DNA与甲基结合蛋白MBD1相作用，继而招Suv39Hl-HP1的复合物，从而抑制相关基因的表达；MBD家族的另一成员MeCP2也具有相似的活性；DNA甲基转移酶DNMT1也被报道可以与Suv39Hl-HP1β相互作用。
两种不同的甲基化遗传模式
表观遗传与疾病
肿瘤发生
DNA甲基化异常与肿瘤发生相关，通常以导致基因表达功能缺失的方式使细胞出现癌变。
1、DNMTs在多种癌变组织中表达增加，可能是引起DNA甲基化异常的原因。（如在前列腺癌中，CpG岛高甲基化导致谷胱甘肽硫转移酶(Glutathione S-transfcrasc pi 1，GSTPl)失活；乳腺癌、结肠癌与胃癌中也存在特定基因高甲基化的状况。）
2、DNMT基因表达异常与DNA甲基化异常的发生可能与细胞衰老有关。衰老细胞发生DNA甲基化漂移，这种现象可能由DNMTs活性降低或表达过高引起。5一氮杂一2 7一脱氧胞苷（5-aza-2 7-deoxycitydine，作为一种DNMTs抑制剂，被证明有抗癌作用。）
3、组蛋白乙酰化也与肿瘤发生发展密切相关。其中组蛋白乙酰化酶p300／CBP可与多种原癌基因及抑癌基因表达产物相互作用，这些蛋白包括Jun，fos，p53，RB等o p300／CBP基因广泛参与了涉及白血病的染色体移位，导致多种包含HAT活性的融合蛋白产生，与白血病的发生发展密切相关。组蛋白去乙酰基酶包括HDACs及SIRTs等，亦通过多种机制参与癌症进程
组蛋白甲基化也与癌症的关联。有实验表明H3K4、H3K9及H3K27甲基化通过调控特定基因表达而参与肿瘤发生过程；H3K9与H4K20甲基化的广泛下调与癌症相关
表观遗传与发育
许多重要的转录因子以及DNA甲基化、组蛋白修饰等表观因素参与其中c参与早期的胚胎发育过程。受精卵形成后，来自卵细胞胞浆中的一系列转录因子如OCT4、SOX2，表观修饰因子EZH2、EED以及染色质重塑因子Brgl对受精卵的发育至关重耍。
卵裂初期：OCT4、SOX2等在维持细胞的多分化潜能；EZH2介导分化相关基因的可逆性失活与激活，调控分化进程；Brgl作为染色质重塑复合物SWIZ SNF的重要组成部分，维持发育初期染色质处于转录活化状态。
8细胞期时，卵裂中细胞出现极性，细胞可对称分裂成两个极性的外细胞(OC)，或者非对称分裂为一个外细胞和一个内细胞(IC)，分别形成外滋养层和内细胞层(ICM)。转录因子CDX2和OCT4分别对外滋养层和内细胞层的发育是必不可少的。此外NANOG与ICM 多分化潜能的维持有关。研究表明精氨酸甲基化转移酶CARM1参与了对NANOG表达的调控，提示表观遗传调控也参与了这个阶段胚胎的发育。
在雌性胚胎的发育早期，父源X染色体非编码RNA XIST的表达，以及随后出现的H3K4me2、H3K4me3的减少和H3K9me2、H3K27me3及H2A泛素化的增加而失活。当胚胎发育到胚泡阶段，ICM中的原始外胚层细胞(PEct)失活的X染色体上抑制性标记被清除，两条X染色体都处于转录活化状态，而外滋养层细胞中失活的X染色体仍保持失活状态。失活X染色体的活化是ICM细胞染色质处于“开放”状态的一个表现，是胚胎发育中染色质重编程(reprogamming)的一个过程。
在受精卵植入前，卵裂的细胞基因组经历一个被动DNA去甲基化过程，推测这个过程与建立转录活化的染色质状态有关，有利于发育相关基因的表达。植入后，胚泡中的ICM 细胞重新建立DNA甲基化模式，而外滋养层细胞仍处于广泛DNA低甲基化状态。这种差异是由于ICM细胞中DNMT3b特异性表达所致。
当胚胎发育到11.5～12.5天时（人），原生殖细胞(PGC)的DNA再次去甲基化，这个过程同时伴随着亲本印记基因的去甲基化，这种表观遗传变化推测与PGC来源的生殖细胞的多分化潜能维持有关。在精子发生或卵细胞发育时，印记基因的甲基化模式才再次建立。
1、下面哪种酶是在重组DNA技术中不常用到的酶（） 1.限制性核酸内切酶 2.DNA聚合酶 3.DNA连接酶 4.DNA解链酶 2、长期接触X射线的人群，后代遗传病发病率明显升高，主要原因是该人群生 殖细胞发生（） 1.基因重组 2.基因突变 3.基因互换 4.基因分离 3、朊病毒的主要组成成分是：( ) 1.RNA 2.蛋白质 3.多糖 4.DNA 4、Western blot是（） 1.检测DNA的方法 2.检测RNA的方法 3.检测蛋白的方法 4.检测酶的方法 5、针对耐药菌日益增多的情况,利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究 备受关注。下列有关噬菌体的叙述,正确的是（） 1.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质 2.以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸 3.外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成,使该细菌死亡 4.能在宿主菌内以二分裂方式增殖,使该细菌裂解 6、在真核细胞中肽链合成的终止原因是( ) 1.已达到mRNA分子的尽头 2.具有特异的tRNA识别终止密码子 3.终止密码子本身具有酯酶作用，可水解肽酰与tRNA之是的酯键 4.终止密码子被终止因子(RF)所识别 7、tRNA的作用是( ) 1.将一个氨基酸连接到另一个氨基酸上 2.把氨基酸带到mRNA位置上
3.将mRNA接到核糖体上 4.增加氨基酸的有效浓度 8、“转基因动物”是指( ) 1.含有可利用基因的动物 2.基因组中插入外源基因的动物 3.本身具有抗体蛋白类的动物 4.能表达基因信息的动物 9、a和b是不同顺反子的突变，基因型ab/++和a+/+b的表型分别为（） 1.野生型和野生型 2.野生型和突变型 3.突变型和野生型 4.突变型和突变型 10、法医DNA科学涉及的学科有（） 1.分子遗传学 2.生物化学 3.生物统计学 4.以上都是 11、下列哪种碱基不属于DNA/RNA的碱基（） 1.腺嘌呤 2.鸟嘌呤 3.次黄嘌呤 4.胸腺嘧啶 12、下列哪项不是法医DNA分析技术的衍生技术（） 1.RT-PCR 2.SSP - PCR 3.PCR - SSOP 4.MVR – PCR 13、下列哪项不属于现在主要开发研究的微型化DNA分析仪器（） 1.微芯片毛细管电泳装置 2.微型热循环仪 3.杂交阵列 4.流式细胞仪 14、不属于质粒被选为基因运载体的理由是（） 1.能复制
