匯報人：XX遺傳信息的傳遞與表達的調(diào)控教學(xué)教案2024-01-27目錄遺傳信息傳遞基本概念與原理基因表達調(diào)控機制概述染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能在遺傳信息傳遞中作用DNA損傷修復(fù)與遺傳穩(wěn)定性維護機制實驗技術(shù)與方法在遺傳信息傳遞研究中應(yīng)用01遺傳信息傳遞基本概念與原理ChapterDNA復(fù)制的定義復(fù)制方式復(fù)制過程復(fù)制特點DNA復(fù)制過程及特點01020304DNA雙鏈在細胞分裂間期進行的以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。半保留復(fù)制，新合成的兩條子鏈與模板鏈形成新的雙鏈DNA分子。解旋、合成子鏈、重新螺旋。高度保真性、半保留復(fù)制、多起點雙向復(fù)制。轉(zhuǎn)錄的定義轉(zhuǎn)錄模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄過程轉(zhuǎn)錄過程及產(chǎn)物RNA種類以DNA為模板合成RNA的過程。mRNA、tRNA、rRNA。DNA的一條鏈。啟動、延伸、終止。翻譯過程及蛋白質(zhì)合成翻譯場所翻譯過程核糖體。起始、延長、終止。翻譯的定義翻譯原料蛋白質(zhì)合成后加工以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過程。氨基酸。折疊、修飾、定位。遺傳信息從DNA傳遞給RNA，再從RNA傳遞給蛋白質(zhì)，即完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，也可以從DNA傳遞給DNA，即完成DNA的復(fù)制過程。這是所有有細胞結(jié)構(gòu)的生物所遵循的法則。在某些病毒中的RNA自我復(fù)制（如煙草花葉病毒等）和在某些病毒中能以RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄成DNA的過程（某些致癌病毒）是對中心法則的補充。基因表達的調(diào)控、表觀遺傳學(xué)等。中心法則內(nèi)容拓展內(nèi)容中心法則及其拓展內(nèi)容02基因表達調(diào)控機制概述Chapter通過特定轉(zhuǎn)錄因子與DNA序列相互作用，控制RNA聚合酶的活性，從而調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控翻譯水平調(diào)控蛋白質(zhì)活性調(diào)控通過影響mRNA穩(wěn)定性、翻譯起始速率等方式，控制蛋白質(zhì)合成。通過蛋白質(zhì)修飾（如磷酸化、乙酰化等）改變蛋白質(zhì)活性，進而調(diào)節(jié)基因表達。030201原核生物基因表達調(diào)控機制

真核生物基因表達調(diào)控機制轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控真核生物中存在大量轉(zhuǎn)錄因子，它們與DNA序列特異性結(jié)合，激活或抑制基因轉(zhuǎn)錄。表觀遺傳學(xué)調(diào)控通過DNA甲基化、組蛋白修飾等方式，改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)，影響基因轉(zhuǎn)錄。microRNA調(diào)控microRNA是一類小分子RNA，能與mRNA結(jié)合并抑制其翻譯，從而調(diào)節(jié)基因表達。細胞周期依賴性基因表達某些基因的表達與細胞周期特定階段密切相關(guān)，如細胞周期蛋白基因等。細胞周期檢查點與基因表達細胞周期檢查點能監(jiān)控DNA損傷和復(fù)制壓力，通過調(diào)節(jié)相關(guān)基因表達，確保細胞周期正常進行。細胞周期與基因表達關(guān)系營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)狀況可以影響基因表達，如氨基酸、維生素等缺乏時，會導(dǎo)致相關(guān)基因表達改變。營養(yǎng)因素溫度變化可影響生物體內(nèi)代謝過程和酶活性，進而調(diào)節(jié)基因表達。溫度因素氧化應(yīng)激條件下，生物體會啟動一系列抗氧化防御機制，相關(guān)基因表達也會發(fā)生相應(yīng)變化。氧化應(yīng)激環(huán)境因素對基因表達影響03染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能在遺傳信息傳遞中作用Chapter染色質(zhì)主要由DNA、組蛋白、非組蛋白和少量RNA組成。染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位是核小體，由DNA雙螺旋纏繞組蛋白八聚體形成。染色質(zhì)在細胞周期的不同階段呈現(xiàn)不同的凝集狀態(tài)，間期以彌散狀態(tài)存在，分裂期則高度凝集成為染色體。