果蝇的昼夜生物钟基因及其作用机理 摘要：昼夜节律生物钟是一种以近似24 小时为周期的自主维持的振荡器，由输人通路、中央振荡器和输出通路三部分组成的。生物钟机制的研究已深入到分子水平。生物钟相关基因相继被分离鉴定，它们及其编码的蛋白质产物构成的自主调节的转录和翻译反馈环是生物钟运转的分子机制。本文介绍了果蝇主要生物钟基因及其作用机理，展望了揭示生物钟调节机制在遗传学上的重要意义。 关键词：昼夜节律生物钟，生物钟基因，分子机制 Abstract: The circadian clock is a self - sustaining oscillator with a period of about 24 hour that includes input ,central oscillator and output . The circadian clock mechanism has been studied extensively at the molecular level and several clock - related genes have been identified. The clock genes and the coded protein comprise the self – sustaining feedback loop that can regulate both on the transcriptional and on the translational level . This article introduced the clock genes and molecular circadian mechanism found in drosophilam. The significance of the circadian clock regulation mechanism research in genetics was also prospected. Keywords: circadian clock, Clock gene, Molecular circadian mechanism 生物钟是基因和行为之间的联系的一个强有力的例证，它也揭示了环境对基因表达的影响，表现了遗传和外界因素的相互作用决定有机体外在的行为。生物钟是许多有机体所固有的，从细菌到人类，这或许是由于有机体长期接受光照和黑暗循环的进化结果。最初人们猜想生物钟可能是因为有机体对每天昼夜变化的反应，白天寻找食物，晚上休息。但是实验证明生物体在没有任何环境变化的条件下仍表现出以24 小时为一周期的有节律的行为。生物钟能够使生物体本身的节律与环境的节律同步化，因此生物钟可以优化生物体日常行为的节律，并且生物钟确实影响机体的健康[ 1 ,2 ]。 昆虫经过长期的演化，在它们的生命活动和行为中，有着明显的昼夜节律性周期变化。许多昆虫的活动节律还有季节性，对于一年发生多代的昆虫，各世代在滞育、迁移、交配、生殖等方面对季节性昼夜变化有明显的反应。这些周期性节律活动，主要受光周期、温度等外在因子和内在神经-内分泌物(诸如各种激素)的调节和控制。昆虫的生物钟种类很多，本文详细介绍果蝇的昼夜节律生物钟[ 3 ]。 昼夜钟可分3 个部分：(1) 生物振荡器(oscillator) ，由一组呈节律表达的基因及其编码
摩尔根果蝇实验中，白眼基因为什么不能在Y染色体上 1.对教材内容的分析 1903年，美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作为实验材料，研究精子和卵细胞的形成过程。他发现了减数分裂过程中，基因和染色体的行为的一致性，所以萨顿用类比推理的方法提出假说：基因在染色体上。但是类比推理的出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。 接下来，美国生物学家摩尔根用果蝇杂交实验为基因位于染色体上提供了证据。摩尔根选用果蝇作为实验材料的原因：果蝇是一种昆虫，有体小、繁殖快、生育力强、饲养容易等优点。1909年，摩尔根从野生型的红眼果蝇培养瓶中发现了一只白眼的雄果蝇，这只例外的白眼雄果蝇特别引起了他的重视，他抓住这个例外不放，用它作了一系列设计精巧的实验。 摩尔根首先做了实验一： P 红眼（雌）× 白眼（雄） ↓ F1红眼（雌、雄） ↓F1雌雄交配 F2红眼（雌、雄）白眼（雄） 3/4 1/4 从实验一中，不难看出F1中，全为红眼，说明红眼对白眼为显性，而F2中红眼和白眼数量之比为3:1，这也是符合遗传分离规律的，也表明果蝇的红眼和白眼由一对等位基因来控制。所不同的是白眼性状总与性别相关联。如何解释这一现象呢？
摩尔根认为，既然果蝇的眼色遗传与性别相关联，说明控制红眼和白眼的基因在性染色体上。在20世纪初期，生物学家对于果蝇的性染色体有了一定的了解。果蝇是XY型性别决定的生物，果蝇的Y染色体比X染色体长一些。X染色体和Y染色体上的片段可以分为三个区段：X染色体上的非同源区段、Y染色体上的非同源区段和同源区段。（如下图）。在雌果蝇中，有一对同型的性染色体XX，在雄果蝇中，有一对异型的性染色体XY。 那果蝇的眼色基因到底在哪里呢？是在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中哪个区段上呢？ 教材出示了摩尔根的假设，他认为：控制白眼性状的隐性基因由X染色体所携带，Y染色体上不带有白眼基因的等位基因， 即控制果蝇眼色的基因在Ⅰ区段上。之后摩尔根用这个假设合理的解释了他所得到的实验现象即实验一。后来通过测交实验 进行了验证。到这里，难免让人产生如此疑问：摩尔根怎么如此“草率”的认为控制眼色的基因在Ⅰ区段上？难道不需要排除基因在Ⅱ、Ⅲ区段的可能性吗？ 事实上，摩尔根的果蝇实验是很严谨的，他除了做了上面的实验一，还做了如下两个实验。 实验二：将实验一中所得的F1中的红眼雌蝇和白眼雄蝇进行杂交。 P 红眼（雌）×白眼（雄） ↓