滨州医学院 《医学遗传学》试题（A卷） （考试时间：120分钟，满分：80分） 选择题（每题 1 分共20 分） 请将答案填到后面对应的表格中，未填入者不得分 1、下列哪些疾病不属于染色体不稳定综合征：（ D ） A Bloom综合征 B Fanconi贫血症 C 着色性干皮病 D 先天性巨结肠病 2、下列哪个基因属于肿瘤抑制基因，并在人类恶性肿瘤中存在的变异占据第一位。（ A ） A P53基因 B Rb基因 C WT1基因 D MTS1基因 3、下列核型是先天愚型患者核型的是( C )。 A 47，XX（XY），+13 B 47，XX（XY），+18 C 47, XX(XY), ＋21 D 46，XX（XY），del(5)(p15) 4、下列核型是猫叫综合征患者核型的是( D )。 A 47，XX（XY），+13 B 47，XX（XY），+18 C 47, XX(XY), ＋21 D 46，XX（XY），del(5)(p15) 5、下列属于Klinefelter综合征患者核型的是( D )。 A 47，XYY B 47，XXX C 45，X D 47，XXY 6、一个947人的群体，M血型348人，N血型103人，MN血型496人，则 A 。 A．M血型者占36.7% B．M基因的频率为0.66 C．N基因的频率为0.63 D．MN血型者占55.4% 7、（ B ）不是影响遗传平衡的因素。 A．群体的大小 B．群体中个体的寿命 C．群体中个体的大规模迁移 D．群体中选择性交配 8、在一个100人的群体中，AA为60%，Aa为20%，aa为20%，那么该群体中 D 。A．A基因的频率为0.3 B．a基因的频率为0.7 C．是一个遗传平衡群体 D．是一遗传不平衡群体 9、对于一种相对罕见的X连锁隐性遗传病，其男性发病率为q, A 。 A．女性发病率为q2 B．女性发病率是p2 C．男性患者是女性患者的两倍 D．女性患者是男性患者的两倍 10、下面哪种疾病属于线粒体遗传病（ A ）。 A、KSS B、Friedreich C、Fanconi贫血症 D、Bloom综合症 11、线粒体DNA无内含子，唯一的非编码区是约1000bp的（ C ）。 A 复制起始点 B 转录起始点 C D-环 D 蓬松区 12、每个二倍体细胞内α基因和β基因数量之比是( B ) 。 A 1：1 B 2：1 C 3：1 D 4： 13、α地中海贫血主要的发生机制是(A ) A 基因缺失 B 点突变 C 融合基因 D 单个碱基的置换 14、血友病A是由于血浆中缺乏( C )所致。
名词解释 1. genome 基因组p235 某一个生物的细胞中储存于单倍染色体组中的总遗传信息，组成该生物的基因组 2. ribozyme 核酶p266 核酶是具有催化功能的RNA分子，是生物催化剂，可降解特异的mRNA序列。核酶又称核酸类酶、酶RNA、核酶类酶RNA。大多数核酶通过催化转磷酸酯和磷酸二酯键水解反应参与RNA自身剪切、加工过程。与一般的反义RNA相比，核酶具有较稳定的空间结构，不易受到RNA酶的攻击。更重要的是，核酶在切断mRNA后，又可从杂交链上解脱下来，重新结合和切割其它的mRNA分子。 3. signal molecule 信号分子p158 信号分子是细胞的信息载体，包括化学信号如各种激素，局部介质和神经递质以及各种物理信号比如声、光、电和温度变化。各种化学信号根据其化学性质通常可分为3类：1、气体性信号分子，包括NO、CO，可以自由扩散，进入细胞直接激活效应酶产生第二信使cGMP,参与体内众多生理过程。2、疏水性信号分子，这类亲脂性分子小、疏水性强，可穿过细胞质膜进入细胞，与细胞内和核受体结合形成激素－受体复合物，调节基因表达。3、亲水性信号分子，包括神经递质、局部介质和大多数蛋白类激素，他们不能透过靶细胞质膜，只能通过与靶细胞表面受体结合，经信号转换机制，在细胞内产生第二信使或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶的火星，引起细胞的应答反应。 4. house-keeping gene管家基因p319 管家基因是指所有细胞中均表达的一类基因，其产物是维持细胞基本生命活动所需要的，如糖酵解酶系基因等。这类基因一般在细胞周期S期的早期复制。分化细胞基因组所表达的基因大致可分为2中基本类型一类是管家基因，另外一类是组织特异性基因。 5. cis-acting elements顺式作用元件 存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列。顺式作用元件包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等，它们的作用是参与基因表达的调控。顺式作用元件本身不编码任何蛋白质，仅仅提供一个作用位点，要与反式作用因子相互作用而起作用。是指与结构基因串联的特定DNA序列，是转录因子的结合位点，它们通过与转录因子结合而调控基因转录的精确起始和转录效率。 6. epigenetics 表观遗传学p251(重新查！！！1) 表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多，已知的有DNA甲基化，基因组印记，母体效应，基因沉默，核仁显性，休眠转座子激活和RNA编辑等。是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。表观遗传现象包括DNA甲基化、RNA干扰、组织蛋白修饰等 7. Hayflick limitation Hayflick界线 Leonard Hayflick利用来自胚胎和成体的成纤维细胞进行体外培养，发现：胚胎的成纤维细胞分裂传代50次后开始衰退和死亡，相反，来自成年组织的成纤维细胞只能培养15～30代就开始死亡。Hayflick等还发现，动物体细胞在体外可传代的次数，与物种的寿命有关；细胞的分裂能力与个体的年龄有关，由于上述规律是Hayflick研究和发现的，故称为Hayflick 界线。关于细胞增殖能力和寿命是有限的观点。细胞，至少是培养的二倍体细胞，不是不死的，而是有一定的寿命；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限，这就是Hayflick 界线。 8. proto-oncogene原癌基因p312 原癌基因是细胞内与细胞增殖相关的基因，是维持机体正常生命活动所必须的，在进化上高等保守。当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞过度增