染色質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特點在基因表達的準(zhǔn)備階段，染色質(zhì)特定區(qū)域會變得松散，DNA雙鏈解開，組蛋白被替換成其他非組蛋白，使得轉(zhuǎn)錄因子等能夠結(jié)合到DNA上，啟動基因表達。染色質(zhì)活化當(dāng)基因表達完成后或受到某些抑制因素作用時，染色質(zhì)會重新變得緊密，DNA重新纏繞組蛋白，形成核小體結(jié)構(gòu)，使得基因表達受到抑制。染色質(zhì)失活染色質(zhì)活化與失活過程染色質(zhì)重塑是基因表達調(diào)控的重要環(huán)節(jié)之一，通過改變?nèi)旧|(zhì)的凝集狀態(tài)來調(diào)控基因的表達。染色質(zhì)重塑可以影響轉(zhuǎn)錄因子等調(diào)控因子的結(jié)合，從而控制基因表達的時空特異性。染色質(zhì)重塑還可以參與DNA復(fù)制、修復(fù)等過程，維護遺傳信息的穩(wěn)定性和完整性。染色質(zhì)重塑在遺傳信息傳遞中意義04DNA損傷修復(fù)與遺傳穩(wěn)定性維護機制Chapter包括堿基損傷、單鏈斷裂、雙鏈斷裂等。DNA損傷類型包括內(nèi)源性因素（如細胞代謝產(chǎn)生的活性氧）和外源性因素（如紫外線、化學(xué)物質(zhì)等）。來源DNA損傷類型和來源針對某些特定類型的DNA損傷，通過特定的酶直接進行修復(fù)。直接修復(fù)通過DNA復(fù)制過程中的校對和修復(fù)機制，對DNA損傷進行間接修復(fù)。間接修復(fù)通過DNA重組的方式，利用未損傷的DNA序列作為模板進行修復(fù)。重組修復(fù)DNA損傷修復(fù)途徑和方法123確保DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性，減少突變的發(fā)生。DNA復(fù)制過程中的校對機制及時修復(fù)DNA損傷，避免遺傳信息的丟失或改變。DNA損傷修復(fù)機制在細胞周期的不同階段設(shè)立檢查點，確保DNA的完整性和準(zhǔn)確性。細胞周期檢查點遺傳穩(wěn)定性維護機制探討研究基因表達或細胞表現(xiàn)型的變化，而非DNA序列改變的科學(xué)。包括DNA甲基化、組蛋白修飾、非編碼RNA等表觀遺傳學(xué)修飾的研究。表觀遺傳學(xué)概念和研究內(nèi)容研究內(nèi)容表觀遺傳學(xué)概念組蛋白修飾通過改變組蛋白的結(jié)構(gòu)和功能，影響染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)和基因表達。DNA甲基化通過添加甲基基團改變DNA的化學(xué)性質(zhì)，影響基因表達。非編碼RNA通過調(diào)控基因表達或蛋白質(zhì)功能，參與表觀遺傳調(diào)控。表觀遺傳學(xué)修飾類型和特點03響應(yīng)環(huán)境變化表觀遺傳學(xué)修飾能夠響應(yīng)環(huán)境變化，調(diào)整基因表達模式，適應(yīng)不同的環(huán)境條件。01影響基因表達通過表觀遺傳學(xué)修飾調(diào)控基因的表達水平，實現(xiàn)遺傳信息的傳遞。02維持細胞身份和分化表觀遺傳學(xué)修飾參與細胞身份和分化的維持，確保遺傳信息的正確傳遞。表觀遺傳學(xué)修飾在遺傳信息傳遞中作用05實驗技術(shù)與方法在遺傳信息傳遞研究中應(yīng)用Chapter包括DNA聚合酶活性測定、DNA復(fù)制起始點定位、DNA復(fù)制過程可視化等。DNA復(fù)制實驗技術(shù)包括RNA聚合酶活性測定、轉(zhuǎn)錄起始點定位、轉(zhuǎn)錄因子與DNA相互作用研究等。轉(zhuǎn)錄實驗技術(shù)包括核糖體提取與純化、翻譯起始復(fù)合物形成研究、翻譯過程可視化等。翻譯實驗技術(shù)DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯相關(guān)實驗技術(shù)基因表達譜分析利用高通量測序技術(shù)，對特定組織或細胞類型中的基因表達情況進行全面分析。轉(zhuǎn)錄因子活性測定通過報告基因系統(tǒng)或染色質(zhì)免疫共沉淀等方法，研究轉(zhuǎn)錄因子對目標(biāo)基因的調(diào)控作用。表觀遺傳學(xué)實驗技術(shù)包括DNA甲基化、組蛋白修飾等表觀遺傳學(xué)標(biāo)記的檢測和分析。基因表達調(diào)控相關(guān)實驗技術(shù)染色質(zhì)免疫共沉淀（ChIP）用于研究特定蛋白與染色質(zhì)的相互作用，揭示蛋白在染色質(zhì)上的定位和功能。染色質(zhì)構(gòu)象捕獲（3C）技術(shù)用于研究染色質(zhì)的三維構(gòu)象和基因調(diào)控元件之間的相互作用。染色質(zhì)可及性測序（ATAC-seq）用于檢測染色質(zhì)的開放程度和轉(zhuǎn)錄因子的可及性，揭示基因表達的調(diào)控機制。染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能相關(guān)實驗技術(shù)DNA損傷修復(fù)酶活性測定通過體外重組或細胞內(nèi)表達特定