第二十二章 基因表达与细胞信号转导的偶联机制
一、论句：
1、蛋白激酶/蛋白磷酸酶、G 蛋白是信号通路开关分子。
2、磷酸化可能提高活性也可能降低活性
3、G 蛋白/小G 蛋白功能与GTP/GDP结合状态有关。
4、G 蛋白偶联受体通过G 蛋白-第二信使-靶分子发挥作用。
5、酶偶联受体通过蛋白激激酶-蛋白激酶-靶分子发挥作用。
二、名解
1. 受体：
位于细胞膜上的或细胞内能特异识别配体并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是糖脂。膜受体绝大多数是跨膜糖蛋白，其胞外部分负责结合配体，细胞内部分负责信号的转导；胞内受体（包括胞浆受体和核受体）为DNA 结合蛋白。
2. G 蛋白偶联受体：
在结构上均为单体蛋白，有7个跨膜区域，又名七跨膜受体。胞外结构负责结合外源信号，胞内部与异源三聚体G 蛋白相结合而存在。基本的信号转导方式是通过不同的G 蛋白影响腺苷酸环化酶（AC ）、磷脂酶C （PLC ）等效应分子活性，从而改变细胞内第二信使的浓度，实现跨膜信息传递。
3. G 蛋白：
即鸟苷酸结合蛋白。结合有GDP 的G 蛋白是非活性形式，而结合有GTP 的G 蛋白是活性形式。G 蛋白一般固有GTP 酶活性，可以水解结合的GTP 是分子恢复非活性形式。异源三聚体G 蛋白就是一类非常重要的转导七跨膜受体信号的G 蛋白。
4. 小G 蛋白：
即分子量低的G 蛋白，第一个被发现的分子式Ras ，故又称为Ras 超家族。小G 蛋白具有GTP/GDP转换、GTP 酶活性等G 蛋白的共同特征，是重要的细胞内信号转导分子。
5. 信号转导通路：
细胞外信号经由受体在细胞内引起的有序分子变化，信号转导通路由各种信号转导分子相互作用而形成。各种信号转导通路不是孤立的，而是有广泛交叉联系。信号转导通路的形成是动态的，随着信号的种类和强度不断变化。
6. 第二信使：
指激素等细胞外化学信号与靶细胞受体结合后，细胞内迅速发生浓度或分布改变的一大类小分子化合物，如cAMP 、cGMP 、Ca2+、IP3等。它们作用于蛋白激酶等靶分子，改变其活性，进而改变细胞功能。上述变化实现了对细胞外信号的跨膜转换和传递，因而这些分子被称为第二信使。
7. 蛋白激酶：
是催化ATP 的γ-磷酸基转移至靶蛋白的特定氨基酸残基上的一大类酶。已发现的蛋白激酶主要有：蛋白丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸激酶。蛋白激酶活性受各种第二信使或蛋白分子调节。
三、问答：
1、列举在G 蛋白偶联受体的信号转导通路上可能产生放大作用的步骤
答：受体活化G 蛋白、G 蛋白活化ACH 和PLC 等效应分子、效应分子催化第二信使的生成、第二信使激活靶蛋白等
2、细胞膜受体分为哪几大类？各自的结构和信号转导机制是什么？
答：可分为三类：离子通道型受体、G 蛋白偶联受体，酶活性相关受体。与离子通道型受体结合的主要是神经递质，介导离子通道的打开和关闭，改变膜通透性，能迅速、准确地传递
神经冲动；G 蛋白偶联受体的胞内段与G 蛋白结合存在，通过G 蛋白的活化影响AC 或PLC 等效应分子的活性，改变细胞内第二信使的浓度，以实现跨膜信号传递；酶活性相关受体均属单跨膜受体，有的自身固有酶活性，有的直接与酶结合，它们的信号转导依赖酶活性的变化和蛋白质相互作用。
4、列举EGFR 介导的EGFR-Ras-MAPK 信号通路的主要构成和作用方式