第十一章表观遗传学 、名词解释 epige netics; huma n epige nome project,HEP; hist one code 一、A型题 1脆性X综合征是何基因发生重新甲基化而沉默导致？（D） A.H19基因 B. MeCP2基因 C. IGF2基因 D. FMR1 基因 2、对表观遗传的生物学意义的表述错误的是（D） A、补充了“中心法则”，阐明核酸并不是存储遗传信息的唯一载体。 B “表观遗传修饰”可以影响基因的转录和翻译。 C表观遗传学修饰的可遗传性在基因和环境的共同作用中起重要作用。 D“表观遗传修饰”不能在个体世代间遗传。 3、 Prader-Willi （ PW$综合征是由于 __________________ 印记基因缺失引起。（A） A、父源15q11-q13缺失 B 、母源15q11-q13 缺失 C父源和母源15q11-q13缺失 D 、父源11P15.5缺失 4、 Amgelma n （AS）综合征是由于 ________________ 印记基因缺失引起。（B） A、父源15q11-q13缺失 B 、母源15q11-q13 缺失 C父源和母源15q11-q13缺失 D 、父源11P15.5缺失 5、表观遗传学三个层面的含义不包括：（D） A、可遗传性，可在细胞或个体世代间遗传； B、基因表达的可变性； C、无DNA序列的变化。 D、可遗传性，可在细胞世代间遗传但不可在个体世代间遗传； 6、 siRNA相关沉默修饰的作用机制是：（A ） A.与靶基因互补而降解靶基因 B. 抑制靶mRNA翻译 C.去除靶mRNA勺多聚腺苷酸尾巴，使其被 3 '核酸外切酶水解
2012─ 2013学年第2学期 《普通遗传学》课程考试试卷(A卷) 一、名词解释（每题2分，共20分）。 1、同源染色体：指形态、结构和功能相似的一对染色体，他们一条来自父本，一条来自母本。 2、等位基因：位于同源染色体上，位点相同，控制着同一性状的基因。 3、一因多效：一个基因也可以影响许多性状的发育现象。 4、基因定位：确定基因在染色体上的位置。主要是确定基因之间的距离和顺序。 5、重组DNA技术：它是指在体外将不同来源的DNA进行剪切和重组，形成镶嵌DNA 分子，然后将之导入宿主细胞，使其扩增表达，从而使宿主细胞获得新的遗传特性，形成新的基因产物。 6.测交：将待测个体与隐性个体杂交，根据杂交后代中表现型的种类和比例推测待测个体的基因型，这种杂交方式称为测交。 7. 中性突变（nonssense mutation）：是指突变基因不影响生物的生存和生长发育，如小麦粒色的变化、芒的有无。 8. 基因组：一个物种的单倍体细胞中所含有的遗传物质的总和称为该物种的基因组。 9. 广义遗传力：遗传方差占表型方差的百分比。 10细胞质遗传：由细胞质内的基因即细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律叫做，又称染色体外遗传、核外遗传、母体遗传等。 二、填空题 (每空 0.5分，共 10 分) 1．①20 ②１０③１０④３０⑤２０ 2．①1/16 ②1/8 3．①9:7②9:6:1 ③12:3:1 4．①剂量②半不育③抑制交换 5．①单体②三体 6．①随机交配②基因③一代随机交配 7．①限制性核酸内切酶②质粒、病毒、噬菌体 三、选择题（请将答案填写在相应得表格中。每题1分，共10分） 四、判断题（正确的画“√”，错的画“×”，答案填写在相应得表格中。每题1分，
表观遗传学 大家晚上好！很高兴有机会和大家交流，我最近看了一些这方面的材料，借这个机会和大家交流一下，讲的不一定对，就是自己的理解，有问题的地方大家可以讨论。我想从以下几个方面进行介绍： 1、表观遗传学概念 2、表观遗传学的研究内容 一、表观遗传学概念 经典遗传学认为遗传的分子基础是核酸, 生命的遗传信息储存在核酸的碱基序列上，碱基序列的改变会引起生物体表现型的改变，而这种改变可以从上一代传递到下一代。然而，随着遗传学的发展，人们发现,，DNA、组蛋白、染色质水平的修饰也会造成基因表达模式的变化，并且这种改变是可以遗传的。这种基因结构没有变化，只是其表达发生改变的遗传变化叫表观遗传改变。表观遗传学是一门研究生命有机体发育与分化过程中，导致基因发生表观遗传改变的新兴学科。 1939年，生物学家Waddington CH 首先在《现代遗传学导论》中提出了epihenetics这一术语，并于1942年定义表观遗传学为他把表观遗传学描述为一个控制从基因型到表现型的机制。 1975年，Hollidy R 对表观遗传学进行了较为准确的描述。他认为表观遗传学不仅在发育过程，而且应在成体阶段研究可遗传的基因表达改变，这些信息能经过有丝分裂和减数分裂在细胞和个体世代间传递，而不借助于DNA序列的改变，也就是说表观遗传是非DNA序列差异的核遗传。 Allis等的一本书中可以找到两种定义，一种定义是表观遗传是与DNA突变无关的可遗传的表型变化；另一种定义是染色质调节的基因转录水平的变化，这种变化不涉及DNA序列的改变。 二、表观遗传学研究内容 从现在的研究情况来看，表观遗传学变化主要集中在三大方面：DNA甲基化修饰、组蛋白修饰、非编码RNA的调控作用。这三个方面各自影响特有的表观遗传学现象，而且它们还相互作用，共同决定复杂的生物学过程。因此，表观遗传学也可理解为环境和遗传相互作用的一门学科。 DNA甲基化 组蛋白共价修饰 染色质重塑 基因组中非编码RNA 微小RNA（miRNA） 反义RNA 内含子、核糖开关等 基因印记 1、DNA甲基化(DNA methylation)是研究得最清楚、也是最重要的表观遗传修饰形式，主要 是基因组DNA上的胞嘧啶第5位碳原子和甲基间的共价结合，胞嘧啶由此被修饰为5甲基胞嘧啶(5-methylcytosine，5mC)。
一、专业术语翻译与解释(共10小题，每小题4分，共40分) 1.Exon 2.Promoter 3.Proteomics 4.Frame-shift mutation 5.Wobble hypothesis 6.Single-strand binding protein 7.Tandem affinity purification 8.Chromation remodeling 9.Single Nucleotide Polymorphisms 10.Alternative splicing 二、简答题(共5小题，每小题10分，共50分) 1.真核细胞蛋白质磷酸化主要发生在哪三种氨基酸上？催化蛋白质磷酸化和去磷酸化的酶是什么?请举两个例证说明蛋白磷酸化对功能的影响。 2.请简述三种RNA在蛋白质生物合成中的作用。 3.什么是RNA干扰（RNA interference,RNAi)?请简述RNA于扰的作用机制。 4.遗传密码有哪些特点?请简述。 5.什么是表观遗传学?为什么研究与组蛋白乙酸化修饰相关的酶是表观遗传学领域的一个热点?
