回忆版2014(5)

2019-03-10 14:50

Leu: U to C to reduce GC pressure Arg: A to C to reduce GC pressure

Ser: AG to UC to reduce both GC and purine pressures

所有这些都有C的参与!C在作为最后加入的碱基起到重塑遗传密码的作用。有利于减轻G (purine) pressure。

GC敏感性与氨基酸的大小有关GC-sensitivity:It is a matter of size: 对于疏水性AA而言,密码子GC的增加预示着其体积的减小,如下图

对于带正电以及某些极性AA而言,密码子GC的增加预示着其体积的增加小,如下图

微创理论:The Minimal Damage Theory:突然的变化sudden changes虽然好坏未知,但大部分是不利的。所以有机体为了抵抗环境的变化会进化出一定的鲁棒性。

码学中纯文本解密与遗传密码破译的关系,如下图: RNA编辑的种类Types of RNA Editing: ? A process that alters the RNA sequence ? Nt insertion, deletion, or conversion

? Uridine-indel editing (kinetoplastid mitochondria) ? C-insertion mitochondria)

? C to U editing (U to C also; in plant mitochondria and chloroplasts, apoB, etc.)

and

dinucleotide

insertion

editing

(Physarum

? tRNA editing (Acanthamoeba mitochondria, marsupial mitochondria, etc.)

? A to I editing (glutamate receptor, hepatitis delta virus, etc.) ? Sno RNA-mediated nucleotide modification of rRNAs 总结

Step 1:首先高清遗传密码、RNA世界,高清R嘌呤A或G;Y代表嘧啶C或U。

最初的密码子是不编码小的或者酸性AA的

Step2:G 的加入扩增了密码子表。此外增加了A to I edit machinery

Step 3:GU and AG作为剪切信号。

Step 4:C加入,DNA-protein-RNA world形成

Genetic Code and the Rules of Life:

遗传密码与生命一样,起源都是简单的。生命变得鲁棒,多样,复杂,遗传密码也要变得鲁棒,多样,复杂。生命随着遗传密码的完善而进化。

12、为什么要开展人类基因组和RNA组计划

人类基因组计划:

于20世纪80年代提出的,由国际合作组织包括有美、英、日、中、德、法等国参加进行了人体基因作图,测定人体23对染色体由3×109核苷酸组成的全部DNA序列,于2000年完成了人类基因组“工作框架图”。2001年公布了人类基因组图谱及初步分析结果。 HGP的目标:(1) 人类DNA测序(2) 发展测序技术(3) 鉴定人类基因组变异(4)发展有效的基因组学技术(5)比较基因组学(6)ELSI: ethical, legal, and social issues(7) 生物信息学和计算生物学(8)Training and manpower

在人类基因组计划中,还包括对五种生物基因组的研究:大肠杆菌、酵母、线虫、果蝇和小鼠,称之为人类的五种“模式生物”。 必要性:

(1)DNA测序技术和相关分子生物学技术日趋成熟。包括DNA测序、寡聚核苷酸合成、DNA杂交、分子克隆、聚合酶链式反应(PCR)等。尤其是80年代初荧光标记法DNA测序仪的研发和接近问世 (2)生物医学发展的迫切需求。未知基因序列的不断解读,遗传疾病相关变异的定位克隆(Positional cloning),新转录因子和信号传导通路的不断发现,都使DNA测序技术和需求被推到了科学界关注的焦点。

(3)启动国际合作,调动全球各方资源的必要性。比如,人类基因组研究会涉及到世界各国的人类遗传资源,与其说在美国集中收集,不如让这些国家直接参加一个共同的合作项目,同时他们所代表的国

家还可以给与资金的支持。

(4)当时遗传学和基因组学等学科的发展也遇到了新的瓶颈。比如对全基因组遗传图谱和物理图谱的迫切需求,对打片段DNA克隆的迫切需求

人类RNA组计划(HRP) (1)必要性:

RNA是三大生命生物分子中的一个

我们必须知道如何每个人细胞内RNA分子在给定的条件下如何被调节和发挥功能的

我们要知道有多少RNA与人类疾病有关,从而为提供药物靶标,疾病诊断和药物开发和了解人类生物学信息提供帮助

人类基因组计划完成10年之后,我们下一步要做什么,谁将会带头? (2)研究的范围:

获取所有人类细胞类型中细胞RNA(从人细胞类型>百万RNAomes生理和病理条件下)中的上下文信息的完整 早期胚胎和组织/器官的发展 分化,细胞凋亡,和恶性肿瘤

代表性的病理状况(例如不同类型的肿瘤) 解密的角色

在调节染色体构象和基因表达的lncRNAs 小RNA,如miRNA的,在调节基因表达和功能 在调节基因表达和功能RNA修饰

定义和可视化功能模块,途径和RNAomes在细胞空间的调控网络 (3)RNAome研究的历史视角:

通过人类基因组计划,EST概念(表达序列标签)和未知领域;EST序列都是有用的,但有局限性。 发现基于全长cDNA转录的基因组注释 微阵列和测序技术都用于基因表达研究 调控RNA的发现(如miRNAs与lncRNAs) RNA的修饰和RNA编辑调控作用的发现 ENCODE项目(2003年) (4)挑战与机遇:

基因组测序已经完成,但不是在所有的细胞类型都存在所有RNA元件,在不同细胞中变化很大和对环境的变化也非常敏感;百万人的基因组测序的重点是基因表达的遗传变异;表达水平并不意味着离和 - 对所有基因;人组织和细胞新鲜来源;个人和群体中存在不同;实现单细胞和单分子分辨率

我们可能有更多的工作要做,来发现所有的RNA,特别是operational RNA(不是高度保守的,低表达,隐藏在重复和冗余副本等);全基因组复制(植物和低等脊椎动物)产生更多的信息RNA和候选的operational RNA ;低表达的基因是高度可变的,这样成为定量研究一大挑战 (5)概念论证: RNA分为:催化和信息


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