真核生物基因表达的调控 一、生物基因表达的调控的共性 首先，我们来看看在生物基因表达调控这一过程中体现的共性和一些基本模式。 1、作用范围。生物体内的基因分为管家基因和奢侈基因。管家基因始终表达，奢侈基因只在需要的时候表达，但二者的表达都受到调控。可见，调控是普遍存在的现象。 2、调控方式。基因表达有两种调控方式，即正调控与负调控，原核生物和真核生物都离不开这两种模式。 3、调控水平。一种基因表达的调控可以在多种层面上展开，包括DNA水平、转录水平、转录后加工水平、翻译后加工水平等。然为节省能量起见，转录的起始阶段往往作为最佳调控位点。 二、真核生物基因表达调控的特点 真核生物与原核细胞在结构上就有着诸多不同，这决定了二者在运行方面的迥异途径。真核生物比原核生物复杂，转录与翻译不同时也不同地，基因组与染色体结构复杂，因而有着更为复杂的调控机制。 1、 2、 3、 4、多层次。真核生物的基因表达可发生在染色质水平、转录起始水平、无操纵子和衰减子。 大多数原核生物以负调控为主，而真核生物启动子以正调控为主。 个体发育复杂，而受环境影响较小。真核生物多为多细胞生物，在转录后水平、翻译水平以及翻译后水平。
生长发育过程中，不仅要随细胞内外环境的变化调节基因表达，还要随发育的不同阶段表达不同基因。前者为短期调控，后者属长期调控。 从整体上看，不可逆的长期调控影响更深远。 三、真核生物基因表达调控的机制 介于真核生物表达以多层次性为最主要特点，我们可以分别从它的几个水平着眼，剖析它的调控机制。 1、染色质水平。真核生物基因组DNA以致密的染色质形式存在，发生在染色质水平的调控也称作转录前水平的调控，产生永久性DNA序列和染色质结构的变化，往往伴随细胞分化。染色质水平的调控包括染色质丢失、基因扩增、基因重排、染色体DNA的修饰，等等。a.基因丢失：丢失一段DNA或整条染色体的现象。在细胞分化过程中，可以通过丢失掉某些基因而去除这些基因的活性。某些原生动物、线虫、昆虫和甲壳类动物在个体发育中，许多体细胞常常丢失掉整条或部分的染色体，只有将来分化产生生殖细胞的那些细胞一直保留着整套的染色体。如马蛔虫2n＝2，但染色体上有多个着丝粒。第一次卵裂是横裂，产生上下2个子细胞。第二次卵裂时，一个子细胞仍进行横裂，保持完整的基因组，而另一个子细胞却进行纵向分裂，丢失部分染色体。目前，在高等真核生物（包括动物、植物）中尚未发现类似的基因丢失现象。 b.基因扩增：基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性增大的现象，它使得细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。如非洲爪蟾卵母细胞中rDNA的基因扩增是因发育需要而出现的基因扩增现象；基因组拷贝数增加，即多倍性，在植物中是非常普遍的现象。基因组拷贝数增加使可供遗传重组的物质增多，这可能构成了加速基因进化、基因组重组和最终物种形成的一种方式。 c.基因重排：将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的位点从而启动转录，这种方式被称为基因重排。通过基因重排调节基因活性的典型例子是免疫球蛋白结构基因的表达。在人类基因组中，所有抗体的重链和轻链都不是由固定的完整基因编码的，而是由不同基因片段经重排后形成的完整基因编码的。
果蝇求偶行为影响因素的研究进展 46号姚婷婷 摘要：果蝇是进行行为遗传学研究的极好材料。果蝇的雄性求偶行为已经被作为行为遗传学研究的模式。文章简要介绍近年来在遗传水平上对果蝇性信息素和求偶行为的研究进展。通过对果蝇求偶行为的分析, 分别介绍果蝇的性信息素、f ru 基因、TO 蛋白、视觉、听觉、嗅觉、味觉在果蝇求偶和交配行为过程中的作用。 关键词：果蝇,求偶、性信息素, f ru 基因；TO 蛋白、视觉、听觉、嗅觉、味觉 前言：果蝇( Vinegar fly) , 学名 Drosophila melanogaster,是双翅目昆虫, 广泛用于遗传学研究的果蝇是黑腹果蝇, 属果蝇科果蝇属, 作为生物学研究的传统模式材料, 具有体形小、容易饲养、生活史短、生活力强、染色体数目少、突变性状多而明显等优点[1]。在果蝇中, 雌雄交配前的求偶行为是复杂的性别二态现象[ 2】经过几十年的研究, 现在人们对此有了比较深入的认识。本文就果蝇的性信息素、f ru 基因、TO 蛋白、视觉、听觉、嗅觉、味觉在果蝇求偶和交配行为过程中的影响做一综述。 1.影响果蝇求偶行为的因素 1.1 果蝇的性信息素及相关基因和蛋白 1.1.1 性信息素 早在 1970 年 Shorey 和 Bartell 就推测有挥发性的性信息素参与了果蝇的求偶行为, 但是,对性信息素在分子水平上的分析研究只是最近几年的事情[3]。嗅觉试验表明, 与蛾类不同, 果蝇的雌性不能将远处的雄性吸引过来。因此,研究人员开始寻找在家蝇 Musca domestica 中已经发现的能引起性欲的接触信息素[4]。Venard和 Jallon 的研究发现, 如果有雌蝇表皮提取物存在, 2 只雄蝇会相互求偶, 而雄蝇的表皮提取物则不能引起这种反应。这一研究结果表明,雌蝇的体表上存在一种能刺激雄蝇求偶行为的信息化合物[5,6]。 1.1.2 f ru 基因 f ru 基因是果蝇求偶行为的一个“开关基因”[ 7-10], “开关”打开, 求