三、论述题(共3小题，每小题20分，共60分) 1.1953年，沃森和克里克发现了DMA双螺旋的结构，开启了分子生物学时代。请从主链、碱基配对、大沟小沟以及结构参数等多方面介绍DNA双螺旋结构。 2.请从基本结构、作用形式、功能特点等多方面论述原核生物和真核生物mRNA的主要区别。 3.假设你想要分析在果蝇发育过程中基因的表达变化情况。为此，你从果蝇胚胎和成虫中分别提取了总mRNA，并针对果蝇发育过程中必需的基因Z的mRNA序列，利用特异识别该基因编码区中间部分的DNA标记探针进行了Northern Blot杂交实验，结果如图1所示。
《医学遗传学》答案 第1章绪论 一、填空题 1、染色体病单基因遗传病多基因遗传病线粒体遗传病体细胞遗传病 2、突变基因遗传素质环境因素细胞质 二、名词解释 1、遗传因素而罹患的疾病成为遗传性疾病或遗传病，遗传因素可以是生殖细胞或受精卵 内遗传物质结构和功能的改变，也可以是体细胞内遗传物质结构和功能的改变。 2、主要受一对等位基因所控制的疾病，即由于一对染色体（同源染色体）上单个基因或 一对等位基因发生突变所引起的疾病。呈孟德尔式遗传。 3、染色体数目或结构异常（畸变）所导致的疾病。 4、在体细胞中遗传物质的改变（体细胞突变）所引起的疾病。 第2章遗传的分子基础 一、填空题 1、碱基替换同义突变错义突变无义突变 2、核苷酸切除修复 二、选择题1、A 三、简答题 1、⑴分离律 生殖细胞形成过程中，同源染色体分离，每个生殖细胞中只有亲代成对的同源染 色体中的一条；位于同源染色体上的等位基因也随之分离，生殖细胞中只含有两 个等位基因中的一个；对于亲代，其某一遗传性状在子代中有分离现象；这就是 分离律。 ⑵自由组合律 生殖细胞形成过程中，非同源染色体之间是完全独立的分和随机，即自由组合 定律。 ⑶连锁和交换律 同一条染色体上的基因彼此间连锁在一起的，构成一个连锁群；同源染色体上 的基因连锁群并非固定不变，在生殖细胞形成过程中，同源染色体在配对联会 时发生交换，使基因连锁群发生重新组合；这就是连锁和交换律。 第3章单基因遗传病
一、填空题： 1、常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传、X连锁隐性遗传、X连锁显性遗传 2、系谱分析法 3、具有某种性状、患有某种疾病、家族的正常成员 4、高 5、常染色体、无关 6、1/4、2/3、正常、1/2 7、半合子 8、Y伴性遗传9、环境因素10、基因多效性 11、发病年龄提前、病情严重程度增加12、表现型、基因型 二、选择题——A型题 1、B 2、A 3、C 4、D 5、D 6、A 7、D 8、B B型题 1、A 2、D 3、B 4、C 5、D 6、C 7、B 8、C 三、名词解释： 1、所谓系谱（或系谱图）是从先证者入手，追溯调查其所有家族成员（直系亲属和 旁系亲属）的数目、亲属关系及某种遗传病（或性状）的分布资料绘制而成的图解。 2、先证者是指某个家族中第一个被医生或遗传学研究者发现的罹患某种遗传病的患 者或具有某种性状的成员。 3、表现度是基因在个体中的表现程度，或者说具有同一基因型的不同个体或同一个体 的不同部位，由于各自遗传背景的不同，所表现的程度可有显著的差异。 4、外显率是某一显性基因（在杂合状态下）或纯合隐性基因在一个群体中得以表现的 百分率。 5、由于环境因素的作用使个体的表型恰好与某一特定基因所产生的表型相同或相似， 这种由于环境因素引起的表型称为拟表型。 6、遗传异质性指一种性状可由多个不同的基因控制。 7、一个个体的同源染色体（或相应的一对等位基因）因分别来自其父放或母方，而表 现出功能上的差异，因此所形成的表型也有不同，这种现象称为遗传印记或基因组印记、亲代印记。 8、杂合子在生命的早期，因致病基因并不表达或虽表达但尚不足以引起明显的临床症 状，只有达到一定年龄后才才表现出疾病，这一显性形式称为延迟显性。 9、也称为半显性遗传，指杂合子Dd的表现介于显性纯合子和隐性纯合子dd的表现 型之间，即在杂合子Dd中显性基因D和隐性基因d的作用均得到一定程度的表现。
基因组学 1. 简述基因组的概念和其对生命科学的影响。 基因组：指一个物种的全套染色体和基因。广义的基因组：核基因组，线粒体基因组，叶绿体基因组等。 基因组计划对生命科学的影响： ①研究策略的高通量，彻底认识生命规律：基因组研究高通量，研究手段和 研究策略的更新，加强了生命科学研究的分工与协作，从不同层次深入研究生命现象。 ②促进了相关学科的发展：分子生物学遗传学生物信息学生物化学细胞生 物学生理学表观遗传学等 ③物种的起源与进化： Ⅰ.重要基因的发掘、分离和利用：遗传疾病相关基因，控制衰老的基因，工业价值的细菌基因，重要农艺性状基因等。 Ⅱ.充分认识生命现象：基因的表达、调控，基因间的相互作用，不同物种基因组的比较研究，揭示基因组序列的共性，探讨物种的起源和进化。 ④伦理学法律问题：伦理问题，知识产权问题，法律问题，社会保险问题。 2. Ac/Ds转座因子 Ac因子有4563bp，它的大部分序列编码了一个由5个外显子组成的转座酶基因，成熟的mRNA有3500bp。该因子本身的两边为11bp的反向重复末端（IR），发生错位酶切的靶序列长度8bp。Ds因子较Ac因子短，它是由Ac因子转座酶基因发生缺失而形成的。不同的Ds因子的长度差异由Ac因子发生不同缺失所致。 Ac/Ds因子转座引起的插入突变方式：玉米Bz基因是使糊粉层表现古铜色的基因，当Ac/Ds转座插入到Bz基因座后，糊粉层无色。当Ac/Ds因子在籽粒发育过程，部分细胞发生转座，使Bz靶基因发生回复突变，从而形成斑点。 Ac/Ds两因子系统遗传特点： 1）Ac具有活化周期效应，有活性的Ac+因子被甲基化修饰后会形成无活性的ac-因子，反之无活性的ac-因子去甲基化成有活性的Ac+因子。 2）Ac与Ds因子有时表现连锁遗传但更多表现独立遗传。 3）Ac对Ds的控制具有负剂量效应。 4）Ac/Ds可引发靶基因表现为插入钝化、活性改变、表达水平改变和缺失突变等。 5）Ds的结构不同，插入同一靶基因的位点可能不同，形成的易变基因的表型也不同。（分子生物学79-81） 3. 正向遗传与反向遗传 正向遗传学研究指从突变体开始的遗传学研究，关心的问题是突变体表型的变化是由哪一个基因功能丧失后引起。 反向遗传学研究指从基因序列开始的遗传学研究，关心的问题是基因功能丧失后会使植物的表型产生什么样的变化。
