第一章 细胞和有机体的生物学和遗传学特性

1.1 孟德尔建立了遗传学基本规律

更高等的生命体的基因组又被称为二倍体

等位基因：同一基因不同拷贝

一个等位基因的支配地位不是由自身决定的，而是由与该基因其他等位基因的相互作用决定的。

1.2孟德尔遗传定律有助于解释达尔文进化论

年轻物种携带的等位基因将少于古老物种。

多态性——大部分人类基因组不编码重要的生物学信息，所有它们进化相对迅速，累积的许多微小的序列差异。

在漫长的进化过程中，决定生物学表型的遗传序列仅缓慢地发生变化。

1.3孟德尔遗传定律决定基因和染色体如何运转

染色体长度与它携带的基因数量是成比例的。

人类染色体断臂成为p臂，长臂称为q臂。

编码视网膜色彩感应蛋白的基因在X染色体上，所有雄性容易罹患色盲。雌性含有两条X染色体，在胚胎早期，会随机失活一条染色体。当未失活的染色体上色盲基因由于突变出现时，失活染色体上的野生型等位基因将得以表达。

因为几乎所有防止细胞增殖失控的基因都以两个拷贝的形式存在，而只有当两个拷贝全部失活时，才会使其失去生长抑制功能和发生肿瘤细胞增殖。

1.4 绝大多数癌细胞的染色体都发生了变化

染色体的正常结构通常称为整倍体核型状态。

染色体额外拷贝的获得或染色体的丢失能够产生对癌细胞及其失控增殖有利的遗传结构。

1.5 引发肿瘤的突变，累及生殖细胞和体细胞

染色体易位

双微染色体

1.6 DNA序列信息中的基因型通过蛋白决定表现

一个特定前体mRNA通过选择性剪接形式产生的蛋白质在细胞中表达水平过高时，会使细胞由正常状态转化为癌细胞增殖状态。

1.7 基因表达方式也决定表现

哺乳动物细胞中的基因可以根据其功能划分为两大类——管家基因和组织特异性基因。

很多基因所编码的蛋白质，被广泛需要以维持机体中所有细胞的生存或者维持所有细胞共同拥有某种生物学功能，这些共同表达的基因被称为管家基因。

在某些分化细胞中，绝大多数的表达基因都是管家基因。

1.8 组蛋白修饰和转录因子调控基因表达

细胞要表现出复杂的组织，特异性的表现，需要一系列基因的协同表达和抑制另外一些基因的表达。这种协同表达是转录因子作用的结果。许多这类蛋白结合于基因调控区的特异性DNA序列，从而决定基因是否表达转录因子结合的核苷酸序列，通常称为序列基序。

单一类型的转录因子就可能同时影响一大类下游应答基因的表达。而一个基因的表达，通常是几种转录因子共同作用的结果。转录因子和RNA聚合酶均只与DNA相互作用。

氧设置的核心是由DNA绑定到核小体上组成的。核小体是吧，具体有两个拷贝组成，每个拷贝又有4种不同的组蛋白，H2A,H2B,H3和H4，H1是第5个主蛋白它结合到某些，而不是所有的核小体八聚体上。

核小体有两种修饰方式，第一，一些标准的组蛋白如组蛋白H2A和H3在少数核糖体中有可变体形式，如组蛋白H2AZ，H3.3替换。第二，4种标准主蛋白的转录后修饰影响染色质的结构和转录。这些修饰并不直接改变核小体的球状核心，而是影响核心组蛋白的氨基酸尾，后者由球状核心向外延伸并接受多种共价修饰其中最突出的是甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化。

1.9 可遗传的基因表达由额外的机制调控

除了上述组蛋白修饰的传递，另一种调节基因表达的重要表观遗传机制，依赖于DNA的共价修饰尤其是DNA甲基转移酶。

1.10非传统的RNA分子也影响基因表达

微小RNA，成熟miRNA结合核蛋白复合体RISC（RNA诱导沉没复合体）并与细胞质中的mRNA通过完全或部分互补而相互作用，导致mRNA降解或者翻译抑制。

长链非编码RNA（lncRNA）分子存在于细胞和细胞质中。通常的lncRNA作为支架支撑特定的染色质修饰蛋白。

1.11 组成多细胞动物的生物大分子在长期进化过程中是高度保守的

从寒武纪到现在，多细胞生物发育的信号通路，几乎没有发生变化。

在每种物种的基因组中都存在这样的基因，它们所包含的信息和编码的相关蛋白质结构与另外一基因很相似，这些基因就形成了基因家族，如人类的珠蛋白家族。