如何研究生物體某個性狀調控機制

㈠ 如何從分子生物學水平討論生物進化

從分子水平來研究生物進化通常有兩個途徑：蛋白質序列的比較和DNA序列的比較。
蛋白質序列比較常見到的是細胞色素C的氨基酸序列在不同物種之間的差異。因為幾乎任何生物體的細胞內都存在細胞色素C。例如人的細胞色素C與黑猩猩的差異為0，與獼猴的差異為1，與馬的差異為12，與果蠅的差異為27，與向日葵的差異為38。可以根據各種生物的細胞色素C氨基酸一級結構的差異導出一個生物進化樹，這個進化樹要比傳統的靠外觀分析描述出的進化樹更具科學性。
隨著各種生物的DNA序列逐步被破譯，通過DNA序列進行生物進化研究是近些年來更加盛行的，一個非常重要的比較是人類與黑猩猩的DNA序列比較分析：美國加州大學伯克利分校的進化生物學家Allan Wilson和他的研究生Mary-Claire King認為，人類和黑猩猩的基因差異僅有1%。在一片質疑聲中，最終DNA測序研究支持了他們的觀點，這也成了人們的普遍認識。這一研究甚至導致了對人類的生物學分類的挑戰，認為黑猩猩應當歸於人屬，這是不是分子水平對生物進化的研究成果呢？
更有意義的是：人類與黑猩猩相比所具有的高度只能只是由於這1%的DNA序列不同導致的！這些差異到底表現在哪裡，是那幾個基因引起了如此巨大的差異呢？這個問題是不是很令人興奮？
進一步的研究表明，雖然DNA的變化總體只有1%，但在黑猩猩第22染色體和對應得人類第21染色體的比較，差異達到1.44%，表現為68000個鹼基對，約400多KB的差別，但這些差別導致了83%的蛋白質表達出現差異，而蛋白質氨基酸序列的差別造成活性和功能有了差別，於是差異便被放大了。還有研究表明人類的染色體中比黑猩猩多處很多重復片斷，是否由於這些好似沒有功能的重復片斷影響到智力的差異呢？這些問題還有待研究。

㈡ 基因通過控制什麼來控制生物性狀

1、基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體性狀；

2、基因通過指導蛋白質的合成，控制蛋白質結構進而直接控制生物體的性狀。

基因表達的主要過程是基因的轉錄和信使核糖核酸（mRNA）的翻譯。基因調控主要發生在3個水平上，即：

DNA修飾水平、RNA轉錄的調控、和mRNA翻譯過程的控制；

微生物通過基因調控可以改變代謝方式以適應環境的變化，這類基因調控一般是短暫的和可逆的；

多細胞生物的基因調控是細胞分化、形態發生和個體發育的基礎，這類調控一般是長期的，而且往往是不可逆的。基因調控的研究有廣泛的生物學意義，是發生遺傳學和分子遺傳學的重要研究領域。

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基因分類

1、結構基因

基因中編碼RNA或蛋白質的鹼基序列。

（1）原核生物結構基因：連續的，RNA合成不需要剪接加工；

（2）真核生物結構基因：由外顯子（編碼序列)和內含子（非編碼序列)兩部分組成。

2、非結構基因

結構基因兩側的一段不編碼的DNA片段(即側翼序列)，參與基因表達調控。

（1）順式作用元件：能影響基因表達，但不編碼RNA和蛋白質的DNA序列；

其中包括：

啟動子：RNA聚合酶特異性識別結合和啟動轉錄的DNA序列。有方向性，位於轉錄起始位點上游。

上游啟動子元件：TATA盒上游的一些特定DNA序列，反式作用因子可與這些元件結合，調控基因的轉錄效率。

反應元件：與被激活的信息分子受體結合，並能調控基因表達的特異DNA序列。

增強子：與反式作用因子結合，增強轉錄活性，在基因任意位置都有效，無方向性。

沉默子：基因表達負調控元件，與反式作用因子結合，抑制轉錄活性。

Poly(A)加尾信號：結構基因末端保守的AAUAAA順序及下游GT或T富含區，被多聚腺苷酸化特異因子識別，在mRNA 3′端加約200個A。

（2）反式作用因子：能識別和結合特定的順式作用元件,並影響基因轉錄的一類蛋白質或RNA。

㈢ 如何驗證某一個基因的作用及其作用機制

用基因敲除，看能否表達來驗證。

先用基因敲除看看,這種代謝產物是否還能表達.

還有就是把預測的這個片段導入不能產生這種功能的宿主中去,看看這個被導入的宿主是否也能表達產生這種代謝產物.

基因的作用

基因有控制遺傳性狀和活性調節的功能。

基因通過復制把遺傳信息傳遞給下一代，並通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物的個體性狀表現。

基因還可以通過控制結構蛋白的成分，直接控制生物性狀。

生物體細胞中的DNA分子上有很多基因，但並不是每一基因的特徵都表現出來。即使是由同一受精卵發育分化而來的同一人體不同組織中的細胞，如肌肉細胞、肝臟細胞、骨細胞、神經細胞、紅細胞、和胃黏膜細胞等。它們的細胞形狀都是各不相同的。

為什麼會出現這種現象呢？原來，細胞核中的基因在細胞的一生中並非始終處於活性狀態，它們有的處於轉錄狀態，即活性狀態，這時基因打開，有的處於非轉錄狀態，即基因關閉。在生物體的不同發育期，基因的活性是不同的，而且基因的活性有嚴格的程序。基因活性的嚴格程序是生命周期穩定的基礎。各種不同的生物因其細胞內的基因具有獨特的活性調節而呈現不同的形態特徵。