表观遗传学：营养之间的新桥梁与健康 摘要：营养成分能逆转或改变表观遗传现象，如DNA甲基化和组蛋白修饰，从而改变表达与生理和病理过程，包括胚胎发育，衰老，和致癌作用有关的关键基因。它出现营养成分和生物活性食物成分能影响表观遗传现象，无论是催化DNA直接抑制酶甲基化或组蛋白修饰，或通过改变所必需的那些酶反应底物的可用性。在这方面，营养表观遗传学一直被看作是一个有吸引力的工具，以预防儿科发育疾病和癌症以及延迟衰老相关的过程。在最近几年，表观遗传学已成为广泛的疾病，例如2型糖尿病的新出现的问题糖尿病，肥胖，炎症，和神经认知障碍等。虽然开发治疗或预防发现的可能性这些疾病的措施是令人兴奋的，在营养表观遗传学当前的知识是有限的，还需要进一步的研究来扩大可利用的资源，更好地了解使用营养素或生物活性食品成分对保持我们的健康和预防疾病经过修改的表观遗传机制。 介绍： 表观遗传学可以被定义为基因的体细胞遗传状态，从不改变染色质结构产生的表达改变的DNA序列中，包括DNA甲基化，组蛋白修饰和染色质重塑。在过去的几十年里，表观遗传学的研究主要都集中在胚胎发育，衰老和癌症。目前，表观遗传学在许多其它领域，如炎症，肥胖，胰岛素突出抵抗，2型糖尿病，心血管疾病，神经变性疾病和免疫疾病。由于后生修饰可以通过外部或内部环境的改变因素和必须改变基因表达的能力，表观遗传学是现在被认为是在不明病因的重要机制的许多疾病。这种诱导表观遗传变化可以继承在细胞分裂，造成永久的保养所获得的表型。因此，表观遗传学可以提供一个新的框架为寻求病因在环境相关疾病，以及胚胎发育和衰老，这也是已知受许多环境因素的影响。 在营养领域，表观遗传学是格外重要的，因为营养物质和生物活性食物成分可以修改后生现象和改变的基因的表达在转录水平。叶酸，维生素B-12，甲硫氨酸，胆碱，和甜菜碱可以影响通过改变DNA甲基化和组蛋白甲基化1 - 碳代谢。两个代谢物的1-碳代谢可以影响DNA 和组蛋白的甲基化：S-腺苷甲硫氨酸（的AdoMet）5，这是一个甲基供体为甲基化反应，并S-腺苷高半胱氨酸（的AdoHcy），这是一种产物抑制剂的甲基化。因此，理论上，任何营养素，生物活性组件或条件可影响的AdoMet或的AdoHcy水平在组织中可以改变DNA和组蛋白的甲基化。其他水溶性维生素B像生物素，烟酸和泛酸也发挥组蛋白修饰重要的作用。生物素是组蛋白生物素化的底物。烟酸参与组蛋白ADPribosylation如聚（ADP-核糖）的基板聚合酶作为以及组蛋白乙酰为底物Sirt1的，其功能作为组蛋白乙酰化酶（HDAC）（1）。泛酸是的一部分辅酶A以形成乙酰CoA，这是乙酰基的中组蛋白乙酰化的源。生物活性食物成分直接影响酶参与表观遗传机制。例如，染料木黄酮和茶儿茶素会影响DNA甲基（转移酶）。白藜芦醇，丁酸盐，萝卜硫素，和二烯丙基硫化物抑制HDAC和姜黄素抑制组蛋白乙酰转移酶（HAT）。改变酶activit这些化合物可能我们的有生之年通过改变基因表达过程中影响到生理和病理过程。 在这次审查中，我们更新了关于最新知识营养表观遗传学，这将是一个有助于理解如何营养素有助于我们的健康。 知识的现状 DNA甲基化 DNA甲基化，它修改在CpG二残基与甲基的胞嘧啶碱基，通过转移酶催化和通过改变染色质结构调节基因表达模式。目前，5个不同的转移酶被称为：DNMT1，DNMT2转移酶3A，DNMT3B和DnmtL。DNMT1是一个维护转移酶和转移酶图3a，3b和L分别从头转移酶。DNMT2的功能尚不明确。通过在我们的一生，营养成分影响这些转移酶和生物活性食物成分可以改变全球DNA甲基化，这是与染色体完整性以及genespecific启动子DNA甲基化，
浅谈表观遗传学 摘要：表观遗传学改变包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA作用等，产生基因组印记、母性影响、基因沉默、核仁显性、休眠转座子激活等效应。表观遗传变异是环境因素和细胞内遗传物质间交互作用的结果，其效应通过调节基因表达，控制生物学表型来实现。本文则从以上几个方面简述了表观遗传学的改变以及基本原理。 经典遗传学认为，核酸是遗传的分子基础，生命的遗传信息储存在核酸的碱基序列。每个个体内虽然所有细胞所含有的遗传信息是相通的，但由于基因的选择性表达，即不同细胞所表达的基因种类不同，这些来源相同的细胞经过增殖分化后将变成功能形态各不相同的细胞，从而组成机体内不同的组织和器官。几年来发现，在DNA序列不发生改变的情况下，基因表达也可发生能够遗传的改变，这种现象就被定义为表观遗传。它的主要论点是生命有机体的大部分性状是由DNA序列中编码蛋白质的基因传递的，但是DNA序列以外的化学标记编码的表观遗传密码，对于生命有机体的健康及其表型特征，同样也有深刻的影响。 表观遗传学的调节机制主要包括组蛋白修饰、DNA甲基化、非编码RNA作用等，通过这些调节模式，影响基因转录和(或)表达，从而参与调控机体的生长、发育、衰老及病理过程。