分子遗传学博士复习题

名词解释：

DNA甲基化（DNA methylation）:是指由DNA甲基化转移酶介导，催化

甲基基团从S-腺苷甲硫氨酸向胞嘧啶的C-5位点转移的过程。 ENCODE计划(The Encyclopedia of DNA Elements Project)：即“DNA元件百科全书计划”，简称ENCODE计划，是在完成人类基因组全序列测定后的2003年9月由美国国立人类基因组研究所（National Human Genome Research Institute，NHGRI）组织的又一个重大的国际合作计划，其目的是解码基因组的蓝图，鉴定人类基因组中已知的和还不知功能的多个物种的保守序列等在内的所有功能元件。ENCODE计划的实施分为3个阶段：试点阶段（a pilot phase）、技术发展阶段（a technology development phase）和生产阶段（a producttion phase）。

gRNA(guide RNA)：既指导”RNA(gRNA，guide RNA)，能通过正常的碱基

配对途径，或通过G—U配对方式与mRNA上的互补序列配对，指导编辑的进行。

GT--AG规律（GT-AG rule）：真核生物所有编码蛋白质的结构基因，其RNA

前体在内含子和外显子交界处有两个较短的保守序列，内含子的左端均为GT，右端均为AG，此规律称GT-AG规律。 miRNA：即小RNA，长度为22nt左右，5′端为磷酸基团、3′端为羟基。miRNA广泛存在于真核生物中，不具有开放阅读框架，不编码蛋白质，其基因的转录产物是发夹状结构，在RNaseⅢ酶切后以双链形式存在，是近几年在真核生物中发现的一类具有调控功能的非编码RNA，它们主要参与基因转录后水平的调控。

RNA编辑(RNA editing) :是指通过碱基修饰、核苷酸插入或删除以及核苷酸

替换等方式改变RNA的碱基序列的转录后修饰方式。 RNA诱导的沉默复合体（RNA Induced Silencing Complex，RISC）：与siRNA结合后可识别并切断mRNA。 RNA指导的DNA甲基化（RNA Directed DNA Methylation RDDM）：活性RISC进入核内，指导基因发生DNA的甲基化。 密码子摆动假说（wobble hypothesis）：密码子的第1，2位核苷酸（5’→3’）与反密码子的第2，3核苷酸正常配对；密码子的的第3位与反密码子的第1位配对并不严谨，当反密码子的第1位为U时可识别密码子第3位的A或G，而G则可识别U或C，I（次黄嘌呤）可识别U或C或A。 比较基因组学（comparative genomics）：是一门通过运用数理理论和相应计算机程序，对不同物种的基因组进行比较分析来研究基因组大小和基因数量、基因排列顺序、编码序列与非编码序列的长度、数量及特征以及物种进化关系等生物学问题的学科。

表观遗传变异（epigenetic variation）:基因的碱基序列未发生改变，而是

由于DNA甲基化，组蛋白的乙酰化和RNA编辑等修饰导致基因活性发生了变化，使基因决定的表型发生变化，且可遗传少数世代，但这种变化是可逆的。 超基因家族（supergene family）：是DNA序列相似，但功能不一定相关的若干个单拷贝基因或若干组基因家族的总称。 沉默子（silencer）：一种转录负调控元件，当其结合特异蛋白因子时，对基

因转录起阻遏作用。特点很象增强子，但不增强转录，而是减弱转录，故称负增强子。 代谢组学(metabolomics)：是对某一生物或细胞在一特定生理时期内所有低分子量代谢产物同时进行定性和定量分析的一门新学科。

端粒(telomere)：是由独特的DNA序列及相关蛋白质组成的线性真核染色体

的末端结构，它具有防止末端基因降解、染色体末端间的粘连和稳定染色体末端及其精确复制等功能。 反向遗传学（reverse genetics）：是从改变某个感兴趣的基因或蛋白质入手，然后去寻找相关的表型变化。

