浙大考博表观遗传学历年考题.docVIP

1病毒介导的基因沉默及用途？（10分） 病毒诱导的基因沉默”（virus-induced gene silencing，VIGS）一词最早用于描述被病毒侵染的植物的“恢复”现象，是一种植物抗病毒侵染的自然机制，现在已被开发成通过插入目的基因片段的重组病毒抑制植物内源基因表达的遗传技术，用于基因功能分析．VIGS由小分子干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）驱动，siRNA单链与RNA诱导的沉默复合物（RNA induced silencing complex，RISC）结合后，特异性地和与siRNA同源的靶标RNA结合，并降解RNA模板． 在VIGS载体中插入的目的片段、重组VIGS病毒载体的植物导入方法、沉默处理时的寄主生育期、沉默处理后的植物培育条件等均显著影响VIGS的效率．作为一种新型的基因鉴定和功能研究技术工具，VIGS具有无需事先知道目的基因全长序列、获取表型迅速、无需构建转基因植株等诸多优点，已越来越广泛地被应用于植物基因功能研究和产生抗病毒植物。 2基因的DNA遗传信息是怎样决定表型的？为什么相同DNA（不考虑突变） 可导致人具有不同的表型？（10分） 在遗传学上，把生物个体表现出来的性状叫做表现型（表型），如头发的颜色，与表现型有关的基因组成叫做基因型。生物的表型不仅仅是DNA基因型所决定的，还有环境因素的参与。 表观遗传学（epigenetics）是指不涉及DNA 序列改变的基因或者蛋白表达的变化， 并可以在发育和细胞增殖过程中稳定传递的遗传学分支学科. 1 表观遗传学的主要研究内容 表观遗传学其研究内容主要包括两类，一类为基因选择性转录的调控，有DNA甲基化、基因印记、组蛋白共价修饰和染色质重塑；另一类为基因转录后的调控，包括基因组中非编码RNA、微小RNA、反义RNA、内含子及核糖开关等。 1.1 DNA 甲基化 DNA 甲基化是一种常见的主要的表观遗传修饰形式。通常高甲基化抑制基因的表达，低甲基化促进基因表达。人类染色体CpG 二核苷酸是最主要的甲基化位点， DNA甲基化不仅影响基因的表达过程，而且这种影响可随细胞的有丝分裂和减数分裂遗传并持续下去。DNA 的甲基化状态在生物发育的某一阶段或细胞分化的某种状态下是可以逆转的。 1.2 组蛋白修饰 组蛋白修饰包括乙酰化、磷酸化和甲基化等， 这些修饰可影响组蛋白与DNA 双链的亲和性从而改变染色质的疏松和凝集状态，同时影响与染色质结合的蛋白质因子的亲和性， 还可影响识别特异DNA序列的转录因子与之结合的能力， 从而间接地影响基因表达，导致表型改变。不同的组蛋白氨基端修饰的组合方式构成了“组蛋白密码”，目前对组蛋白乙酰化与甲基化的研究较多， 转录活化区域组蛋白多表现出高度乙酰化状态，而去乙酰化状态通常表现为转录沉默。 1.3 非编码RNA 调控 非编码RNA指不能翻译为蛋白质的功能性RNA 分子， 具有调控作用的非编码RNA，按照它们的大小可分为长链和短链非编码RNA， 前者在基因簇以至于整个染色体水平发挥顺式调节作用。短链RNA在基因组水平调控基因表达并介导 mRNA 的降解，诱导染色质结构改变， 决定细胞的分化命运，还对外源的核酸序列有降解作用以保护本身的基因组。 3.人体不同部位的细胞其基因组相同，为什么表达蛋白质的种类和数量不同？ 表观遗传学（epigenetics）是指不涉及DNA 序列改变的基因或者蛋白表达的变化， 并可以在发育和细胞增殖过程中稳定传递的遗传学分支学科. 表观遗传学其研究内容主要包括两类，一类为基因选择性转录表达的调控，有DNA甲基化、基因印记、组蛋白共价修饰和染色质重塑；另一类为基因转录后的调控，包括基因组中非编码RNA、微小RNA、反义RNA、内含子及核糖开关等。 1 DNA甲基化　真核生物基因组中存在广泛的甲基化。DNA甲基化是由DNA甲基转移酶催化S-腺苷甲硫氨酸作为甲基供体，将胞嘧啶转变为5-甲基胞嘧啶(mC)的反应。CpG二核苷酸是最主要是甲基化位点。它在基因组中呈不均匀分布并广泛存在。DNA甲基化对维持染色体的结构具有重要作用，并且与X染色体的失活、基因印记和肿瘤的发生和发展密切相关。在某些区域CpG序列的密度比平均密度高出许多，其长度大于200个碱基,这些区域命名为CpG岛。CpG岛位于基因上游调控区的启动子,这些基因为管家基因。基因启动子区的CpG岛在正常状态下一般是非甲基化的,当其发生甲基化时，常导致基因转录沉寂,使一些重要基因如抑癌基因、DNA修复基因等丧失功能,从而导致正常细胞的生长分化调控失常以及DNA损伤不能被及时修复,这与多种肿瘤形成密切相关。 2 组蛋白修饰　组蛋白是真核生物染色体的结构蛋白,是一类小分子碱性蛋白质，分为H1、H2A、H2B