答：EGF 与EGFR 结合、EGFR 发生二聚体化、受体的激酶被激活并发生Tyr 的磷酸化、募集衔接分子Grb-2、募集低分子量G 蛋白调节分子SOS 、SOS 活化小G 蛋白Ras 、Ras 活化Raf （MAPKKK ）启动MAPK 级联活化、MAPK 进入细胞核使特定转录因子磷酸化、基因表达改变。
5、第二信使必须具备的特点
答：（1）不在能量代谢途径的中心；
（2）在细胞中的浓度或分布可以迅速改变；
（3）作为别构效应剂作用于相应的靶分子。
6、主要的第二信使及作用机制
答：（1）cAMP ：激活PKA
（2）IP3：作用于内质网或肌质网上的IP3受体，使得Ca2+释放到胞质。
（3）Ca2+：可作用于肌钙蛋白、钙调蛋白（CaM ）等。CaM 又可作用于PKC
（4）DAG ：激活PKC
7、G 蛋白结构有何特点？试述三种主要类型G 蛋白的功能
答：G 蛋白是鸟苷酸结合蛋白。由α、β、γ三个亚基组成。结合有GDP 的G 蛋白是非活性形式，而结合有GTP 的G 蛋白是活性形式。当α亚基与GTP 结合时β、γ脱落，从非活性转为活性形式。G 蛋白一般固有GTP 酶活性，可以水解结合的GTP 是分子恢复非活性形式。异源三聚体G 蛋白就是一类非常重要的转导七跨膜受体信号的G 蛋白。
G 蛋白功能：Gs ：激活AC ；Gi ：抑制AC ；Gp ：激活PLC
第二十三章 DNA 操作的基本技术
1、 Southern 印记可用于分析基因拷贝数的变化（用于DNA ）
2、 Northern 印记可用于分析基因转录水平的变化（用于RNA ）
3、 原位分子杂交技术可用于基因及其表达产物的定位分析
（1） 原理是碱基互补配对
（2） 标记物是探针（DNA 芯片技术是标记样本）
4、 PCR: （1） DNA 变性：
是指核酸双螺旋碱基对的氢键断裂，双链变成单链，从而使核酸的天然构象和性质发生改变。
（2） DNA 的复性：
指变性DNA 在适当条件下，二条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象，它是变性的一种逆转过程。
（3） 退火：
热变性DNA 一般经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为" 退火"
（4） 原理：
1DNA 半保留复制 ○
2在不同温度下DNA 变性，复性 ○
5、 Sanger双脱氧链末端终止法原理：
ddNTP 没有3’-OH ，掺入到新生链中时，不能再与其他dNTP 上的磷酸基团形成3’，5’-磷酸二酯键，造成新生链终止。
第二十八章 基因诊断与基因治疗 1、 基因诊断的优点特点：
（1） 高特异性；（2）高灵敏性；（3）可实现早期诊断；（4）应用范围广
2、 基因诊断的技术方法：
（1）核酸分子杂交：
1Southern 印记杂交用于缺陷基因诊断 ○
2Northern 印记杂交检测mRNA ○
3斑点杂交： ○
（直接将被测DNA 或RNA 固定在滤膜上，加入过量标记核苷酸探针杂交，用于特定基因及表达产物的定性、定量分析，但不能鉴定分子量、且特异性不高）
4反向斑点杂交： ○
（将探针固定于膜上，可同时检测多种突变）
5原位分子杂交，主要是荧光原位分子杂交（FISH ） ○
（2） PCR
（3） DNA 序列分析
（4） 芯片
3、 基因治疗：
（1） 基因置换：
校正缺陷基因（导入正常基因置换基因组内原有的缺陷基因）
（2） 基因添加：
校正基因缺陷（通过导入外源基因使靶细胞表达其本身不表达的基因）
（3） 基因干预：
抑制某个基因的表达（抑制某个基因的表达或破坏某个基因的结构使之不能表达）
（4） 自杀基因：
可抑制恶性肿瘤细胞（使无毒的药物前体转化为细胞毒性代谢物）
（5） 基因免疫：
治疗肿瘤（导入免疫增强因子）
