南京大学分子生物学第22讲

2，另一种测定不同组织中活性基因重 叠情况的方法
（1）过量的第一种组织mRNA与非重复 DNA的杂交试验
（2）过量的第二种组织mRNA与mDNA的 杂交
（3）过量的第二种组织mRNA与无效DNA 的杂交
（二）持家基因和奢侈基因
1，持家基因（house keeping genes) 2，奢侈基因 (luxury genes) 3，持家基因和奢侈基因的表 达调控
•所有的恒定区基因都位于J 基因片段下游，鼠的IgM、 IgE、IgD和IgA各有一个恒 定区基因（、、和）， 4种IgG的基因为1、 2a、 2b和 3
•C 基 因 的 每 个 机 构 域 （ 如 C 的 C1、C2等）的外元被内元隔开。 基因还有一个编码联合区的外 元H（hinge）基因。所有基因 都有一个或多个参与编码膜结 合免疫球蛋白M的外元
B， 链的形成
• 轻链基因片段的数目与其他免 疫球蛋白相比较少。鼠类中已
发现有3个V和4个 J-C 片断，
其中J4是假基因
•B细胞分化过程中，V 基因之 一和相连的一个J基因片段重 组，形成一个V -J重组体 •重排的基因被转录成mRNA初级 产物，经剪接形成成熟的mRNA， 最后翻译成蛋白
C， 链的形成
二、基因扩增
•基因扩增：是指某些基因 的拷贝数专一性大量增加 的现象，它使得细胞在短 期内产生大量的基因产物 以满足生长发育的需要。
1 ， 非 洲 爪 蟾 卵 母 细 胞 rRNA 基因的扩增 （ 1 ） 体 细 胞 的 rRNA 基 因 （rDNA） （2）卵母细胞的rDNA （3）rDNA扩增的可能机制
（二）哺乳动物免疫球蛋白的表达与 基因重排
1，轻链
（1）种类 •轻链有两种：， （2）结构
•可变区（V区），连接区 （J区）， 恒定区（C区）
（3）基因及基因重排
A，轻链的V，C，J（如Vκ，Cκ，Jκ） 基因在不产生抗体的细胞中相距很 远，在产生抗体的细胞中被排列组 合重排在一起，V和C之间是较短的J 片段。轻链V区是由V基因片段和J基 因片段共同编码的
1，计算公式
2，丰富mRNA和稀少mRNA
四、持家基因和奢侈基因
（一）确定组织特异活跃 基因数目的方法
1，加性饱和杂交试验
（1）通过饱和杂交试验分别确 定2种不同组织中各自活跃基因 表达的数目
（2）通过饱和杂交试验确定2种 组织中活跃基因表达的总数
（3）确定2种组织各自特异表达 及共同表达的基因
（2）结构
•可变区（V区），歧化区（D 区），连接区（J区） ，恒 定区 （C区）
（3）基因及基因重排
•重 链 的 V 区 也 是 由 V 和 J 基 因 片段编码，附加的多样性由 D基因片段提供。D基因片段 的密码子的数目和碱基对的 序列是高度可变的
•已经被鉴定了100~200个 VH 片 段 （ 可 能 有 >1000 种 ） ， 30 个 D 片 段 ， 6 个 功能性的J基因片段和3 个假J基因片段。
2，果蝇卵巢颗粒细胞卵壳 蛋白基因的扩增 （1）卵母细胞和营养细胞 （2）营养细胞卵壳蛋白的 扩增
3，二氨叶氢叶酸还原酶基因扩增的 诱导 （1） 氨甲喋呤的作用 （2）稳定的抗氨甲喋呤细胞株 （3）不稳定的抗氨甲喋呤细胞株 （4）双小染色体形成的机制（图9 －5）
三、基因重排
•一个基因可以通过从远离 其启动子的地方移到距它 很近的位点而被启动转录， 这种方式称基因重排
• 链 基 因 片 段 有 较 多 的 V 基 因 （350个），V在染色体上与 C有一定距离。J有5个基因， 在V和C之间，靠近C，其中 一个是假基因
•淋 巴 细 胞 分 化 时 ， DNA 重 排，任意一个V基因与一个 J基因相连，可以产生约 1400种链可变区
2，重链 （1）种类 •μ，δ，γ，ε，α •任意一种重链能与任意一 种轻链相结合
三、基因表达的不同水平：丰富 mRNA和稀少mRNA
（一） mRNA复杂度的测定：RNA
驱动的动力学杂交试验分析 1，基本步骤（图9－2
2， mRNA复杂长度的计算
3，例子：鸡输卵管mRNA驱 动的动力学杂交试验
（1）对照：鸡卵清蛋白 mRNA
（2）鸡输卵管中各mRNA组 分的复杂长度
（二）mRNA丰富度的计算
第二节 DNA水平的调控
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DNA水平的调控：通过基 因丢失、扩增、重排和移 位等方式，从根本上改变 细胞的基因组，消除或变 换某些基因并改变其活性。
一、基因丢失 （一）染色体缺失与基因 活性去除 （二）马蛔虫的染色体丢 失现象
1，染色体特点 2，不同发育阶段的细胞分裂 特点 （1）发育早期细胞分裂 （2）发育到一定阶段
（2）抗体类型的转换的机制
•所有种类的免疫球蛋白都用 同一系列的可变区基因。当 一个成熟的抗体形成细胞转 变抗体类型时，只是重链恒 定区发生变化
（一）基因重排与啤酒酵母 的接合型互变
1，啤酒酵母的接合型 （1）α型
（2）a型
2，啤酒酵母的接合型互变 （1）接合型互变现象 （2）接合型互变的匣子模型（图9 －6） A，MAT活跃匣子决定接合型类型 B，沉寂匣子 C，接合型互变
3，酵母接合型相关匣子 （1）序列组成（表9-1） •HML α、MAT α、MATa均由W、 X、Y、Z1、Z2五部分组成 •HMRa由X、Y、Z1组成 •Y区域
（2）沉寂匣子的阻遏蛋白及 其结合位点
•阻遏蛋白基因：sir1，sir2， sir3，sir4
•阻遏蛋白的结合位点：位于 启动子上游1500bp以外的E区
（3）沉寂匣子不活跃转录的原 因
•两种沉寂匣子沉寂匣子具有相 同的阻遏蛋白结合位点，活跃 匣子没有
•沉 寂 匣 子 和 活 跃 匣 子 的 DNA 酶 I 超敏感位点分布不同
•每个恒定区基因（C 除外） 的上游均有一个转换序列S （swithch sequence, S），
C 与C 共享一个转换序列。
这样任何一个C基因片段都能 与V-D-J基因发生重组
3，免疫球蛋白类型的转换
（1）抗体类型的转换现象
•免 疫 反 应 的 成 熟 过 程 中 ， 初次免疫反应主要产生IgM， 再次反应主要产生IgG