这些调节模式相比核酸蛋白质的经典遗传途径更容易受环境的影响，因此表观遗传学更加关注环境诱导的表观遗传变异。因为表观遗传的这些调节机制易受环境影响，而任何一种调节机制发生异常都可能导致细胞状态、功能等发生紊乱，进而引起各种疾病，同时又由于许多表观遗传变异是可逆的，导致表观遗传异常引发的疾病相对容易治疗，因此近年来表观遗传学致病的研究成为了热门的话题之一。 组蛋白在DNA组装中发挥了关键作用, 利用核心组蛋白的共价修饰包括组蛋白甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、ADP-核糖基化及特定氨基酸残基N-末端的SUMO化传递表观遗传学信息。修饰的主要靶点是组蛋白氨基末端上的赖氨酸、精氨酸残基，这些组蛋白翻译后修饰对基因特异性表达的调控，是其表观遗传学的重要标志。正常机体内，组蛋白修饰保持着可逆的动态平衡，当平衡打破，组蛋白去乙酰化则使得乙酰基从乙酰化组蛋白转移到乙酰辅酶A上,形成了致密的染色质状态, 从而使基因转录下降或沉默。
《普通遗传学》课程考试试卷(A卷) 一、名词解释(每小题2分，共20分) 1．杂种优势 2．核小体 3．完全显性 4．复等位基因 5．变异 6．遗传图谱 7．隐性上位作用 8．相互易位 9．整倍体 10．转导 简答题（每小题6分，共24分） 1．简述孟德尔遗传规律实现的条件 2．简述减数分裂的过程（图示）和意义 3．设计一试验方案证明控制果蝇某一性状的基因在性染色体上，而不在常染色体上。（注：试验方案一定要写出遗传分析过程） 4．小麦抽穗期的狭义遗传率h2=64%, 两亲本的平均表型方差为10.68，F2表型方差为40.35。求：环境方差（Ve ），加性效应（V A），显性效应（VD ），广义遗传率H2 综合题（1题10分，2题6分，共16分） 1、设某植物的三个基因t、h、f依次位于同一染色体上，已知t-h相距12个单位，h-f相距16个单位，现有如下杂交：+++/thf × thf/thf。 问：（1）符合系数为1时，列出后代基因型的种类和比例？ （2）符合系数为0时，列出后代基因型的种类和比例？ 2．用遗传学所知识，设计无籽西瓜品种培育的方案 《普通遗传学》课程考试试卷（B卷） 名词解释(每小题2分，共20分) 1．相对性状 2．联会复合体 3．共显性 4．非等位基因 5．孟德尔群体 6．基因 7．一因多效 8．简单易位 9．同源染色体 10．转化 简答题（每小题6分，共24分） 1．分别简述有丝分裂和减数分裂的遗传意义 2．设计一试验方案证明控制植物某一性状基因与细胞质基因有关。（注：试验方案一定要写出遗传分析过程） 3．水稻抗稻瘟病基因(Pi-zt)是显性，晚熟基因(Lm)是显性，且两性状连锁遗传，交
生物学教学2019年（第44卷）第7期?59? 表观遗传学的试题例析 肖安庆1颜培辉2 （1广东省深圳市盐田高级中学深圳518083；2广东省深圳市教育科学研究院深圳51800） 摘要通过高考模拟试题例析了DNA甲基化、组蛋白修饰与染色质重塑、基因组印记、染色体失活和非编码RNA调控5种表观遗传学方式。 关键词表观遗传学例析高考模拟题 表观遗传学是指生物体基因序列保持不变、但基因表达和表现型发生可遗传的现象。该知识点是2017年版高中生物学课程标准新增加的重要概念，对学生形成正确的生命观念和科学思维具有重要意义。笔者收集和改编了有关表观遗传的试题,分析了DNA 甲基化、组蛋白修饰与染色质重塑、基因组印记、染色体失活和非编码RNA调控这5种方式。 1DNA甲基化 DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶催化下，将DNA中的某些胞嘧啶甲基化的过程，是表观遗传学最常见的方式。 例1（北京市海淀区2018届高三第二次模拟考试第2题）许多基因的启动子内富含CG重复序列。若其中部分胞嘧啶甲基化转化成5-甲基胞嘧啶,就会抑制基因的转录。下列叙述中，正确的是（C） A.DNA单链上相邻的C和G之间通过氢键连接 B.胞嘧啶甲基化导致表达的蛋白质结构改变 C.胞嘧啶甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合 D.基因的表达水平与基因的甲基化程度无关 解析：本题以DNA甲基化抑制基因的转录为背景,考查了学生理解能力和获取信息的能力。在DNA 单链上相邻的C和G之间通过“脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖”连接，而不通过氢键连接;胞嘧啶甲基化导致的是基因转录被抑制，不能指导蛋白质合成；由于基因的表达水平与基因的转录有关,所以与基因的甲基化程度有关;从题干中获取有效信息是解决本题C选项的关键。题干中“胞嘧啶甲基化会抑制基因的转录”这一信息，可理解为：阻碍RNA聚合酶与启动子结合,C正确' 2组蛋白修饰与染色质重塑 组蛋白是染色体上基本的结构蛋白。组蛋白的修饰有甲基化、乙酰化与去乙酰化等方式。这些修饰方式与基因的失活与开启、基因转录的调控、细胞周期和死亡等生理活动有关' 染色质重塑是指染色质位置和结构的变化。当染色质处于解螺旋状态，有利于RNA聚合酶与启动子结合，但在组蛋白修饰等方式作用下,发生染色体重塑。 例2（浙江省嘉兴市2017届高三9月模拟考试第33题改编）组蛋白去乙酰酶抑制剂MS-275是一种广谱抗肿瘤药物，已证实MS-275可以抑制膀胱癌。研究发现，将MS-275与阿霉素（ADM）合用将产生更好的疗效。通过测定对膀胱癌细胞的抑制率可判断疗效。请根据以下材料用具，回答问题。 材料与用具：膀胱癌细胞，细胞培养液，浓度分别为91、叫的MS-275溶液,浓度为n1、n2的ADM溶液，培养皿若干,CO2培养箱等。 （1）分组设计如下表' 表1MS-275与ADM联合抑癌实验分组表组别MS-275浓度ADM浓度 100 2m〔n1 （2）实验思路：①取一定数量的培养皿分成若干组并编号;②每个培养皿中均加入等量的________和________，分别按上述分组设计加入相应试剂;③把培养皿放入_______中,培养适当时间;④分别测定各培养皿中癌细胞的抑制率,统计分析数据，得出结论。 （3）研究表明，MS-275可使癌细胞染色质难以螺旋化。因此MS-275抑制癌细胞增殖,是通过MS-275使膀胱癌细胞停留在细胞周期的_______期。 解析：本题以组蛋白修饰为背景,考查学生的综合应用能力。为验证MS-275与阿霉素合用对膀胱癌细胞的抑制率，题②中应设置细胞培养液对照组和膀胱癌细胞组。为维持培养液的pH,题③中动物细胞培养应放在CO2培养箱中。综合运用有丝分裂的知识，根据题干有关组蛋白修饰的信息，是分析本题（3）的关键。题干“MS-275可使癌细胞染色质难以螺旋化”，可理解为：MS-275使膀胱癌细胞处于解螺旋状态，不进入分裂期,停留在间期。 参考答案：膀胱癌细胞细胞培养液CO2培养箱间。
表观遗传学 比较通俗的讲表观遗传学是研究在没有细胞核DNA序列改变的情况时，基因功能的可逆的、可遗传的改变。也指生物发育过程中包含的程序的研究。在这两种情况下，研究的对象都包括在DNA序列中未包含的基因调控信息如何传递到（细胞或生物体的）下一代这个问题。表观遗传学是与遗传学(genetic)相对应的概念。遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平变化，如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等；而表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化，如DNA甲基化和染色质构象变化等；表观基因组学(epigenomics)则是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。所谓DNA甲基化是指在DNA 甲基化转移酶的作用下，在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5'碳位共价键结合一个甲基基团。正常情况下，人类基因组“垃圾”序列的CpG二核苷酸相对稀少，并且总是处于甲基化状态，与之相反，人类基因组中大小为100—1000 bp左右且富含CpG二核苷酸的CpG岛则总是处于未甲基化状态，并且与56%的人类基因组编码基因相关。人类基因组序列草图分析结果表明，人类基因组CpG岛约为28890个，大部分染色体每1 Mb就有5—15个CpG岛，平均值为每Mb含10．5个CpG岛，CpG岛的数目与基因密度有良好的对应关系[9]。由于DNA甲基化与人类发育和肿瘤疾病的密切关系，特别是CpG岛甲基化所致抑癌基因转录失活问题，DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容。 几十年来，ＤＮＡ一直被认为是决定生命遗传信息的核心物质，但是近些年新的研究表明，生命遗传信息从来就不是基因所能完全决定的，比如科学家们发现，可以在不影响ＤＮＡ序列的情况下改变基因组的修饰，这种改变不仅可以影响个体的发育，而且还可以遗传下去。这种在基因组的水平上研究表观遗传修饰的领域被称为“表观基因组学(epigenomics）”。表观基因组学使人们对基因组的认识又增加了一个新视点：对基因组而言，不仅仅是序列包含遗传信息，而且其修饰也可以记载遗传信息。 摘要表观遗传学是研究没有DNA 序列变化的可遗传的基因表达的改变。遗传学和表观遗传学系统既相区别、彼此影响，又相辅相成，共同确保细胞的正常功能。表观遗传学信息的改变，可导致基因转录抑制、基因组印记、细胞凋亡、染色体灭活以及肿瘤发生等。 关键词表观遗传学；甲基化；组蛋白修饰；染色质重塑；非编码RNA 调控；副突变 表观遗传学( epigenetics) 是研究没有DNA序列变化的可遗传的基因表达的改变。它最早是在1939 年由Waddington在《现代遗传学导论》一书中提出，当时认为表观遗传学是研究基因型产生表型的过程。1996 年，国内学术界开始介绍epigenetics 研究，其中译名有表遗传学、表观遗传学、表型遗传修饰等10 余种，其中，表观遗传学、表遗传学在科技文献中出现的频率较高。 1 表观遗传学调控的分子机制 基因表达正确与否，既受控于DNA 序列，又受制于表观遗传学信息。表观遗传学主要通过DNA 的甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA 调控等方式控制基因表达。近年发现，副突变也包含有表观遗传性质的变化。 1.1 DNA 甲基化DNA 甲基化是由酶介导的一种化学修饰，即将甲基选择性地添加到蛋白质、DNA 或RNA上，虽未改变核苷酸顺序及组成，但基因表达却受影响。其修饰有多种方式，即被修饰位点的碱基可以是腺嘌呤N!6 位、胞嘧啶的N!4 位、鸟嘌呤的N!7 位和胞嘧啶的C!5 位，分别由不同的DNA 甲基化酶催化。在真核生物DNA 中，5- 甲基胞嘧啶是唯一存在的化学性修饰碱基，CG 二核苷酸是最主要的甲基化位点。DNA 甲基化时，胞嘧啶从DNA 双螺旋突出，进入能与酶结合的裂隙中，在胞嘧啶甲基转移酶催化下，有活性的甲基从S- 腺苷甲硫氨酸转移至胞嘧啶5' 位上，形成5- 甲基胞嘧啶( 5mC)。DNA 甲基化不仅可影响细胞基因的表达，
