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正文內(nèi)容

分子遺傳學(xué)復(fù)習(xí)題(編輯修改稿)

2025-06-07 23:51 本頁(yè)面
 

【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)?;虼虬屑夹g(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。基因打靶技術(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)。可見(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,X射線,γ射線,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.
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