一、真核基因组的复杂性 与原核生物比较，真核生物的基因组更为复杂，可列举如下。 1. 真核基因组比原核基因组大得多，大肠杆菌基因组约4×106bp，哺乳类基因组在 109bp数量级，比细菌大千倍；大肠杆菌约有4000个基因，人则约有10万个基因。 2. 真核生物主要的遗传物质与组蛋白等构成染色质，被包裹在核膜内，核外还有遗传 成分(如线粒体DNA等)，这就增加了基因表达调控的层次和复杂性。 3. 原核生物的基因组基本上是单倍体，而真核基因组是二倍体。 4. 如前所述，细菌多数基因按功能相关成串排列，组成操纵元的基因表达调控的单元， 共同开启或关闭，转录出多顺反子(polycistron)的mRNA；真核生物则是一个结构基因转录生成一条mRNA，即mRNA是单顺反子(monocistron)，基本上没有操纵元的结构，而真核细胞的许多活性蛋白是由相同和不同的多肽形成的亚基构成的，这就涉及到多个基因协调表达的问题，真核生物基因协调表达要比原核生物复杂得多。 5. 原核基因组的大部分序列都为基因编码，而核酸杂交等实验表明：哺乳类基因组中 仅约10%的序列为蛋白质、rRNA、tRNA等编码，其余约90%的序列功能至今还不清楚。 6. 原核生物的基因为蛋白质编码的序列绝大多数是连续的，而真核生物为蛋白质编码 的基因绝大多数是不连续的，即有外显子(exon)和内含子(intron)，转录后需经剪接(splicing)去除内含子，才能翻译获得完整的蛋白质，这就增加了基因表达调控的环节。 7. 原核基因组中除rRNA、tRNA基因有多个拷贝外，重复序列不多。哺乳动物基因组 中则存在大量重复序列(repetitive sequences)。用复性动力学等实验表明有三类重复序列：1）高度重复序列(highly repetitive sequences)，这类序列一般较短，长10－300bp，在哺乳类基因组中重复106次左右，占基因组DNA序列总量的10－60%，人的基因组中这类序列约占20%，功能还不明了。2）中度重复序列(moderately repetitive sequences)，这类序列多数长100－500bp，重复101－105次，占基因组10-40%。例如哺乳类中含量最多的一种称为Alu的序列，长约300bp，在哺乳类不同种属间相似，在基因组中重复3×105次，在人的基因组中约占7%，功能也还不很清楚。在人的基因组中18S/28SrRNA基因重复280次，5SrRNA基因重复2000次，tRNA基因重复1300次，5种组蛋白的基因串连成簇重复30-40次，这些基因都可归入中度重复序列范围。3）单拷贝序列(single copy sequences)。这类序列基本上不重复，占哺乳类基因组的50-80%，在人基因组中约占65%。绝大多数真核生物为蛋白质编码的基因在单倍体基因组中都不重复，是单拷贝的基因。 从上述可见真核基因组比原核基因组复杂得多，至今人类对真核基因组的认识还很有限，使现在国际上制订的人基因组研究计划(human gene project)完成，绘出人全部基因的染色体定位图，测出人基因组109bp全部DNA序列后，要搞清楚人全部基因的功能及其相互关系，特别是要明了基因表达调控的全部规律，还需要经历很长期艰巨的研究过程。 二、真核基因表达调控的特点 尽管我们现在对真核基因表达调控知道还不多，但与原核生物比较它具有一些明显的特点。
果蝇及其他物种的遗传分析 班号：周二上午 组号：一组 组员：风英 邓洁 201011202942 塔吉尼沙 姑丽尼格尔 专业：生物科学 实验日期：2012年10月-11月
摘要： 本综合实验以果蝇杂交实验为基础，将同工酶分析实验和遗传分子标记实验有机的相结合，利用果蝇实验中获得的材料，进一步从基因组和蛋白质水平上对不同的物种或者同一物种不同个体之间的差异以及遗传性亲缘关系和进化关系进行分析。首先通过经典的果蝇杂交实验，利用野生型和黑檀体残翅果蝇两对性状来验证非等位基因的自由组合定律。接下来通过对小鼠、鱼、大果蝇以及亲代果蝇和子代果蝇同工酶的分析进行探究种群的基因结构的变化和种内、种间的亲缘关系。最后，通过对于油松的亲子代遗传标记分析，检验油松的种子来源是否可靠，并分析其潜在父本和具体的位置。 