【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 因的作用下，主要以操縱子為單位，轉(zhuǎn)錄出一條多順?lè)醋觤RNA，并指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成；而且轉(zhuǎn)錄和翻譯是偶聯(lián)的，很少發(fā)生mRNA的加工、修飾。但也存在轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控，例如反義RNA的調(diào)控，翻譯的調(diào)控，RNA開(kāi)關(guān)等。② 在真核生物中，基因表達(dá)的調(diào)控十分復(fù)雜，可發(fā)生在多個(gè)層次、多個(gè)水平，包括從染色體和染色質(zhì)的表觀遺傳學(xué)控制，DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄、加工與拼接、蛋白質(zhì)翻譯及翻譯后加工、修飾等等。對(duì)于真核生物基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，主要是順式作用元件（cisacting element）與反式作用因子(transacting factor)的相互作用。③ 另外，DNA的重排和RNA的交替剪接也是真核生物基因表達(dá)多樣性的重要機(jī)制；近年發(fā)現(xiàn)的小分子RNA通過(guò)RNA干擾途徑也可調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，介導(dǎo)DNA的甲基化、mRNA的降解及翻譯起始的抑制等。5. 轉(zhuǎn)座子的遺傳學(xué)效應(yīng)與應(yīng)用答：① 改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)，引起的染色體DNA缺失或倒位；② 誘發(fā)基因突變；③ 調(diào)節(jié)基因表達(dá)，很多轉(zhuǎn)座子帶有增強(qiáng)子，有的還含有啟動(dòng)子，能促進(jìn)基因的轉(zhuǎn)錄活性；轉(zhuǎn)座子插入某個(gè)基因的內(nèi)含子或外顯子中而影響該基因表達(dá)；④產(chǎn)生新的變異；⑤應(yīng)用轉(zhuǎn)座子標(biāo)記技術(shù)，克隆目的基因；⑥以轉(zhuǎn)座因子作為基因工程載體，進(jìn)行轉(zhuǎn)基因等遺傳操作。6. 簡(jiǎn)述染色質(zhì)重塑的基本過(guò)程及其生物學(xué)功能。答：染色質(zhì)重塑是指導(dǎo)致整個(gè)細(xì)胞分裂周期中染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和位置改變的過(guò)程。此過(guò)程由兩種蛋白復(fù)合體所介導(dǎo)，即ATP依賴(lài)型核小體重構(gòu)復(fù)合體和組蛋白修飾復(fù)合體。染色質(zhì)的重塑因子通過(guò)利用ATP水解釋放的能量，引起特定核小體位置的改變(滑動(dòng)),或核小體三維結(jié)構(gòu)的改變, 或二者兼有,將核小體重新排布，從高度致密的染色質(zhì)上解開(kāi),從而使啟動(dòng)子區(qū)中的順式作用元件得以暴露, 為反式作用因子（轉(zhuǎn)錄因子）與之結(jié)合提供了空間接觸的可能。組蛋白修飾因子并不改變核小體的位置，而是在DNA上作標(biāo)記，以招募其他的活性成分(組蛋白密碼)，對(duì)核心組蛋白N端尾部進(jìn)行共價(jià)修飾，從而改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)。染色質(zhì)重塑是DNA修復(fù)和基因表達(dá)調(diào)控過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。細(xì)胞基因組中的DNA通常并非處于裸露狀態(tài)，而是與組蛋白一起構(gòu)成結(jié)構(gòu)致密的染色質(zhì)，故染色質(zhì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)的改變會(huì)影響基因的表達(dá)。細(xì)胞中存在著各種不同的染色質(zhì)重塑因子復(fù)合物激活或者沉默基因的表達(dá)。染色質(zhì)重塑在個(gè)體發(fā)育，人類(lèi)疾病及基因劑量補(bǔ)償中具有重要作用論述題1. 有哪些方法可用于功能基因組學(xué)的研究？現(xiàn)在有何進(jìn)展？答：隨著多種生物全基因組序列的獲得，基因組研究正在從結(jié)構(gòu)基因組學(xué)轉(zhuǎn)向功能基因組學(xué)的整體研究。在功能基因組學(xué)的研究中通常運(yùn)用高通量技術(shù)（highthrouput techniques），如DNA微陣列（DNA microarrays），反向遺傳學(xué)（reverse genetics）技術(shù)如基因打靶，轉(zhuǎn)基因以及反義mRNA和RNA干擾等技術(shù)來(lái)系統(tǒng)地分析基因功能及基因間相互作用，基因組的時(shí)空表達(dá)以及發(fā)現(xiàn)和尋找新基因等。（1）DNA微陣列技術(shù)又稱(chēng)DNA芯片（DNA chips）或基因芯片技術(shù)（gene chips），它通過(guò)將對(duì)應(yīng)于不同基因 或cDNA的DNA片段或寡聚核苷酸點(diǎn)樣于微芯片上形成高密度的矩陣，與熒光標(biāo)記的總mRNA進(jìn)行雜交，然后通過(guò)激光共聚焦掃描檢測(cè)并運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)雜交信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)化定性定量分析，具有高通量、實(shí)時(shí)、靈敏、準(zhǔn)確等特點(diǎn)。