分子生物学课件

总论

1.从哪些方面进行疾病相关基因的功能研究？（人卫版分生P286）在确定了相关基因时可以通过以下方法对其功能进行研究：

A转基因技术(转基因动物，稳定转染细胞)

B基因敲除技术

C基因沉默技术（反义技术，RNA干扰）

2举例说明人的基因组成或结构变化引起的相关疾病

(特定某个基因名称、定位、大小及组成等基本特征。因组成或结构变化的过程、结果和表型)。

疾病：严重复合免疫缺陷病（XL-SCID）

名称：受体γ链(γc)基因突变引起。

定位：编码基因位于Xq12～13.1

组成：γc基因8个外显子的135种基因突变，其中5个突变热点;最常见的突变类型是单个碱基置换(错义突变和无义突变)，其次为剪接部位突变、缺失和插入突变

结果：该基因编码的产物为白介素（如IL-4，IL-21）。这些白介素和受体涉及了很多T,B细胞的分化和常熟。当基因突变时，无功能蛋白质产物生成，导致白介素信号的广泛缺失，进而引起免疫系统功能的丧失。

RNAi

1.siRNA:是一种小RNA分子（~21-25核苷酸），由Dicer（RNAase Ⅲ家族中对双链RNA具有特异性的酶）加工而成。SiRNA是siRISC

的主要成员，激发与之互补的目标mRNA的沉默

2.MiRNA:是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码RNA，其大小长约20~25个核苷酸。成熟的miRNAs是由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而产生的，随后组装进RNA诱导的沉默复合体，通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA，并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻译。最近的研究表miRNA参与各种各样的调节途径，包括发育、病毒防御、造血过程、器官形成、细胞增殖和凋亡、脂肪代谢等等

3.Dicer:RNase III家族成员之一，可特异识别dsRNA，依赖ATP逐步切割由外源导入或者由转基因，病毒感染等各种方式引入的dsRNA(或pri-miRNA),将RNA降解为3’端有2个碱基突出的19-23bp的dsRNAs(siRNAs)

4.RISC:一种RNA-蛋白质复合物，通过与目标mRNA完全或者部分的互补配对来实施切割或者翻译抑制功能。siRNA组装siRISC，miRNA组装miRISC。RISCs包括两种类型：切割型和不切割型, 这由RISC当中的AGO蛋白决定

5.PTGS:Post-transcriptional Gene Silencing: (PTGS, 转录后基因沉默)在基因转录后的水平上通过对靶ＲＮＡ进行特异性降解而使其失活。

6.Guo Su 的实验说明了：她的实验观察到：sense or antisense RNA导入C. Elegant worm都获得了特定基因的沉默。说明起到直接作用的并不是sense or antisense RNA。

7.RNAi的作用机制：病毒基因、人工转入基因、转座子等外源性基因随机整合到宿主细胞基因组内，并利用宿主细胞进行转录时，常产生一些dsRNA。宿主细胞对这些dsRNA迅即产生反应，其胞质中的核酸内切酶Dicer将dsRNA切割成多个具有特定长度和结构的小片段RNA（大约21～23 bp），即siRNA。siRNA在细胞内RNA解旋酶的作用下解链成正义链和反义链，继之由反义siRNA再与体内一些酶(包括内切酶、外切酶、解旋酶等)结合形成RNA诱导的沉默复合物(RNA-induced silencing complex，RISC)。RISC与外源性基因表达的mRNA的同源区进行特异性结合，RISC具有核酸酶的功能，在结合部位切割mRNA，切割位点即是与siRNA中反义链互补结合的两端。被切割后的断裂mRNA随即降解，从而诱发宿主细胞针对这些mRNA的降解反应。The central mechanisms of siRNA interference. The Dicer protein cleaves long dsRNAs and produces siRNAs.

The RISC gets activated by siRNA and cleaves the target mRNA

凋亡

1.定义：细胞凋亡是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序死亡。

2.途径：细胞凋亡信号转导的两大途径

A：由死亡受体(Fas、TNFR）介导的外源途径。在这条途径中，启始caspase-8首先被激活

B:线粒体介导的内源途径。在这条途径中，启始caspase-9首先被激活。

3.Bcl-2家族的分类和结构特征

Bcl-2家族成员分为两类

A：抗细胞凋亡，如Bcl-2、Bcl-xL、Al、Bcl-w、Mcl-1。在这类分子中，都有Bcl-2同源区1-4 (Bcl-2 homology domains，BH1-BH4)的结构

B：促进细胞凋亡。在这类分子中，又分为两个亚族：

①Bax亚族，如Bax、Bak、Bok，有BH1、BH2和BH3的结构；

②BH3-only亚族，如Bik、Bad、Bid、Bim，只有BH3的结构。4：P53基因在细胞DNA损伤中的作用

p53并非为所有细胞的凋亡过程所必需，但对DNA损伤而诱发的细胞凋亡却是必不可少的。

p53的两大功能：

A：使细胞在G1期停滞。当DNA损伤后，p53首先诱导细胞进入G1期，抑制细胞增殖，直至损伤的DNA修复。

B:一旦DNA不能被修复，p53就会活化那些诱导细胞凋亡的基因转录，使细胞发生凋亡。

干细胞

1.干细胞应具备哪些生物学特点？

A：自我更新能力：干细胞可不对称分裂为1个子代干细胞和1个功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。但是干细胞的分裂实际是相对不对称的，干细胞在其发育期间也能够对称性地分裂以扩增它们的数量。