关键词：果蝇杂交非等位基因自由组合同工酶遗传分子标记 SSR分析Abstract: This comprehensive experiment in drosophila hybridization experiment as the foundation, will isozyme analysis experiment and genetic molecular markers experiment of organic combination, the use of drosophila obtained from the experiment material, further from the genome and protein level to different species or the same species differences between different individuals and inherited genetic relationship and evolutionary relationship to carry on the analysis. First of all through the classical drosophila hybridization experiment, the use of wild type and ebony body residual wing fruit flies two character to verify nonallelic free combination law. Next through the mice, fish, big fruit flies and parental fruit flies and progeny drosophila isozyme analysis to explore the change of population genetic structure and kind of inside, the interspecific relationship. Finally, through the for pinus tabulaeformis filial generations of genetic marker analysis, inspection of pinus tabulaeformis seed sources is reliable, and analyzes its potential male parent and the specific position. 【原理】 1.1果蝇杂交实验 本实验中教师提供给学生多种突变类型的果蝇，学生经过小组的讨论决定使用哪些类型和具体实验方案。因此整个实验过程是在完全开放状态下进行的，实验过程涉及到基因的显隐性、连锁、上位等多种关系，同时也会出现一些与期望值不同的结果。要求学生在一段时间内安排好实验进程，如实记录实验中出现的现象和问题，并做出分析和判断。 果蝇（Drosophila melanogaster）是双翅目昆虫，属果蝇属，约有2500种。通常用作遗传学实验材料的是黑腹果蝇。它的生活史从受精卵开始，经历幼虫、蛹、成虫阶段，因此是一个完全变态过程， 1,。其作为实验材料有许多优点： 1. 体型小，在瓶内容易人工饲养 2. 易饲养。在常温下，以玉米粉等作饲料就可以生长，繁殖。 3. 生长迅速，繁殖能力强。十二天左右就可完成一个世代，每个受精的雌蝇可产卵400～500个，因此在短时间内就可获得大量的子代，便于遗传学分析。 4. 染色体数少。只有4对。有巨大染色体，并且遗传背景清楚。 5. 突变性状多，而且多数是形态突变，便于观察。 2 果蝇生活史 果蝇在25℃时，从卵到成蝇需10天左右，成虫可活26～33天。 果蝇的生活史如下：
第十章作业 1. 简述真核生物基因表达调控的7个层次。 ①染色体和染色质水平上的结构变化与基因活化 ②转录水平上的调控，包括基因的开与关，转录效率的高与低 ③RNA加工水平的调控，包括对出事转录产物的特异性剪接、修饰、编辑等。 ④转录后加工产物在从细胞核向细胞质转运过程中所受到的调控 ⑤在翻译水平上的控制，即对哪一种mRNA结合核糖体进行翻译的选择以及蛋白质成量的控制 ⑥对蛋白质合成后选择性地被激活的控制，蛋白质和酶分子水平上的剪接等的控制 ⑦对mRNA选择性降解的调控 2. 真核基因表达调控与原核生物相比有何异同？ 相同点：①与原核基因的调控一样，真核基因表达调控也有转录水平调控和转录后水平的调控，并且也以转录水平调控为最重要； ②在真核结构基因的上游和下游(甚至内部)也存在着许多特异的调控成分，并依靠特异蛋白因子与这些调控成分的结合与否调控基因的转录。 不同点：①原核细胞的染色质是裸露的DNA，而真核细胞染色质则是由DNA与组蛋白紧密结合形成的核小体。 ②在原核基因转录的调控中，既有激活物参与的正调控，也有阻遏物参与的负调控，二者同等重要。 ③原核基因的转录和翻译通常是相互偶联的，即在转录尚未完成之前翻译便已开始。 ④真核生物大都为多细胞生物，在个体发育过程中发生细胞分化后，不同细胞的功能不同，基因表达的情况也就不一样，某些基因仅特异地在某种细胞中表达，称为细胞特异性或组织特异性表达，因而具有调控这种特异性表达的机制。 3. DNA 甲基化对基因表达的调控机制。 甲基化抑制基因转录的机制：DNA甲基化会导致某些区域DNA构象改变，包括甲基化后染色质对于核酸酶或限制性内切酶的敏感度下降，更容易与组蛋白H1相结合，DNaseⅠ超敏感位点丢失，使染色质高度螺旋化, 凝缩成团, 直接影响了转录因子与启动区DNA的结合效率的结合活性，不能启始基因转录。DNA的甲基化不利于模板与RNA聚合酶的结合，降低了转录活性。 4. 转录因子结合DNA的结构基序（结构域）有哪几类？ ①螺旋-转折-螺旋 ②锌指结构 ③碱性-亮氨酸拉链 ④碱性-螺旋-环-螺旋 5. 真核基因转调控中有几种方式能够置换核小体？ ①占先模式：可以解释转录时染色质结构的变化。该模型认为基因能否转录取决于特定位置上组蛋白和转录因子之间的不可逆竞争性结合。 ②动态模式该模型认为转录因子与组蛋白处于动态竞争之中，基因转录前染色质必须经历结构上的改变，即转换核小体中的全部或部分成分并重新组装，这个耗能的基因活化过程称为染色质重构 6. 简述真核生物转录水平调控过程。 真核生物在转录水平的调控主要是通过反式作用因子、顺式作用元件和RNA聚合酶的相互作用来完成的，主要是反式作用因子结合顺式作用元件后影响转录起始复合物的形成过程：①转录起始复合物的形成：真核生物RNA聚合酶识别的是由通用转录因子与DNA形成的