（2）基因打靶是指通過(guò)轉(zhuǎn)染的DNA序列與細(xì)胞內(nèi)同源的基因組序列（靶序列）之間進(jìn)行同源重組，以改變靶序列來(lái)研究其結(jié)構(gòu)和功能或進(jìn)行基因治療的技術(shù)。基因打靶技術(shù)包括基因敲除（knockout）和基因敲入(knockin)，前者是用無(wú)功能的DNA序列與靶序列重組，破壞原基因組的遺傳功能，后者是用有功能的DNA序列與受到破壞的靶序列重組使其恢復(fù)遺傳功能?；虼虬屑夹g(shù)是一種從基因到表型的新研究方法，屬于反求遺傳學(xué)范疇。（3）反義mRNA技術(shù)通過(guò)向細(xì)胞導(dǎo)入一段與特定編碼mRNA互補(bǔ)的非編碼RNA鏈，使其與該段mRNA特異性結(jié)合而定向阻抑靶基因表達(dá)的技術(shù)。這一技術(shù)的成熟，為功能基因組學(xué)的研究和基因治療提供了新的思路。在反義mRNA技術(shù)的研究過(guò)程中，科學(xué)家們意外發(fā)現(xiàn)導(dǎo)入正義mRNA（sense RNA）與導(dǎo)入反義mRNA具有等效的阻抑效應(yīng)。而更令人吃驚的是如果導(dǎo)入相應(yīng)雙鏈RNA（dsRNA），其阻抑效應(yīng)比導(dǎo)入任一單鏈RNA強(qiáng)十倍以上，dsRNA若經(jīng)純化則阻抑效應(yīng)更強(qiáng)。這種雙鏈RNA特異性地作用于與其序列配對(duì)的基因而抑制其表達(dá)的現(xiàn)象叫做RNA干涉。RNA干涉技術(shù)作為一種新的定點(diǎn)敲除knockdown技術(shù)，賦與了功能基因組學(xué)、基因治療等全新的思路，堪稱(chēng)生命科學(xué)近年來(lái)的革命性的突破。因而發(fā)現(xiàn)RNA干擾機(jī)制的兩位美國(guó)科學(xué)家Fire和Mello榮獲2006年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?？梢?jiàn)該項(xiàng)成果的重大科學(xué)意義。2. 目前最常用的突變體創(chuàng)制方法有哪些？如何利用突變體進(jìn)行功能基因組學(xué)研究？答：，化學(xué)誘變劑主要有烷化劑、堿基類(lèi)似物、亞硝基化合物、疊氮化物等，多用烷化劑，如EMS和MNU等。EMS誘發(fā)的特點(diǎn)是突變均勻分布于整個(gè)基因組中而不呈現(xiàn)明顯的“熱點(diǎn)”。我們不僅僅可以通過(guò)EMS造成轉(zhuǎn)錄提前終止的功能缺失突變體來(lái)研究基因的功能，也可以通過(guò)錯(cuò)義突變引起的一些表型較弱、中間類(lèi)型的突變體來(lái)研究功能蛋白中某個(gè)特定氨基酸殘基的功能。，誘變劑主要有紫外線(xiàn)，X射線(xiàn)，γ射線(xiàn)，快中子，激光，微波，離子束等；電離輻射廣泛用于植物、動(dòng)物和微生物的誘變育種，由于快中子具有能量高、輻射處理的劑量容易控制和操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，在生物誘變上具有獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)：如對(duì)子粒較大的玉米、大豆等的誘變效率較高，誘變的劑量（強(qiáng)度和時(shí)間）容易控制，在一個(gè)基因組上可以存在多個(gè)突變位點(diǎn)，同時(shí)誘變后生物材料仍保持較高的活性，轉(zhuǎn)基因，基因打靶，激活標(biāo)簽法, G atew ay 全長(zhǎng)cDNA 過(guò)量表達(dá)技術(shù)和RNA干涉技術(shù)等。TDNA標(biāo)簽技術(shù)是以農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)的一種插入突變研究方法，在獲得穩(wěn)定的突變表型后,可用報(bào)告基因?yàn)樘结樤谕蛔凅w文庫(kù)中克隆相應(yīng)的功能基因。還可通過(guò)質(zhì)粒挽救的方法克隆插入序列兩翼的基因片段。TDNA標(biāo)簽突變體庫(kù)除了通過(guò)基因敲除來(lái)研究基因功能以外，還可通過(guò)對(duì)TDNA標(biāo)簽的改造建立了激活標(biāo)簽（activation tagging）突變體庫(kù)，和捕獲標(biāo)簽（entrapment tagging）突變體庫(kù)。轉(zhuǎn)座子標(biāo)簽技術(shù)：廣泛應(yīng)用于病毒、細(xì)菌、酵母、果蠅、擬南芥菜、水稻等物種的突變體創(chuàng)制與基因功能研究。尤其是在高等植物上取得了突破性進(jìn)展，如玉米激活子 (activator，Ac)、解離子 (dissociation，Ds)、增變子 (mutator，Mu)、金魚(yú)草Tam、矮牽牛dTphl以及水稻的Tos17。構(gòu)建突變體庫(kù)是功能基因組學(xué)研究的重要手段。：通過(guò) TILLING、PCR－walking 或圖位克隆技術(shù)，可以獲得某些突變性狀所對(duì)應(yīng)的突變基因，確定基因與性狀的對(duì)應(yīng)關(guān)系。只要擁有飽和的突變體庫(kù)，理論上可以獲得所有基因的突變體。，研究生物生長(zhǎng)發(fā)育和代謝途徑3.