第二十二章 基因表达与细胞信号转导的偶联机制
一、论句：
1、蛋白激酶/蛋白磷酸酶、G 蛋白是信号通路开关分子。
2、磷酸化可能提高活性也可能降低活性
3、G 蛋白/小G 蛋白功能与GTP/GDP结合状态有关。
4、G 蛋白偶联受体通过G 蛋白-第二信使-靶分子发挥作用。
5、酶偶联受体通过蛋白激激酶-蛋白激酶-靶分子发挥作用。
二、名解
1. 受体：
位于细胞膜上的或细胞内能特异识别配体并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是糖脂。膜受体绝大多数是跨膜糖蛋白，其胞外部分负责结合配体，细胞内部分负责信号的转导；胞内受体（包括胞浆受体和核受体）为DNA 结合蛋白。
2. G 蛋白偶联受体：
在结构上均为单体蛋白，有7个跨膜区域，又名七跨膜受体。胞外结构负责结合外源信号，胞内部与异源三聚体G 蛋白相结合而存在。基本的信号转导方式是通过不同的G 蛋白影响腺苷酸环化酶（AC ）、磷脂酶C （PLC ）等效应分子活性，从而改变细胞内第二信使的浓度，实现跨膜信息传递。
3. G 蛋白：
即鸟苷酸结合蛋白。结合有GDP 的G 蛋白是非活性形式，而结合有GTP 的G 蛋白是活性形式。G 蛋白一般固有GTP 酶活性，可以水解结合的GTP 是分子恢复非活性形式。异源三聚体G 蛋白就是一类非常重要的转导七跨膜受体信号的G 蛋白。
4. 小G 蛋白：
即分子量低的G 蛋白，第一个被发现的分子式Ras ，故又称为Ras 超家族。小G 蛋白具有GTP/GDP转换、GTP 酶活性等G 蛋白的共同特征，是重要的细胞内信号转导分子。
5. 信号转导通路：
细胞外信号经由受体在细胞内引起的有序分子变化，信号转导通路由各种信号转导分子相互作用而形成。各种信号转导通路不是孤立的，而是有广泛交叉联系。信号转导通路的形成是动态的，随着信号的种类和强度不断变化。
6. 第二信使：
指激素等细胞外化学信号与靶细胞受体结合后，细胞内迅速发生浓度或分布改变的一大类小分子化合物，如cAMP 、cGMP 、Ca2+、IP3等。它们作用于蛋白激酶等靶分子，改变其活性，进而改变细胞功能。上述变化实现了对细胞外信号的跨膜转换和传递，因而这些分子被称为第二信使。
7. 蛋白激酶：
是催化ATP 的γ-磷酸基转移至靶蛋白的特定氨基酸残基上的一大类酶。已发现的蛋白激酶主要有：蛋白丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸激酶。蛋白激酶活性受各种第二信使或蛋白分子调节。
三、问答：
1、列举在G 蛋白偶联受体的信号转导通路上可能产生放大作用的步骤
答：受体活化G 蛋白、G 蛋白活化ACH 和PLC 等效应分子、效应分子催化第二信使的生成、第二信使激活靶蛋白等
2、细胞膜受体分为哪几大类？各自的结构和信号转导机制是什么？
答：可分为三类：离子通道型受体、G 蛋白偶联受体，酶活性相关受体。与离子通道型受体结合的主要是神经递质，介导离子通道的打开和关闭，改变膜通透性，能迅速、准确地传递
神经冲动；G 蛋白偶联受体的胞内段与G 蛋白结合存在，通过G 蛋白的活化影响AC 或PLC 等效应分子的活性，改变细胞内第二信使的浓度，以实现跨膜信号传递；酶活性相关受体均属单跨膜受体，有的自身固有酶活性，有的直接与酶结合，它们的信号转导依赖酶活性的变化和蛋白质相互作用。
4、列举EGFR 介导的EGFR-Ras-MAPK 信号通路的主要构成和作用方式