果蝇在遗传中的应用及最新进展 摘要：随着遗传学的发展，果蝇也经历了由发现、利用，到重视，再到发展前景的演变过程。在这一演变过程中，果蝇与遗传学相互融合、共同发展、共同进步，果蝇在不断被利用、遗传学的研究也不断更新。果蝇对于遗传学的发展来说付出了不可磨灭的贡献。 关键词：果蝇;遗传学;研究 果蝇是果蝇科果蝇属昆虫。约1,000种。广泛用作遗传和生物演化的研究材料。 关于果蝇的遗传资料收集得比任何动物都多。用果蝇的染色体，尤其是成熟幼虫唾腺中最大的染色体，研究遗传特性和基因作用的基础。对果蝇在自然界的生物学了解得还不够。有些种生活以腐烂水果上。有些种则在真菌或肉质的花中生活。黑腹果蝇在1830年首次被描述。而它第一次被用作试验研究对象则要到1901年，试验者是动物学家和遗传学家威廉·恩斯特·卡斯特。他通过对果蝇的种系研究，设法了解多代近亲繁殖的结果和取自其中某一代进行杂交所出现的现象。1910年，汤玛斯·亨特·摩尔根开始在实验室内培育果蝇并对它进行系统的研究。之后，很多遗传学家就开始用果蝇作研究，并且取得了很多遗传学方面的知识，包括这种蝇类基因组里的基因在染色体上的分布。随着遗传学的发展，果蝇也经历了由发现、利用，到重视，再到发展前景的演变过程。在这一演变过程中，果蝇与遗传学相互融合、共同发展、共同进步，果蝇在不断被利用、遗传学的研究也不断更新。果蝇对于遗传学的发展来说付出了不可磨灭的贡献。 一、果蝇的基本信息 1、外观特征：体型较小，身长3～4mm。近似种鉴定困难，主要特征是具有硕大的 红色复眼。 雌性体长2.5毫米, 雄性较之还要小。雄性有深色后肢，可以此来与 雌性作区别。 2、分布范围：果蝇类昆虫与人类一样分布于全世界，并且在人类的居室内过冬。由于体型 小，很容易穿过砂窗，因此居家环境内也很常见。 3、生活环境：有些种生活以腐烂水果上。有些种则在真菌或肉质的花中生活。 在垃圾筒边或久置的水果上，只要发现许多红眼的小蝇，即是果蝇； 果蝇类幼虫习惯孳生于垃圾堆或腐果上。 二、果蝇作为遗传学研究的原因 作为实验动物，果蝇有很多优点。首先是饲养容易，用一只牛奶瓶，放一些捣烂的香蕉，就可以饲养数百甚至上千只果蝇。第二是繁殖快，在25℃左右温度下十几天就繁殖一代，一只雌果蝇一代能繁殖数百只。果蝇只有四对染色体，数量少而且形状有明显差别；果蝇性状变异很多，比如眼睛的颜色、翅膀的形状等性状都有多种变异，这些特点对遗传学研究也有很大好处 三、果蝇与摩尔根
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910111055.2 (22)申请日 2019.02.11 (71)申请人 王纪武 地址 200025 上海市黄浦区瑞金二路197号 (72)发明人 王纪武 魏平 (74)专利代理机构 上海伯瑞杰知识产权代理有 限公司 31227 代理人 曹莉 (51)Int.Cl. C12N 15/85(2006.01) C12N 15/57(2006.01) C12N 15/90(2006.01) A01K 67/033(2006.01) A61K 49/00(2006.01) (54)发明名称去泛素化酶UAS-cDNA/ORF质粒及转基因果蝇文库的构建及应用(57)摘要本发明公开了去泛素化酶UAS -cDNA/ORF质粒及转基因果蝇文库的构建及应用；本发明运用模块化设计构建果蝇UAS -cDNA/ORF质粒文库的方法，针对所有41个果蝇去泛素化酶基因，构建了果蝇去泛素化酶UAS -cDNA/ORF质粒及转基因果蝇文库，涵盖了共38个基因。本文库为迄今公开发表的最为完整的果蝇去泛素化酶UAS -cDNA/ORF质粒及转基因果蝇文库，可用于体内外试验在各个特定组织中过表达去泛素化酶，进行各种各样的基因及遗传学筛查，从而系统阐明去泛素化酶与特定基因与疾病的关系，揭示疾病的发病机制， 找到新的治疗靶基因。 权利要求书3页 说明书10页序列表2页 附图2页CN 109706174 A 2019.05.03 C N 109706174 A
1.一种去泛素化酶基因UAS -cDNA/ORF质粒及转基因果蝇文库，其特征在于，所述文库涵盖了共38个果蝇去泛素化酶基因， 如下： 权 利 要 求 书1/3页2CN 109706174 A
果蝇的染色体异常现象
果蝇的染色体异常现象 一、果蝇的染色体结构异常现象 染色体结构变异是染色体变异的一种，是内因和外因共同作用的结果，外因有各种射线、化学药剂、温度的剧变等，内因有生物体内代谢过程的失调、衰老等。主要类型有缺失、重复、倒位、易位。 例题 1．（16分）1917年，布里奇斯发现了一种翅膀
