细胞生物学题目.doc

简述染色质的组成、包装和染色质活性的调节。 答：染色质的组成： 包括间期细胞核内的DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA。 染色质的组装: (1)多级螺旋模型 由DNA与组蛋白组装成核小体，在组蛋白Hl的介导下核小体彼此连接形成直径约10 nm的核小体串珠结构，这是染色质组装的一级结构。在有组蛋白H1存在的情况下，由直径10 nm的核小体串珠结构螺旋盘绕，每圈6个核小体，形成外径25～30 nm，螺距12 nm的螺线管(solenoid)。螺线管是染色质组装的二级结构。螺线管进一步螺旋化形成直径为0．4 um的圆筒状结构折叠，，称为超螺线管，这是染色质组装的三级结构。这种超螺线管进一步螺旋，形成长2～10um的染色单体，即染色质组装的四级结构。根据多级螺旋模型，从DNA到染色体经过四级组装： DNA（压缩7倍）→核小体（压缩6倍）→螺线管（压缩40倍）→超螺线管压缩5倍）→染色单体 (1)袢环结构模型袢环结构模型： 该模型认为，30 nm的染色线折叠成环，沿染色体纵轴，由中央向四周伸出，构成放射环，最终构成染色体。 上述两种关于染色体高级结构的组织模型，前者强调螺旋化，后者强调环化与折叠。 染色质活性调节： （一）疏松染色质结构的形成 染色质的疏松状态源于核小体的结构改变或核小体的解聚。根据核小体结构与功能关系，可能有以下原因： DNA局部结构的改变与核小体相位的影响 染色质并不是一个静止的结构，而是一个活泼、动态、可塑的蛋白质与核酸组成的复合体。当一个调控蛋白结合到染色质DNA的一个特定的位点上时，不管是在核小体间还是在一个核小体内，染色质都很容易被引发二级结构的改变。这些改变使得其他的一些结合位点与调控蛋白的结合变得要么更加容易，要么更加困难。 2、组蛋白的修饰 组成核小体的组蛋白八聚体的N端都暴露在核小体之外，某些特殊的氨基酸残基会发生乙酰化、甲基化、磷酸化或ADP核糖基化等修饰。这些基团修饰的意义：一是改变染色质的结构，直接影响转录活性；二是核小体表面发生改变，使其他调控蛋白易于和染色质相互接触，间接影响转录活性。 3．HMG结构域蛋白的影响 HMG结构域蛋白结合在DNA双螺旋的小沟中，以40倍的优势选择富含嘧啶的核苷酸元件。HMG结构域蛋白的功能之一是与DNA弯折和DNA一蛋白质复合体高级结构的形成有关。 (二)染色质的区间性 1、基因座控制区 基因座控制区(是染色体DNA上一种顺式作用元件，其结构域中含有多种反式作用因子的结合序列，可能参与蛋白质因子的协同作用，使启动子处于无组蛋白状态，即LCR具有稳定染色质疏松结构的功能；此外，多种反式作用因子的结合序列可保证DNA复制时与启动子结合的因子仍然保持在原来的位置上。 2、隔离子 基因表达有位置效应，有的活性基因变位到异染色质区附近时会失活。处于抑制状态与活化状态的染色质结构域之间、能防止不同状态的染色质结构域的结构特征向两侧扩展的染色质DNA序列，称为隔离子。研究表明，隔离子可能有下列作用：一是作为异染色质定向形成的起始位点；二是作为结构域两端的锚定点，提供拓扑隔离区，使结构域外的增强子成分不能进入；三是涉及追踪机制，远端增强子处组成的复合体沿染色质模板运动直到启动子，而隔离子可阻止这个复合体超越正常作用范围。虽然3种作用模式均不能满意地解释所有观察到的隔离子现象，但却有可能证明隔离子是以不同方式行使功能的。 (三)染色质模板的转录 真核细胞中基因转录的模板是染色质而不是裸露的DNA，因此染色质呈疏松或紧密结构，即是否处于活化状态是决定RNA聚合酶能否有效行使转录功能的关键。 概述小G蛋白的生物学功能。 小 G 蛋白是真核生物中成员数量较多的一类信号转导蛋白，家族成员超过 100 个， 分别参与调控细胞的多种生命活动。在功能上 Ras 家族调控基因的表达， Rho 家族调控细胞骨架重组、 基因表达、 细胞壁合成、 细胞周期进程以及MAP 激酶信号的转导， Rab 家族和 Sar/Arf 家族调控囊泡运输和笼形蛋白的形成， Ran 家族调控核质运输、 微管形成、 有丝分裂的纺锤体形成及细胞分裂后核膜的组装。 （1）Rab GTPase Rab 是小 G 蛋白家族(Small GTP- bind-ing)中最大的一类亚家族， Rab 亚家族通过调控复杂的囊泡运输和维管系统活动调控真核细胞各细胞器之间的物质交换和信息传递。酵母中第一个被识别的小 G 蛋白 YPT1 属于 Rab 蛋白，之后的研究证明 YPT1 在细胞囊泡运输过程中扮演着重要的角色。YPT1 在供体膜上囊泡的萌发、 接受体膜确定目标囊泡、 囊泡与接受体膜粘附和接受体膜与囊泡锚定融合这 4 个囊泡运输过程中均起到了调控作用。YP