答：EGF 与EGFR 结合、EGFR 发生二聚体化、受体的激酶被激活并发生Tyr 的磷酸化、募集衔接分子Grb-2、募集低分子量G 蛋白调节分子SOS 、SOS 活化小G 蛋白Ras 、Ras 活化Raf （MAPKKK ）启动MAPK 级联活化、MAPK 进入细胞核使特定转录因子磷酸化、基因表达改变。
5、第二信使必须具备的特点
答：（1）不在能量代谢途径的中心；
（2）在细胞中的浓度或分布可以迅速改变；
（3）作为别构效应剂作用于相应的靶分子。
6、主要的第二信使及作用机制
答：（1）cAMP ：激活PKA
（2）IP3：作用于内质网或肌质网上的IP3受体，使得Ca2+释放到胞质。
（3）Ca2+：可作用于肌钙蛋白、钙调蛋白（CaM ）等。CaM 又可作用于PKC
（4）DAG ：激活PKC
7、G 蛋白结构有何特点？试述三种主要类型G 蛋白的功能
答：G 蛋白是鸟苷酸结合蛋白。由α、β、γ三个亚基组成。结合有GDP 的G 蛋白是非活性形式，而结合有GTP 的G 蛋白是活性形式。当α亚基与GTP 结合时β、γ脱落，从非活性转为活性形式。G 蛋白一般固有GTP 酶活性，可以水解结合的GTP 是分子恢复非活性形式。异源三聚体G 蛋白就是一类非常重要的转导七跨膜受体信号的G 蛋白。
G 蛋白功能：Gs ：激活AC ；Gi ：抑制AC ；Gp ：激活PLC
第二十三章 DNA 操作的基本技术
1、 Southern 印记可用于分析基因拷贝数的变化（用于DNA ）
2、 Northern 印记可用于分析基因转录水平的变化（用于RNA ）
3、 原位分子杂交技术可用于基因及其表达产物的定位分析
（1） 原理是碱基互补配对
（2） 标记物是探针（DNA 芯片技术是标记样本）
4、 PCR: （1） DNA 变性：
是指核酸双螺旋碱基对的氢键断裂，双链变成单链，从而使核酸的天然构象和性质发生改变。
（2） DNA 的复性：
指变性DNA 在适当条件下，二条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象，它是变性的一种逆转过程。
（3） 退火：
热变性DNA 一般经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为" 退火"
（4） 原理：
1DNA 半保留复制 ○
2在不同温度下DNA 变性，复性 ○
5、 Sanger双脱氧链末端终止法原理：
ddNTP 没有3’-OH ，掺入到新生链中时，不能再与其他dNTP 上的磷酸基团形成3’，5’-磷酸二酯键，造成新生链终止。
第二十八章 基因诊断与基因治疗 1、 基因诊断的优点特点：
（1） 高特异性；（2）高灵敏性；（3）可实现早期诊断；（4）应用范围广
2、 基因诊断的技术方法：
（1）核酸分子杂交：
1Southern 印记杂交用于缺陷基因诊断 ○
2Northern 印记杂交检测mRNA ○
3斑点杂交： ○
（直接将被测DNA 或RNA 固定在滤膜上，加入过量标记核苷酸探针杂交，用于特定基因及表达产物的定性、定量分析，但不能鉴定分子量、且特异性不高）
4反向斑点杂交： ○
（将探针固定于膜上，可同时检测多种突变）
5原位分子杂交，主要是荧光原位分子杂交（FISH ） ○
（2） PCR
（3） DNA 序列分析
（4） 芯片
3、 基因治疗：
（1） 基因置换：
校正缺陷基因（导入正常基因置换基因组内原有的缺陷基因）
（2） 基因添加：
校正基因缺陷（通过导入外源基因使靶细胞表达其本身不表达的基因）
（3） 基因干预：
抑制某个基因的表达（抑制某个基因的表达或破坏某个基因的结构使之不能表达）
（4） 自杀基因：
可抑制恶性肿瘤细胞（使无毒的药物前体转化为细胞毒性代谢物）
（5） 基因免疫：
治疗肿瘤（导入免疫增强因子）