浙江大学2012年秋冬学期生命科学考前复习重点内容 考试（2012年秋冬学期） 简述6 5 论述10 4 单选判断填空 名词解释；区分名词；是非；填空；论述；自由发挥 什么是合成生物学？你所了解的合成生物学10’ 上课要求找的资料： 生物芯片的应用：DNA序列分析；基因表达分析；基因诊断；药物筛选 芯片实验室：在同一芯片上细胞分离、基因扩增及产物电泳等联用装置，实现Lab-on-a-chip 技术 基因芯片：将大量探针分子固定在支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强弱进而判断样品中靶分子的种类和数量 生物芯片（来自百度百科）又称DNA芯片或基因芯片，它们是DNA杂交探针技术与半导体工业技术相结合的结晶。该技术系指将大量探针分子固定于支持物上后与带荧光标记的DNA 样品分子进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。 杂交技术：核酸杂交技术 探针标记技术：萤光探针标记法
检测技术：激光共聚焦检测技术 特殊之处：微阵列技术和微点样技术 蛋白芯片：蛋白质芯片是一种高通量的蛋白功能分析技术，可用于蛋白质表达谱分析，研究蛋白质与蛋白质的相互作用，甚至DNA－蛋白质、RNA－蛋白质的相互作用，筛选药物作用的蛋白靶点等。 探针：低密度蛋白质芯片的探针包括特定的抗原、抗体、酶、吸水或疏水物质、结合某些阳离子或阴离子的化学集团、受体和免疫复合物等具有生物活性的蛋白质。 应用：诊断疾病：如传染病、肿瘤、遗传病及心血管疾病等；蛋白质相互作用研究；蛋白质与DNA相互作用研究 1:获取基因的方法有哪些 1.从基因文库中获取目的基因 2.化学合成法。已知目的基因的核苷酸序列，可用DNA合成仪直接合成。 3.用PCR技术扩增技术提取。 4.cDNA文库法（逆转录法）：cDNA文库，是指汇集以某生物成熟mRNA为模板逆转录而成的cDNA序列的重组DNA群体。 5.鸟枪法 2:合成生物学 （1）合成生物学是在分子水平上对生命系统的重新设计和改造，基因工程、蛋白质工程等技术是其核心的技术手段。 （2）合成生物学是生物技术在基因组时代的延伸。 （3）它将原有的生物技术上升到工程化、系统化、标准化的工程高度，并正在学科交叉与技术整合的基础上，孕育技术创新飞跃。 （4）主要研究内容：合成新的生物元器件、有目的地对生物元器件进行组装、生产出能满足人类需要的新的生命系统。 （5）合成生物学的目的：从冰箱里取出相应的生物零件，把他们组装起来，成为一个微小
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遗传学试题库（一） 一、名词解释：（每小题3分，共18分） 1、外显子 2、复等位基因 3、F因子 4、母性影响 5、伴性遗传 6、杂种优势 二、填空题：（每空分，共20分） 1、豌豆中，高茎(T)对矮茎（t）为显性，黄子叶(Y)对绿子叶（y）为显性，假设这两个 位点的遗传符合自由组合规律，若把真实遗传的高茎黄子叶个体与矮茎绿子叶个体进行杂 交，F 2 中矮茎黄子叶的概率为。 2、人类中，苯丙酮尿症的常染色体隐性纯合体是一种严重的代谢缺馅。如果正常的双亲生了一个患病的女儿，一个正常表型的儿子。问：儿子是此病基因携带者的概率是。 3、大麦中，密穗对稀穗为显性，抗条诱对不抗条诱为显性。一个育种工作者现有一个能真实遗传的密穗染病材料和一个能真实遗传的稀穗抗病材料，他想用这两个材料杂交，以选出稳定的密穗抗病品种，所需要类型有第______代就会出现，所占比例为_______，到 第________代才能肯定获得，如果在F 3代想得到100个能稳定遗传的目标株系，F 2 代至少 需种植_________株。 4、某一植物二倍体细胞有10条同源染色体，在减数分裂前期Ⅰ可观察到个双价体，此时共有条染色单体，到中期Ⅱ每一细胞可观察到条染色单体。 5、人类的性别决定属于型，鸡的性别决定属于型，蝗虫的性别决定属于型。 6、有一杂交：CCDD × ccdd，假设两位点是连锁的，而且相距20个图距单位。F2中基因型(ccdd)所占比率为。
7、遗传力是指_____________________________；广义遗传力是_________方差占 ________方差的比值。遗传力越_____，说明性状传递给子代的能力就越_____，选择效果越________。 8、萝卜甘蓝是萝卜和甘蓝的杂种，若杂种体细胞染色体数为36，甘蓝亲本产生的配子染色体数为９条，萝卜单倍体数应为______条，可育的杂种是________倍体。 9、在臂间倒位情况下，如果倒位环内非姊妹染色单体之间发生一次交换，则后期将形成四种形式的染色体即染色体，染色体，染色体，染色体。他们的比例为。 10、遗传病通常具有和的特点，目前已知的遗传病大体可归纳为三大类，即、、。 11、基因工程的施工程序可分为四个步骤： (1)________________________________(2)_______________________________ (3)________________________________(4)_____________________________。 12、在顺反子中，把两个突变点分别位于两条染色体上称为式，若有互补，表明两个突变点位于顺反子中；若没有互补，表明它们位于顺反子中。检验两个突变点是否属于一个基因即顺反子的实验叫，是由首先提出的。 三、选择题：（每小题1分，共15分） 1、Aabb与AaBb杂交产生A_B_类型子代的比率为（） A、 3/8 B、 5/8 C、 7/8 D、 9/16 2、亲代传给子代的是（）