后端边缘缺刻（缺刻翅）的红眼雌果蝇，并用这种果蝇做了如图23所示的实验： （1）其它实验证实，控制翅型的基因位于X 染色体上，Y染色体上没有。假设缺刻 翅是由X染色体上控制翅型的基因发 生突变引起的，与正常翅是一对等位基 因控制的相对性状。如果缺刻翅由隐性 基因控制，则后代中不应该有 果蝇出现；如果缺刻翅是由显性基因控 制，则后代中应该有果蝇出 现。实验结果与上述假设是否相 符：。 （2）从果蝇的眼色性状分析，后代雌蝇有两种表现型，说明雌性亲本产生了 种类型的配子。理论上讲图23所示的 实验，子代应该有种类型。
（3）图23所示的实验，子代的雌雄比例不是1：1，而是2：1，其原因最可能 是。 （4）布里奇斯认为“X染色体片段缺失”是导致图23所示实验现象的原因。为证 实这一猜测，科研工作者对表现型为 的果蝇做了唾腺染色体的检查，显微镜 下观察到如图24所示 的片段，从而证实了布里奇斯的猜测。 （5）从图23中雌性亲本所产生的配子分析，解释子代中雌性出现缺刻白眼性状的原因： 。 【答案】（16分）（1）缺刻翅雌和正常翅♂缺刻翅♂不相符（2）两（1分）四（1分） （3）雄性的成活率是雌性的1/2（雄性个体存
在致死现象）（4）缺刻翅♀ X染色体配对 （5）含X染色体缺失的雌性配子所形成的受精卵发育成缺刻翅白眼♀（X染色体缺失导致缺刻翅性状，同时缺失的部分包括控制眼色的基因）2.（16分） （1）图1表示对果蝇眼形的遗传研究结果，果蝇眼形由正常眼转变为棒状眼是因 为，该变化称 为。雄性棒眼果 蝇的基因型为。 基 X b X b X B X X B X B 图1 （2）研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系X l B X b，
原核生物和真核生物基因表达调控特点的比较1.相同点:转录起始是基因表达调控的关键环节2.不同点:A.原核基因的表达调控主要包括转录和翻译水平 真核基因的表达调 控主要包括染色质活化、转录、转录后加工、翻译、翻译后加工多个层次B.原核基因表达调控主要为负调控,真核主要为正调控C.原核转录不需要转录因子,RNA聚合酶直接结合启 动子,由sita因子决定基因表的的特异性 真核基因转录起始需要基础特异两类转录因子 依赖DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用 调控转录激活D.原核基因表达调控主要采用操纵子模型 转录出多顺反子RNA 实现协调调节 真核基因转录产物为单顺反子RNA 功能相关蛋白的协调表达机制更为复杂。真核生物基因表达调控的环节主要在转录水平 其次是翻译水平。原核生物基因以操纵子的形式存在。转录水平调控涉及到启动子、sita因子 与RNA聚合酶结合 、阻遏蛋白 负调控 、正调控蛋白、倒位蛋白、RNA聚合酶抑制物、衰减子等。翻译水平的调控涉及SD序列、mRNA的稳定性 不稳定(5’端和3’端的发夹结构可保护不被酶水解mRNA的5’端与核糖体结合 可明显提高稳定性)、翻译产物及小分子RNA的调控作用。真核生物基因表达的调控环节较多 在DNA水平上可以通过染色体 丢失、基因扩增、基因重排、DNA甲基化、染色体结构改变影响基因表达。在转录水平主要通过反式作用因子调控转录因子与TATA盒的结合、RNA聚合酶与转录因子-DNA复合物的结合及转录起始复合物的形成。在转录后水平主要通过RNA修饰、剪接及mRNA运输的控制来影响基因表达。在翻译水平有影响起始翻译的阻遏蛋白、5’AUG、5’端非编码区长度、mRNA 的稳定性调节及小分子RNA。真核基因调控中最重要的环节是基因转录 真核生物基因表达需要转录因子、启动子、沉默子和增强子。葡萄糖存在 乳糖不存在 此时无诱导剂
果蝇系列实验验证孟德尔遗传定律 摘要：用于果蝇的生殖周期短，培养方便，所以在遗传学实验中，有许多遗传规律的验证需用果蝇作为实验材料。本次实验主要以验证单因子遗传、双因子遗传、三点测交和伴性遗传为主，从而验证孟德尔遗传定律。在完成孟德尔遗传定律后，所剩下的果蝇的三龄幼虫可以进行唾腺染色体的制备。 关键词：果蝇；孟德尔；遗传定律；果蝇唾腺染色体； 本学期在以果蝇为实验材料验证孟德尔遗传定律实验中，在进行实验设计时，常常是一个杂交组合，只能验证一个规律，过程较为复杂，统计较为繁琐。我小组通过查阅资料，采用一次杂交设计来完成验证多个遗传规律。 1 实验设计方案 1.1 实验原理 遗传性状是由基因决定的，位于非同源染色体上多对基因所决定的性状在杂交子二代中呈现的，所以一次杂交实验所涉及到的基因很多，则可以通过一次实验将基因及其分离、组合与连锁情况体现出。 在杂交试验中，配子形成和受精时染色体的行为跟基因的行为是致的。在形成配子的减数分裂过程中，凡是同源染色体及其负载的等位基因间要彼此分离，非同源染色体及其负载的非等位基因间要自组合；位于性染色体上的基因其遗传行为与性别有关，四线期伴随着同源染色体的非姊妹染色单体间片段的交换；导致连锁群的等位基因间要发生一定的重组重组值的大小跟基因间距离有关，据此可确定有关连锁基因，在染色体上的位置与排列顺序，从而作出基因连锁图。分离规律是讲同源染色体上等位基因的遗传法则；自山组合规律是位于n对非同源染色体上的对非等位基因间的遗传法则；连锁与互换规律是位于同一条染色体上非等位的连锁基因间的遗传法则；性连锁则是几性染色体上的基因的遗传法则。配子的形成都是以同源染色体和等位基因的分离为基础的。这些规律在杂交试验中不是孤立表现的，而是同时存在的。即多基因决定的许多性状在杂交后代要同时表现，我们通过观察分析，可以发现几个相应的遗传规律。 双翅类昆虫幼虫期的唾腺细胞间期核中，发现的一类多线染色体称为唾腺染色体。这种染色体比普通的染色体大得多，宽约为5μm，长约400μm，是普通染色体的100—200倍。唾腺染色体经过多次复制而不分开，所以染色后会出现深