反转座子（retroposon）或“反转录转座子（retrotransposon）”:先转录为RNA

再反转录成DNA而进行转座的遗传元件。 核酶（ribozyme）:具有催化活性的RNA, 即化学本质是核糖核酸(RNA), 却

具有酶的催化功能。核酶的作用底物可以是不同的分子, 有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。

核心启动子（core promoter）：是指在体外测定到的由RNA polⅡ进行精确

转录起始所要求的最低限度的一套DNA序列元件。 化学基因组学(chemogenomics)：它是作为后基因组时代的新技术,是联系基因组和新药研究的桥梁和纽带。它指的是使用对确定的靶标蛋白高度专一的小分子化合物来进行基因功能分析和发现新的药物先导化合物。

基因组印迹(genomic imprinting) :也称作基因印迹(gene impringting)，是一

种新发现的非孟德尔遗传现象，指来自双亲的某些等位基因在子代中呈现差异性表达的现象。

程序性细胞死亡/凋亡（programmed cell death/apoptosis)：细胞应答

一类刺激剂，引起一连串特征性的反应，从而启动导致细胞死亡的途经。 焦磷酸化编辑（pyrophosphorolytic editing）：RNA聚合酶通过PPi的掺

入（聚合反应的逆反应）去除错误加入的核苷酸，然后加入正常的核苷酸，虽然这种编辑不能区分正常和错误的核苷酸，但由于转录在错误加入核苷酸后停留时间过长，而对其有优先校正功能。 酵母双杂交(yeast two-hybrid)：利用杂交基因通过激活报道基因的表达探测蛋白质与蛋白质间的相互作用。

亮氨酸拉链（leucine zipper）：是由伸展的氨基酸组成，每7个氨基酸中的

第7个氨基酸是亮氨酸，亮氨酸是疏水性氨基酸，排列在α-螺旋的一侧，所有带电荷的氨基酸残基排在另一侧。当2个蛋白质分子平行排列时，亮氨酸之间相互作用形成二聚体，形成“拉链”。 密码子使用的偏好（relative synonymous codon usage，RSCU）：编码同一氨基酸的各个密码子的使用频率在不同生物中并不相同，也不与该氨基酸在整个蛋白质中的频率成正比，这也就是密码子使用的偏好现象，该现象可影响基因表达的效率。 母系印迹(maternal imprinting) :来自母本的等位基因（母源等位基因）不表达，而父源等位基因表达的现象。 母性基因（maternal gene)：母体卵子发生时所表达的基因，母性体细胞基因是在母性体细胞中表达，而母性胚系基因则在生殖细胞中表达（如卵母细胞）。

染色质重塑(chromatin remodeling) :是表观遗传修饰中一种常见的方式，

是指导致整个细胞分裂周期中染色质结构和位置改变的过程。 染色质重塑因子（chromatin remodeling factor）: 依靠水解ATP提供能

量来完成染色质结构的改变。染色质重塑因子在组成及功能上不同，但都包含类Snf2超家族的ATP酶亚基

增强子（enhancer）：该DNA序列可增加与其连锁基因转录的频率。增强子

多位于基因的5’端，但也可位于基因的3’端，甚至基因的内含子中。无位置及方向性，但可能有组织细胞特异性，一般能使基因转录频率增加10～200倍，有的甚至可以高达上千倍。甚至远离靶基因达几千kb也仍有增强作用。

转座子沉默（transposon silencing）:宿主积累了转座子的多个拷贝，从而

阻遏转座发生。 组成型剪接（constitutive splicing）：编码蛋白质的不连续基因通过RNA剪接将内含子从mRNA的前体中依次去除，然后规范地将外显子剪接成成熟的mRNA，这种剪接方式是一个基因只产生一种成熟的mRNA，一般也只产生一种蛋白质产物。

