基因調(diào)控及遺傳發(fā)育

1、會(huì)計(jì)學(xué)1基因調(diào)控及遺傳發(fā)育基因調(diào)控及遺傳發(fā)育第1頁(yè)/共46頁(yè)第1頁(yè)/共46頁(yè)第2頁(yè)/共46頁(yè)第2頁(yè)/共46頁(yè)第3頁(yè)/共46頁(yè)第3頁(yè)/共46頁(yè)第4頁(yè)/共46頁(yè)第4頁(yè)/共46頁(yè)第5頁(yè)/共46頁(yè)第5頁(yè)/共46頁(yè)第6頁(yè)/共46頁(yè)第6頁(yè)/共46頁(yè)第7頁(yè)/共46頁(yè)第7頁(yè)/共46頁(yè)第8頁(yè)/共46頁(yè)第8頁(yè)/共46頁(yè)第9頁(yè)/共46頁(yè)第9頁(yè)/共46頁(yè)第10頁(yè)/共46頁(yè)第10頁(yè)/共46頁(yè)第11頁(yè)/共46頁(yè)第11頁(yè)/共46頁(yè)第12頁(yè)/共46頁(yè)第12頁(yè)/共46頁(yè)第13頁(yè)/共46頁(yè)第13頁(yè)/共46頁(yè)第14頁(yè)/共46頁(yè)第14頁(yè)/共46頁(yè)第15頁(yè)/共46頁(yè)第15頁(yè)/共46頁(yè)第16頁(yè)/共46頁(yè)第16頁(yè)/共46頁(yè)第17頁(yè)/共46

2、頁(yè)第17頁(yè)/共46頁(yè)第18頁(yè)/共46頁(yè)第18頁(yè)/共46頁(yè)第19頁(yè)/共46頁(yè)第19頁(yè)/共46頁(yè)第20頁(yè)/共46頁(yè)第20頁(yè)/共46頁(yè)第21頁(yè)/共46頁(yè)第21頁(yè)/共46頁(yè)第22頁(yè)/共46頁(yè)第22頁(yè)/共46頁(yè)第23頁(yè)/共46頁(yè) 在真核生物中基因表達(dá)的調(diào)節(jié)其特點(diǎn): 多層次 無(wú)操縱子 個(gè)體發(fā)育復(fù)雜 受環(huán)境影響較小1 真核生物基因調(diào)調(diào)控特點(diǎn)及種類:第23頁(yè)/共46頁(yè)第24頁(yè)/共46頁(yè)真核生物中基因表達(dá)的調(diào)控種類:第24頁(yè)/共46頁(yè)第25頁(yè)/共46頁(yè)分化受精卵卵裂內(nèi)胚層未分化的原生殖嵴抑制中性生殖腺優(yōu)先發(fā)育XXXY皮層髓層卵巢雌性激素雄性激素雌性性征雄性性征睪丸抑制第25頁(yè)/共46頁(yè)第26頁(yè)/共46頁(yè) mRN

3、A 蛋白質(zhì) 調(diào)控信號(hào)是指觸發(fā)基因表達(dá)的物質(zhì)。第26頁(yè)/共46頁(yè)第27頁(yè)/共46頁(yè) 激素：固醇類激素(S) 神經(jīng)遞質(zhì)受體+胞苷環(huán)化酶ATPcATP蛋白質(zhì)激活酶磷酸化非組蛋白解除組蛋白抑制RNA聚合酶增加結(jié)合轉(zhuǎn)錄的功能第27頁(yè)/共46頁(yè)第28頁(yè)/共46頁(yè)原生原套學(xué)說(shuō)胚胎發(fā)育第28頁(yè)/共46頁(yè)第29頁(yè)/共46頁(yè) 基因劑量和基因擴(kuò)增 DNA的重排 酵母交配型轉(zhuǎn)變 抗體基因的表達(dá) DNA的甲基化 NH2 4 N 3 5 N C 2 6 CH O N HO O 圖 1845 5氮胞苷結(jié)構(gòu)式 第29頁(yè)/共46頁(yè)第30頁(yè)/共46頁(yè) 表 18-1 交配型控制的各種活性 MATa MAT MATa/ MAT 細(xì)胞

4、型 a a/ 交配 是 是 不 孢子形成 不 不 可 外激素 a 因子 因子 無(wú) 表面受體 結(jié)合因子 結(jié)合 a 因子 無(wú) 第30頁(yè)/共46頁(yè)第31頁(yè)/共46頁(yè) 交配型途徑是通過(guò)釋放而被觸發(fā)的 因子 受體 GDP GTP 交配型途徑 突變體具有組成型活性 受體 由于細(xì)胞周期停止 組成型表達(dá)是致死的 突變體不能觸發(fā)交配型途徑 受體 GDP 由于對(duì)交配因子 無(wú)反應(yīng)故不育圖 18-9 a 或因子與受體相互作用觸發(fā)激活了 G 蛋白，其亞基將信號(hào)轉(zhuǎn)遞給下一個(gè)蛋白(仿 B.Lewin:GENES,1997, Fig .32.2)等位排斥有效重排印跡基因 類別轉(zhuǎn)換第31頁(yè)/共46頁(yè)第32頁(yè)/共46頁(yè) VL N