真核生物基因表达的调控远比原核生物复杂，可以发生在DNA水平、转录水平、转录后的修饰、翻译水平和翻译后的修饰等多种不同层次。但是，最经济、最主要的调控环节仍然是在转录水平上。 DNA水平的调控 DNA水平上的调控主要指通过染色体DNA的断裂，删除，扩增，重排，修饰（如甲基化与去甲基化，乙酰化与去乙酰化等）和染色质结构变化等改变基因的数量、结构顺序和活性而控制基因的表达。 转录水平的调控 转录水平的调控包括染色质的活化和基因的活化。通过染色质改型，组蛋白乙酰化，染色质变得疏松化及DNA去甲基化以便被酶和调节蛋白作用，基因的表达受顺式作用元件包括启动子及应答元件，转座元件，增强子，抑制子的调控，同时受反式作用因子包括基本转录因子，上游转录因子和转录调节因子等的调控。 转录后调控 转录后调控包括hnRNA的选择性加工运输和RNA编辑 在真核生物中，蛋白质基因的转录产物统称为hn RNA，必须经过加工才能成为成熟的mRNA分子。加工过程包括三个方面：加帽、加尾和去掉内含子。同一初级转录产物在不同细胞中可以用不同方式剪接加工，形成不同的成熟mRNA分子，使翻译成的蛋白质都可能不同。转录后的RNA在编码区发生碱基插入，缺失或转换的现象。
翻译水平的调控 阻遏蛋白与mRNA结合，可以阻止蛋白质的翻译并使成熟的mRNA变为失活状态贮存起来。一些调控作用的micRNAh和siRNA 还可以与mRNA作用降解mRNA，阻止其翻译 此外，还可以控制mRNA的稳定性和有选择的进行翻译。 翻译后调控 直接来自核糖体的线状多肽链是没有功能的，必须经过加工才具有活性。在蛋白质翻译后的加工过程中，还有一系列的调控机制。 1．蛋白质折叠 线性多肽链必须折叠成一定的空间结构，才具有生物学功能。在细胞中，蛋白质的折叠必须有分子伴侣的作用下才能完成折叠。 2．蛋白酶切割 末端切割 有些膜蛋白、分泌蛋白，在氨基端具有一段疏水性强的氨基酸序列，称为信号肽，用于前体蛋白质在细胞中的定位。信号肽必须切除多肽链才具有功能。 多聚蛋白质的切割 有些新合成的多肽链含有几个蛋白质分子的序列，切割以后产生具有不同功能的蛋白质分子。
3．转基因果蝇的杂交重组和鉴定（开放实验） 实验目的： 把插入在同一个染色体上的不同目的基因通过重组交换整合到同一品系果蝇的同一染色体上，并得到可以稳定保存的品系（balanced或homozygous）。 背景知识： 转基因果蝇（transgenic fly）是将带有目的基因的质粒通过显微注射转入白眼果蝇卵中，这些质粒上一般带有P转座子序列（P elements are transposable pieces of DNA that randomly insert themselves into genomic DNA），使得目的基因可以插入到果蝇染色体中。一般使用白眼果蝇的卵进行显微注射，质粒上带有的mini-white基因（红眼）可以作为转基因成功的标记（marker），带有目的基因的果蝇将成为红眼果蝇。mini-white的表达量决定了果蝇眼睛红色的深浅，这与目的基因插入位置和copy数目有关（可请学生思考为什么——插入位置附近的染色体结构和启动子决定mini-white表达量，纯和果蝇比杂合果蝇表达量也高，有多个插入位点的比单个插入位点的表达量高，一般情况下只有一个插入位点）。常用的带P转座子载体示意图如下： 实验提供几种转基因果蝇，由于受质粒大小的限制，一般一个转基因果蝇品系只能转入一个目的基因，有时需要把不同目的基因整合到同一个果蝇品系中，研究两个基因的功能及相互作用等。如果两个目的基因都插在不同果蝇品系的同一个染色体上，可以通过遗传重组的方法得到重组型后代（眼睛颜色），重组型后代将在同一个染色体上同时带有两个目的基因，并可以建立稳定保持的品系。例如有基因A的转基因果蝇系tA和基因B的转基因果蝇
解决遗传题的一般步骤： 1、确定相对性状： 2、确定各自的显、隐关系： 方法：A、概念法 B、表现型比例 C、有中生无或无中生有 D、在群体中出现的概率的大小 3、确定位置： 方法：A、排除Y染色体，假定在X染色体，最后确定常染色体 B 、正常情况下某种性状在雌雄后代中比例是否相同； C、让隐性个体作母本，显性个体作父本交配观察子代（摩尔根的测交） D、正交、反交结果是否一致，如果不一致则：位于X染色体，或属于细胞质 遗传即母系遗传。 4、写出亲本的基因型 5、计算概率： 方法：计算时也应该分别计算出不同性状的概率（先分离，再组合的方法），再把 两者乘起来（即甲的情况，乙的情况各自的概率）