组蛋白密码（histone code）：组蛋白氨基端的各种修饰（甲基化、乙酰化、

磷酸化、泛素化等）及组合通过改变染色质的结构或产生效应蛋白质的结合位点而影响基因的表达活性，从而调控下游的细胞学过程。

组蛋白修饰(histone modification) :是指染色质上的组蛋白被甲基化、乙酰

化或磷酸化的过程。 中心法则（central dogma）F.Crick于1958年提出的阐明遗传信息传递方向的法则，指出遗传信息从DNA传递至RNA，再传递至多肽。DNA与RNA之间遗传信息的传递是双向的，而遗传信息只是单向地从核酸流向蛋白质。

简答题： 1. 核小体与核小体定位在基因表达及其调控中有何作用？ 2. 常见的反式作用因子有哪些？其结构特点是什么 一般情况下，调节基因转录活性的反式作用因子统称为转录因子。已鉴别的转录因子可分为普通型和组织特异性两类。主要有两大功能区：DNA结合域，活性域。对于DNA结合域，根据其氨基酸的结构域特点又可分为：螺旋-转角-螺旋（HTH），锌指结构，螺旋-环-螺旋（HLH），亮氨酸拉链，同源异型域，激素受体类，β桶结构等。以下介绍几种重要的转录因子的结构特点及调节基因表达机理： ⑴锌指蛋白：是由含有锌指结构域的两类蛋白组成，即锌指蛋白和类固醇受体结合蛋白。锌指结构域是由蛋白质上的保守半胱氨酸及或组氨酸与锌原子结合形成的手指状结构。 ⑵同源异型域蛋白：该蛋白几乎存在于所有真核生物基因组中，含60个氨基酸保守序列的DNA结合蛋白。该蛋白属于HTH蛋白。可形成三个螺旋区，其中螺旋2和螺旋3形成典型的HTH域，螺旋3识别螺旋与DNA大沟结合，其末N末端臂参与DNA小沟结合，同源异型域蛋白形成二聚体后才能和DNA结合。 ⑶β桶：这个结合域是由多个反向平行的β折叠构成的β桶结构。 ⑷螺旋-环-螺旋：长40-50个氨基酸，由15-16个氨基酸的亲水亲脂的α螺旋及长度不同的环将其分开。 ⑸亮氨酸拉链：亮氨酸拉链的双亲α螺旋其疏水面亮氨酸突出，并与另一个平行的亮氨酸拉链蛋白的亮氨酸突出交错排列，盘绕成卷，两个右手螺旋相互缠绕，每圈3.5个氨基酸，每7个残基构成一个重复单位，因此亮氨酸在拉链区每隔6个氨基酸残基重复出现一次，两个蛋白形成同源二聚体或异源二聚体。在每个拉链蛋白中与亮氨酸重复序列临近的区域是高度碱性的，可作为DNA分子的结合位点，整个二聚体呈Y型结构，拉链构成茎，两个碱性区域分叉成臂，横跨在DNA分子上，并与相邻的DNA两个大沟结合，称之为亮氨酸拉链。

原核生物与真核生物基因表达调节机制的主要差别是什么？ ⑴原核生物中，基因表达调控主要在转录水平上，在调节基因在作用下主要以操纵子为单位，转录出一条多顺反子的mRNA，并指导蛋白合成；而且转录和翻译是偶联的，很少发生mRNA的加工和修饰。但也存在转录后水平的调控 ⑵真核生物中，基因表达调控比较复杂，可发生多层次，多水平。包括从染色质和染色体的表观遗传修饰，DNA的复制，RNA的转录、加工与剪接，蛋白的翻译以及翻译后的修饰等，对于真核生物的转录调控主要是顺式作用元件和转录因子间的相互作用。 ⑶另外DNA的重排和RNA的交错剪接也是基因表达多样性的重要机制。近年来发现的小RNA通过RNA干扰途径也可调节基因的表达，介导DNA的甲基化、mRNA的降解和翻译的起始抑制等。