分子生物學知識點整理(共7頁)

1、名詞解釋：1. 基因(jyn)：基因是位于染色體上的遺傳基本單位，是負載特定遺傳信息的DNA片段，編碼具有生物功能(gngnng)的產(chǎn)物包括RNA和多肽鏈。2. 基因(jyn)表達：即基因負載遺傳信息轉變生成具有生物學功能產(chǎn)物的過程，包括基因的激活、轉錄、翻譯以及相關的加工修飾等多個步驟或過程。3. 管家基因：在一個生物個體的幾乎所有組織細胞中和所有時間段都持續(xù)表達的基因，其表達水平變化很小且較少受環(huán)境變化的影響。如GAPDH、-肌動蛋白基因。4. 啟動子：是指位于基因轉錄起始位點上游、能夠與RNA聚合酶和其他轉錄因子結合并進而調(diào)節(jié)其下游目的基因轉錄起始和轉錄效率的一段DNA片段。5. 操縱子

2、：是原核生物基因表達的協(xié)調(diào)控制單位，包括有結構基因、啟動序列、操縱序列等。如：乳糖操縱子、色氨酸操縱子等。6. 反式作用因子：指由其他基因表達產(chǎn)生的、能與順式作用元件直接或間接作用而參與調(diào)節(jié)靶基因轉錄的蛋白因子（轉錄因子）。7.順式作用元件：即位于基因附近或內(nèi)部的能夠調(diào)節(jié)基因自身表達的特定DNA序列。是轉錄因子的結合位點，通過與轉錄因子的結合而實現(xiàn)對真核基因轉錄的精確調(diào)控。8. Ct值：即循環(huán)閾值（cycle threshold，Ct），是指在PCR擴增過程中，擴增產(chǎn)物的熒光信號達到設定的熒光閾值所經(jīng)歷的循環(huán)數(shù)。（它與PCR擴增的起始模板量存在線性對數(shù)關系，由此可以對擴增樣品中的目的基因的模板

3、量進行準確的絕對和（或）相對定量。）9. 核酸分子雜交：是指核酸分子在變性后再復性的過程中，來源不同但互不配對的核酸單鏈（包括DNA和DNA，DNA和RNA，RNA和RNA）相互結合形成雜合雙鏈的特性或現(xiàn)象，依據(jù)此特性建立的一種對目的核酸分子進行定性和定量分析的技術則稱為分子雜交技術。10. 印跡或轉?。菏侵笇⒑怂峄虻鞍踪|(zhì)等生物大分子通過一定的方法轉移并固定至尼龍膜等支持載體上的一種方法，該技術類似于用吸墨紙吸收紙張上的墨跡。11. 探針：是一種用同位素或非同位素標記核酸單鏈，通常是人工合成的寡核苷酸片段。12. 基因芯片：又稱DNA芯片或DNA微陣列，是基于核酸分子雜交原理建立的一種對DNA

4、進行高通量、大規(guī)模、并進行分析的技術，其基本原理是將大量寡核苷酸分子固定于支持物上，然后與標記的待測樣品進行雜交，通過檢測雜交信號的強弱進而對待測樣品中的核酸進行定性和定量分析。13. 基因文庫：是指通過克隆方法保存在適當宿主中的一群混合的DNA分子，所有這些分子中的插入片段的總和，可代表某種生物的全部基因組序列或全部的mRNA序列，因此基因文庫實際上是包含某一生物體或生物組織樣本的全部DNA序列的克隆群體。基因文庫包括(boku)兩類：基因組文庫和cDNA文庫。14. 克?。菏莵碜酝皇甲娴南嗤北净蚩截?kobi)的集合。15. 載體：為攜帶的目的(md)基因，實現(xiàn)其無性繁殖或表達有意義的

5、蛋白質(zhì)所采用的一些DNA分子。16. 限制性核酸內(nèi)切酶：識別DNA的特意序列，并在識別位點或其周圍切割雙鏈DNA的一類內(nèi)切酶。17. 基因工程（Genetic Engineering）：又稱基因操作（gene manipulation）、DNA重組（DNA recombination），是指采用類似于工程建設的方式，按照預先設計的藍圖，將一種或多種生物體（供體）的基因育載體在體外進行拼接重組構建成雜種DNA分子，然后轉入另一種生物體（受體）內(nèi)，以改變生物原有的遺傳特性并表達出新的性狀。獲得新品種，生產(chǎn)新產(chǎn)品，或是研究基因的結構和功能。因此，供體、受體和載體稱為基因工程的三大要素，其中相對于受體

