如何研究生物体某个性状调控机制

㈠ 如何从分子生物学水平讨论生物进化

从分子水平来研究生物进化通常有两个途径：蛋白质序列的比较和DNA序列的比较。
蛋白质序列比较常见到的是细胞色素C的氨基酸序列在不同物种之间的差异。因为几乎任何生物体的细胞内都存在细胞色素C。例如人的细胞色素C与黑猩猩的差异为0，与猕猴的差异为1，与马的差异为12，与果蝇的差异为27，与向日葵的差异为38。可以根据各种生物的细胞色素C氨基酸一级结构的差异导出一个生物进化树，这个进化树要比传统的靠外观分析描述出的进化树更具科学性。
随着各种生物的DNA序列逐步被破译，通过DNA序列进行生物进化研究是近些年来更加盛行的，一个非常重要的比较是人类与黑猩猩的DNA序列比较分析：美国加州大学伯克利分校的进化生物学家Allan Wilson和他的研究生Mary-Claire King认为，人类和黑猩猩的基因差异仅有1%。在一片质疑声中，最终DNA测序研究支持了他们的观点，这也成了人们的普遍认识。这一研究甚至导致了对人类的生物学分类的挑战，认为黑猩猩应当归于人属，这是不是分子水平对生物进化的研究成果呢？
更有意义的是：人类与黑猩猩相比所具有的高度只能只是由于这1%的DNA序列不同导致的！这些差异到底表现在哪里，是那几个基因引起了如此巨大的差异呢？这个问题是不是很令人兴奋？
进一步的研究表明，虽然DNA的变化总体只有1%，但在黑猩猩第22染色体和对应得人类第21染色体的比较，差异达到1.44%，表现为68000个碱基对，约400多KB的差别，但这些差别导致了83%的蛋白质表达出现差异，而蛋白质氨基酸序列的差别造成活性和功能有了差别，于是差异便被放大了。还有研究表明人类的染色体中比黑猩猩多处很多重复片断，是否由于这些好似没有功能的重复片断影响到智力的差异呢？这些问题还有待研究。

㈡ 基因通过控制什么来控制生物性状

1、基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体性状；

2、基因通过指导蛋白质的合成，控制蛋白质结构进而直接控制生物体的性状。

基因表达的主要过程是基因的转录和信使核糖核酸（mRNA）的翻译。基因调控主要发生在3个水平上，即：

DNA修饰水平、RNA转录的调控、和mRNA翻译过程的控制；

微生物通过基因调控可以改变代谢方式以适应环境的变化，这类基因调控一般是短暂的和可逆的；

多细胞生物的基因调控是细胞分化、形态发生和个体发育的基础，这类调控一般是长期的，而且往往是不可逆的。基因调控的研究有广泛的生物学意义，是发生遗传学和分子遗传学的重要研究领域。

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基因分类

1、结构基因

基因中编码RNA或蛋白质的碱基序列。

（1）原核生物结构基因：连续的，RNA合成不需要剪接加工；

（2）真核生物结构基因：由外显子（编码序列)和内含子（非编码序列)两部分组成。

2、非结构基因

结构基因两侧的一段不编码的DNA片段(即侧翼序列)，参与基因表达调控。

（1）顺式作用元件：能影响基因表达，但不编码RNA和蛋白质的DNA序列；

其中包括：

启动子：RNA聚合酶特异性识别结合和启动转录的DNA序列。有方向性，位于转录起始位点上游。

上游启动子元件：TATA盒上游的一些特定DNA序列，反式作用因子可与这些元件结合，调控基因的转录效率。

反应元件：与被激活的信息分子受体结合，并能调控基因表达的特异DNA序列。

增强子：与反式作用因子结合，增强转录活性，在基因任意位置都有效，无方向性。

沉默子：基因表达负调控元件，与反式作用因子结合，抑制转录活性。

Poly(A)加尾信号：结构基因末端保守的AAUAAA顺序及下游GT或T富含区，被多聚腺苷酸化特异因子识别，在mRNA 3′端加约200个A。

（2）反式作用因子：能识别和结合特定的顺式作用元件,并影响基因转录的一类蛋白质或RNA。

㈢ 如何验证某一个基因的作用及其作用机制

用基因敲除，看能否表达来验证。

先用基因敲除看看,这种代谢产物是否还能表达.

还有就是把预测的这个片段导入不能产生这种功能的宿主中去,看看这个被导入的宿主是否也能表达产生这种代谢产物.

基因的作用

基因有控制遗传性状和活性调节的功能。

基因通过复制把遗传信息传递给下一代，并通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的个体性状表现。

基因还可以通过控制结构蛋白的成分，直接控制生物性状。

生物体细胞中的DNA分子上有很多基因，但并不是每一基因的特征都表现出来。即使是由同一受精卵发育分化而来的同一人体不同组织中的细胞，如肌肉细胞、肝脏细胞、骨细胞、神经细胞、红细胞、和胃黏膜细胞等。它们的细胞形状都是各不相同的。

为什么会出现这种现象呢？原来，细胞核中的基因在细胞的一生中并非始终处于活性状态，它们有的处于转录状态，即活性状态，这时基因打开，有的处于非转录状态，即基因关闭。在生物体的不同发育期，基因的活性是不同的，而且基因的活性有严格的程序。基因活性的严格程序是生命周期稳定的基础。各种不同的生物因其细胞内的基因具有独特的活性调节而呈现不同的形态特征。