染色体和基因分析报告.ppt

真核基因调控蛋白从远处控制基因表达 细菌基因调控蛋白（活化物与阻抑物） 真核基因活化物结合的DNA位点最初被称为增强子。 远距离作用模型 细菌和真核生物基因激活机制主要差别的总结 真核基因是由蛋白质组合来控制的 不同基因的表达可被单个蛋白质协调 细菌和真核生物不仅需要能够单个打开或关闭基因，也要求能够协调不同基因表达。如真核细胞收到要分裂的信号时，未表达的许多基因一起打开。细菌是让这些基因在一个操纵子中成簇的处在一个启动子的控制下。真核生物如何协调个基因的表达？ 真核细胞用一组调控蛋白控制每一个基因，那么细胞是怎样快速果断的打开或关闭一组基因的呢？ 123456789、23579 组合控制可产生不同细胞类型 单个基因调控蛋白对分化的效应的突出例子来源于肌细胞的研究。骨骼肌细胞由许多肌细胞前体（成肌细胞）融合而成。成熟肌细胞具有组成收缩装置的肌动蛋白和肌球蛋白，细胞膜上有对神经刺激敏感的受体蛋白及离子通道等特征性蛋白。当细胞融合时，编码这些蛋白的基因全部协调性打开。 关键的基因调控蛋白只存在可能成为肌细胞的细胞中。 MyoD就属于其中一种，当该基因导入成纤维细胞时，诱导其向骨骼肌细胞发展。 真核细胞为什么采用组合控制方式？ 单个基因调控蛋白可以触发一个完整器官的生成 染色体和基因调控 一个生物体的DNA编码了其细胞所需的所有RNA的蛋白质分子。 但是生物体DNA序列的完整描述---无论是细菌的几百万个核苷酸或人体细胞几十亿的核苷酸---都不可能使我们重建这个生物体。 单细胞细菌能选择地利用自己的基因，依据不同营养条件打开或关闭基因以合成不同的代谢酶类。 不同的细胞类型依靠只在这种类型细胞中打开的基因来执行一系列的功能。 如：胰腺中β细胞制造胰岛素、 α细胞分泌高血糖素；淋巴细胞分泌抗体，红细胞制造血红蛋白。 多细胞生物，基因表达具有更精密的调控。胚胎发育过程中，一个受精卵细胞产生许多结构与功能上都截然不同的细胞类型。 编码一个单细胞细菌所需的全部信息需要大量的DNA，编码多细胞生物的发育指令需要更多的DNA。这就产生了矛盾：DNA该怎样折叠和包装的足够紧密以便容易的装入细胞核？ 真核生物染色体的结构 真核生物的DNA包装成染色体 每条染色体带型都是独特的，因而我们能加以区分并给他们编号。如果染色体的一部分丢失或者转移到另一条染色体上，我们能够通过带型变化检测到。细胞遗传学家利用带型的变化来检测与某些遗传性疾病以及某种癌症相关的染色体异常 易位使9号染色体长臂上的原癌基因abl和22号染色体上的bcr(break point cluster region)基因重新组合成融合基因。后者具有增高了的酪氨酸激酶活性，这是慢性粒细胞性白血病的发病原因。 伯基特淋巴瘤（Burkitt淋巴瘤）细胞的染色体易位，使c-myc与IG重链基因的调控区为邻。 细胞周期中染色体以不同状态存在 特殊DNA序列保证染色体高效复制 真核生物解决末端复制问题的策略 核小体是染色质结构的基本单位 核小体的发现（1974年）---绳珠结构 组蛋白：含较高比例的带正电荷的氨基酸（赖氨酸和精氨酸）。 是一种保守蛋白：豌豆和奶牛H4只存在两个氨基酸差异。 染色体有多级的DNA包装 染色体包装的层次 有丝分裂染色体末端附近区域的扫描电镜 间期染色体同时含有浓缩的和比较伸展的染色质状态 基因表达的位置效应揭示了间期染色体包装的不同 间期染色体是浓缩和松散包装的染色质混合物：基因被移到染色体不同部位后，基因表达改变。基因表达的不同取决于基因在基因组中的位置，这称为位置效应。 基因调控 在生物发育过程中，细胞类型如肌肉、神经、血细胞变得互不相同，分化最终导致成熟生物中见到的广泛的细胞类型。 分化的产生是因为细胞制造和聚集了一套不同RNA和蛋白质，也就是说细胞表达了不同的基因（并不是改变了DNA的核苷酸序列）。 细胞控制自身基因的表达 许多蛋白都存在于一个多细胞生物的所有细胞中， 例如细胞骨架和染色体的主要结构蛋白、内质网与高尔基体必须的蛋白质、核糖体蛋白、执行糖酵解(甘油醛-3-磷酸脱氢酶， glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase）及其他基本代谢所需要的酶。 这些普遍存在的蛋白称为管家蛋白，编码它们的基因称为管家基因。 每种不同的细胞类型也合成反映细胞独特性质的特殊蛋白质（如血红蛋白）。 细胞控制自身蛋白合成的途径 1、控制一个基因的转录的时间与频率 2、控制初级RNA转录物如何剪接或加工 3、选择哪个mRNA被核糖体翻译 4、蛋白质合成后选择性地激活或者失活 转录控制是通过蛋白质结合到DNA调节序列上实现的 启动子包括起始位点和一个大约50bp的核苷酸(包括了RNA聚合酶结合所需位点)。