________________________________________________________。 （6）请写出该果蝇的基因型________________ （7）若只考虑体色与眼形，让该果蝇与基因型相同的异性果蝇交配得到F1，理论上其表现型不同于亲本的个体中纯合子占____________；如再取F1中全部灰身个体随机自由交配，则F2中不同体色的表现型及其比例为____________________; （8）假设控制某对相对性状的基因A（a)位于果蝇X、Y染色体的同源区段上，那么这对
相对性状在后代雌雄个体中的表现型的比例是否一定相同？____________请举例说明_____; （9）果蝇品系有三组性状：Ⅰ和Ⅰ'、Ⅱ和Ⅱ’、Ⅲ和Ⅲ’（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示显性性状，Ⅰ’、Ⅱ’、Ⅲ’表示隐性性状），请根据以下几组实验结果，判断控制上述三组性状的基因的位置和遗传方式。 ①♀Ⅰ×♂Ⅰ’→F1表现Ⅰ性状; ♀Ⅰ’×♂Ⅰ→F1表现Ⅰ性状。 说明什么_________________; ②♀Ⅲ×♂Ⅲ’→F1表现Ⅲ性状; ♀Ⅲ’×♂Ⅲ→F1表现Ⅲ’性状。 说明什么__________________; (10)已知果蝇的正常肢和短肢是一对相对性状（正常肢D、短肢d），且雌雄果蝇均有正常肢和短肢类型。现有若干正常肢和短肢的雌雄果蝇，若用一次交配实验即可证明这对基因位于何种染色体上，应选择一对亲本的表现型为____________________，预期结果及相应结论为： 1._________________________________________________________ 2.___________________________________________________________ 3._________________________________________________________________ (11)卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交 在F1中所有雌果蝇都是直刚毛直翅，所有雄果蝇都是卷刚毛直翅。控制刚毛和翅型的基因分别分别用D，d和E,e表示，则控制刚毛和翅型的基因分别位于_______和_______ 染色体上，判断理由是__________________________________;F1雌雄果蝇的基因型分别为 ________________, _____________; F1雌雄果蝇互交，F2中刚毛弯翅果蝇占的比例是_________________________;
常见抗真菌药物比较 表1，常见抗真菌药物抗菌谱比较 1、氟康唑、伊曲康唑、伏立康唑、棘白菌素、多烯类抗菌谱摘自于第39版桑福德抗微生物治疗指南，咪康唑、丙烯胺类抗菌谱搞自于产品说明 2、-无活性；±可能有活性；+有活性，三线治疗（至少临床有效）；++有活性，二线用药（临床作用稍差）；+++有活性，一线用药（临床常常
有效）； 3、棘白菌素类、伏立康唑、多烯类尿中浓度很低；
胃肠道反应： 特比奈芬>咪康唑>两性霉素B >两性霉素B脂质体>伊曲康唑>伏立康唑、氟康唑>米卡芬净、卡泊芬净肝功能不良反应： 两性霉素B >两性霉素B脂质体>卡泊芬净、米卡芬净>伊曲康唑>伏立康唑>氟康唑 米卡芬净说明书中黑框警告：有严重肝损害的报道，有导致肝脏肿瘤的潜在风险。 肾功能不良反应： 两性霉素B >两性霉素B脂质体>伊曲康唑>伏立康唑>氟康唑>卡泊芬净、米卡芬净
与细菌感染性比较，侵袭性真菌感染发病隐匿、不易诊断，抗真菌治疗目标性差，合理使用抗真菌药物已经成为临床严峻的挑战。临床医师需要加强对侵袭性真菌感染的关注，掌握不同类别抗真菌药物特点，合理使用。 临床可供使用的治疗侵袭性真菌感染的药物有如下几类，各自特点不同，需要注意选择。 两性霉素B及其脂类制剂 两性霉素B是最早应用于临床的治疗侵袭性新型真菌感染药物，其普通制剂为去氧胆酸盐，不良反应明显。近年来开发的两性霉素B脂制剂安全性明显提高，成为临床重要的侵袭性真菌感染治疗药物。这些制剂包括两性霉素B脂质复合体、两性霉素B胶质分散体、两性霉素B脂质体。 该类制剂特点为：①药物易分布于网状内皮组织，肝、脾和肺组织中，减少肾组织浓度，低血钾少见，肾毒性均低于普通制剂。②临床可应用较高剂量，一般3~6mg/(kg.d)，滴速相对快。③长程用于艾滋病病人，对曲霉菌、隐球菌、念珠菌的耐受性好。④脂类制剂的剂量为常规制剂的3～5倍时,治疗念珠菌菌血症和隐球菌脑膜炎的疗效与常规制剂相仿。 三唑类抗真菌药物 此类药物包括氟康唑、伊曲康唑、伏立康唑、泊沙康唑等，氟康唑已在临床应用多年，主要对酵母样菌具有抗菌活性，对曲霉缺乏抗菌作用。由于长期应用，部分真菌已产生耐药性，临床必须加以关注。 伊曲康唑对深部真菌与浅表真菌都有抗菌作用，对皮肤癣菌、酵母菌、曲霉菌属、组织胞浆菌属、巴西副球孢子菌、申克孢子丝菌、着色真菌属、枝孢霉属、皮炎芽生菌以及各种其他的酵母菌和真菌感染有效。目前已有胶囊、口服液和静脉注射三种剂型。胶囊吸收较差，以羟丙基环糊精为助溶剂的口服液，生物利用度可达55%。伊曲康唑脂溶性强，在肺、肾脏、肝脏、骨骼、胃、脾脏和肌肉中的药物浓度比血浆浓度高2~3倍。主要在肝脏中代谢，主要代谢产物为有活性的羟基伊曲康唑，平均终末半衰期为33ｈ。口服液与注射液可应用于侵袭性真菌感染，如曲霉病、芽生菌病、组织胞浆菌病、球孢子菌病，亦用于AIDS患者隐球菌病的长程治疗和中性粒细胞减少症患者真菌感染的预防与治疗。常见不良反应为胃肠道不适，如厌食、恶心、腹痛和便秘。较少见的副作用包括头痛、可逆性肝酶升高、月经紊乱、头晕和过敏反应。 伏立康唑是从氟康唑衍生的三唑类抗真菌药，抗菌谱广、抗菌作用强。对念珠菌属、新型隐球菌和毛孢子菌均有良好的抑制活性；对一些霉菌，以及荚膜组织胞浆菌等都有抑制作用，对足放线病菌属、镰刀菌属也具有抗菌活性。本品口服后迅速吸收，血浆达峰时间为1~2h，生物利用度高达96％，蛋白结合率58%，食物可影响本品的吸收，因此应在进食后1~2h服用。给予负荷剂量后，24h内其血药浓度接近稳态浓度。在组