《现代分子生物学-DNA.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代分子生物学-DNA.ppt（30页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、现代分子生物学Current Molecular Biology,章晓波 浙江大学生命科学学院,考查：撰写1篇分子生物学相关文献综述write a review paper related to molecular biology,DNA研究进展-简介Progress in DNA research,一、表观遗传学二、DNA修复三、基因序列多样性,表观遗传学（epigenomics）：基因序列不改变，可遗传的表型变化,一、表观遗传学 epigenomics,染色质重塑复合物：依靠水解ATP提供能量来完成染色质结构的改变，根据水解ATP的亚基不同，可将复合物分为SWI/SNF复合物、ISW 复合
2、物以及其它类型的复合物。这些复合物及相关的蛋白均与转 录的激活和抑制、DNA的甲基化、DNA修复及细胞周期相关。,DNA甲基化（DNA methylation）：在DNA甲基化转移酶的作用下，主要是基因组CpG二核苷 酸的胞嘧啶5碳位共价键结合一个甲基基团,DNA复制相关-组蛋白修饰(DNA replication-histone)乙酰化、去乙酰化（acelation/deacelation）：乙酰化转移酶(HATs)主要在组蛋白H3、H4的N端尾上的赖氨酸加上乙酰基，去乙酰化 酶(HDACs)相反磷酸化、去磷酸化（phosporylation/dephosporylation）甲基化（met
3、hylation）：组蛋白甲基化主要发生在H3和H4组蛋白N端 Arg或Lys残基上，功能主要体现在异染色质形成、基因印记、X染 色体失活和转录调控方面,基因组印记（genomic impriting）：来自父方和母方的等位基因在通过精子和卵子传递给子 代时发生了修饰，使带有亲代印记的等位基因具有不同 的表达特性，这种修饰常为DNA甲基化修饰，也包括组 蛋白乙酰化、甲基化等修饰,X染色体失活（X chromosome inactivation）女性有两条X染色体，男性只有一条X染色体，为保持平衡，女性的一条X染色体被永久失活，即“剂量补偿”效应 父本X染色体在所有的早期胚胎细胞中失活，表现为整
4、个染色体的组蛋白被修饰和对细胞分裂有抑制作用的Pc-G蛋白(Polycombgroup proteins,Pc-G)表达，然后Xp在内细胞群又选择性恢复活性，最后父本或母本X染色体再随机失活。,功能性非编码RNA（non-coding RNA）：长链非编码RNA（long strain non-coding RNA）：在基因簇以至 于整个染色体水平发挥顺式调节作用，还具有反式调节的 作用短链RNA（short strain non-coding RNA）：在基因组水平对基 因表达进行调控,DNA骨架的硫修饰（sulfur modification of DNA backbone）：从植物致病菌
5、到人类病原菌，从好氧菌到厌氧菌，广泛多样性硫修饰是自然微生物DNA骨架广泛存在又非常独特的生理修饰DNA硫修饰微生物的分布与特定的海洋区域、海洋深度相关,二、DNA修复（DNA repairing）,DNA修复：细胞对内外诱变因素造成的DNA损伤和复制过程中发生 非标准碱基的参入，以及碱基错配所造成的DNA结构和 序列错误的一种纠正功能和过程所有细胞都具有特定的DNA修复酶系统以确保遗传信息的正常流动,DNA损伤原因（DNA damage results from）,DNA损伤类型（types of DNA damage）,DNA修复机制（mechanism of DNA repair）,直接
6、修复(direct repair),切除修复(excision repair),错配修复(mismatch repair)识别出正确的链（母链甲基化），切除掉不正确的部分，然后通过DNA聚合酶和DNA连接酶，合成正确配对的双链DNA主要用来纠正DNA双螺旋上错配的碱基对，还能修复一些因复制打滑而产生的小于4nt的核苷酸插入或缺失,双链断裂修复(double strain break repair),在DNA损伤时，缺乏校对功能的DNA聚合酶常在受损部位进行DNA复制以避免细胞死亡，但同时又导致较高的差错率的修复方式由高水平的DNA损伤引起的多种基因的协同诱导作用，也叫SOS response（
7、SOS 应答）,易错修复(error-prone repair),重组修复(recombinational repair),复制含有嘧啶二聚体或其它结构损伤的DNA，当复制到损伤的部位时，子代DNA链中与损伤部位相对应的部位出现缺口，新合成的子链比未损伤的DNA链要短一些。完整的母链与有缺口的子链重组，缺口由母链来的核苷酸片段弥补。合成重组后，母链中的缺口通过DNA多聚酶的作用，合成核苷酸片段，然后由连接酶使新片段与旧链联结，重组修复完成,三、基因序列多样性(gene sequence diversity)基因序列多样性(gene sequence diversity)异构体（isoforms
8、）,免疫球蛋白基因的多样性(diversity of Ig gene)(vetebrates)1.胚胎细胞的V-J或V-D-J重排 抗体多样性的主要来源2.基因重组的连接变异性V、D、J重组连接时，识别序列的丢失或位移，增加多样性N区的变化：在接头末端减少或增加多达15nt连接重组：V、D、J连接时发生重组3.体细胞基因突变基因片段重排后，发生体细胞nt点突变,一般不发生在IgM体细胞突变与免疫应答过程有关，第二或三次抗原刺激，变 异更大，大部分在CDR1和CDR2，随机体细胞突变后，提 高抗体亲和力的突变被选择,无脊椎动物：免疫相关基因序列多样性(diversity of immune-re
9、lated genes,invertebrates)Zhang,S.M.et al.2004.Science 305:251-254,细胞凋亡 caspase(PjCaspase)上调表达,PjCaspase：对虾细胞凋亡必需蛋白,D C I 2008,32:706-715,RNAi过量表达,病毒定量,PjCaspase基因多样性,无组织特异性 无个体特异性,cDNA基因组DNA,可能单拷贝,基因序列多样性的意义?不同的分子抵抗不同的病原关键基因,RNAi:片段3与抗病毒有关系（编码区）,RNAi抑制PjCaspase（含片段3）表达,WSSV诱导的凋亡活性显著降低Vibrio parahaemolyticus诱 导的凋亡活性无变化,特异突变标记 探针,随机标记探针,PjCaspase（含片段3）过量表达,体外合成PjCaspase mRNA,WSSV诱导的凋亡活性显著增高Vibrio parahaemolyticus诱导 的凋亡活性无变化,caspase（含片段3）沉默/过量表达对WSSV感染的影响,基因沉默，WSSV拷贝数显著上升基因过量表达，WSSV拷贝数显著下降,可能机制,基因多样性：无脊椎动物抵抗不同病原侵染的有效方式,