5、 CL S CH 3 CH 2 S VH C CH1 S S 鉸連區(qū) S S C CH 3 CH 2 S S N 圖 18-22 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu) 抗體有100萬(wàn)種以上，一種淋巴細(xì)胞只產(chǎn)生一種抗體。 指令學(xué)說(shuō)： 克隆選擇學(xué)說(shuō)： 體細(xì)胞重組學(xué)說(shuō)： 上世紀(jì)60年代提出， 1976年由利根川進(jìn)證實(shí)。第32頁(yè)/共46頁(yè)第33頁(yè)/共46頁(yè)表 18-4 不同的 Ig 家族的 V.D.J.C 基因數(shù) V D J C家族人小鼠人小鼠人小鼠人小鼠L64LK100030124498 VL N CL S CH 3 CH 2 S VH C CH1 S S 鉸連區(qū) S S C CH 3 CH 2 S S N 圖 18-

6、22 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu) 第33頁(yè)/共46頁(yè)第34頁(yè)/共46頁(yè) VK JK CK L V1 L V2 L V3 L Vn 1 2 3 4 C 胚 系 DNA L V1 L V2 J3 J4 C B 細(xì)胞 DNA L V2 J3 J4 C 5 3 RNA 初 poly(A) 始轉(zhuǎn)錄本 L V2 J3 C 5 3 成熟 poly(A) mRNA VK CK N C 鏈 蛋白 圖 18-12 小鼠輕鏈基因在發(fā)育中通過(guò) V，J 和 C 基因的重組產(chǎn)生了 DNA 的重排第34頁(yè)/共46頁(yè)第35頁(yè)/共46頁(yè) VH D1D12 JH C 胚系 L V1 L V2 L V3 L Vn 1 2 3 12 1 2

7、3 4 312b2a DNA B細(xì)胞 L V1 L V2 D2 J3 12b2a DNA RNA 5 3 初始轉(zhuǎn)錄本 poly (A) 成熟 5 3 mRNA poly (A) L V2 D2J31 成熟的 N C 重鏈蛋白 VH區(qū) CH區(qū) 圖18-24 小鼠免疫球蛋白基因在發(fā)育中通過(guò)V，D，J 和C基因片斷的重組 產(chǎn)生DNA的重排，,分別是IgM,D,G,E 和A 的基因第35頁(yè)/共46頁(yè)第36頁(yè)/共46頁(yè)翻譯水平的調(diào)控： 調(diào)控方式染色質(zhì)水平調(diào)控：調(diào)控方式第36頁(yè)/共46頁(yè)第37頁(yè)/共46頁(yè)異染色質(zhì)化異染色質(zhì)化 水蠟蟲（2n=10）在體細(xì)胞里來(lái)自父本的5條染色體依次被異染色質(zhì)化，在精子形成時(shí)

8、丟失，只保留來(lái)自母本的5條染色體。 劑量補(bǔ)償劑量補(bǔ)償 雌性哺乳動(dòng)物雌性哺乳動(dòng)物X染色體的失活染色體的失活第37頁(yè)/共46頁(yè)第38頁(yè)/共46頁(yè)無(wú)汗性外胚層發(fā)育不良 三色貓 G-6-PDH第38頁(yè)/共46頁(yè)第39頁(yè)/共46頁(yè) 骨髓的 骨髓的 胸腺的 胸腺的 mRNA 染色質(zhì) 染色質(zhì) mRNA DNA 組 非 非 組 DNA DNA 蛋 組 D 組 蛋 白 蛋 蛋 白 D 白 白 圖 18-37 染色質(zhì)重建實(shí)驗(yàn)第39頁(yè)/共46頁(yè)第40頁(yè)/共46頁(yè)第40頁(yè)/共46頁(yè)第41頁(yè)/共46頁(yè)第41頁(yè)/共46頁(yè)第42頁(yè)/共46頁(yè)第42頁(yè)/共46頁(yè)第43頁(yè)/共46頁(yè)第43頁(yè)/共46頁(yè)第44頁(yè)/共46頁(yè)第44頁(yè)/共46頁(yè)第45頁(yè)/共46頁(yè) VL N CL S CH 3 CH 2 S VH C CH1 S S 鉸連區(qū) S