6、而言，來自供體的基因?qū)儆谕庠椿颉Ｓ捎贒NA重組分子大都需在受體細胞中復制擴增，故還可以將基因工程表征為分子克?。∕olecular Cloning）或基因的無性繁殖。18. 目的基因：感興趣的基因或DNA序列。19. 生長因子：（growth factor）通過質(zhì)膜上特異的受體，將信息傳遞至細胞內(nèi)部，調(diào)節(jié)細胞生長與增殖的多肽類物質(zhì)。20. 基因組：泛指一個生命體、病毒或細胞器的全部遺傳物質(zhì)。21. 蛋白質(zhì)組：指一個細胞內(nèi)的全套蛋白質(zhì)，反映了特殊階段、環(huán)境狀態(tài)下，細胞或組織在翻譯水平的蛋白質(zhì)表達譜。22. 人類基因組計劃：是美國科學家于1986年率先提出，1990年正式啟動的，這一計劃的目標是

7、為30億個堿基對構成的人類基因組精確測序，從而最終弄清楚每種基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì)及其作用，它的實施將會為認識疾病的分子機制以及診斷和治療提供重要依據(jù)。23. 基因診斷：利用現(xiàn)代分子生物學和分子遺傳學的技術方法直接檢測基因結構及其表達水平是否正常，從而對人體狀態(tài)和疾病做出診斷的方法。24. 基因治療：從廣義來說，將某種遺傳物質(zhì)轉移到患者細胞內(nèi)，使其在體內(nèi)發(fā)揮作用而達到治療疾病目的的方法均稱為基因治療。25. 基因替換：用正常的基因通過體內(nèi)基因同源重組，原位替換病變(bngbin)細胞內(nèi)的致病基因，使細胞內(nèi)DNA完全恢復正常狀態(tài)的基因治療方法。26. 自殺基因(jyn)：某些病毒或細菌的基因所表達的酶

8、能將對人體無毒或低毒的藥物在人體細胞內(nèi)轉變?yōu)榧毎拘援a(chǎn)物，從而導致攜帶該基因的受體細胞也被殺死，故稱這類基因為“自殺(zsh)基因”。27. 轉錄組：是一個細胞內(nèi)的一套RNA轉錄物，包含了某一環(huán)境條件下、某一生命階段、某一生理或病理狀態(tài)下，生命體的細胞或組織所表達的基因種類及水平。28. 癌基因：（oncogene）細胞內(nèi)控制細胞生長和分化的基因，它的結構異?；虮磉_異常，可以引起細胞癌變。29. 病毒癌基因：存在于腫瘤細胞中，能使靶細胞發(fā)生惡性轉化的基因。30. 抑癌基因：也稱為抗癌基因。抑癌基因的產(chǎn)物是抑制細胞增殖，促進細胞分化，和抑制細胞遷移，因此起負調(diào)控作用，抑癌基因的突變是隱性的（也稱

9、抗癌基因。抑癌基因的產(chǎn)物是抑制細胞增殖，促進細胞分化，和抑制細胞遷移，因此起負調(diào)控作用，抑癌基因的突變是隱性的。）31. 結構基因組學：是以全基因組測序為目標的基因結構研究，弄清楚基因組中全部基因的位置和結構，為基因功能的研究奠定基礎。其主要內(nèi)容就是制作高分辨率的人類基因組的遺傳圖和物理圖，最終完成人類其他重要模式生物全部基因組DNA序列測定。問答題以乳糖操縱子為模型解釋原核生物轉錄水平的調(diào)控模式 轉錄水平的調(diào)節(jié)操縱子調(diào)控模式 （1）操縱子的概念：操縱子是原核生物基因表達的協(xié)調(diào)控制單位，包括有結構基因、啟動序列、操縱序列等。如：乳糖操縱子、色氨酸操縱子等。 （2）乳糖操縱子的結構：乳糖操縱子包

10、括調(diào)節(jié)基因I、一個操縱序列O、一個啟動序列P以及單個結構基因Z、Y、A。其中調(diào)節(jié)基因I編碼生成阻遏蛋白，后者與操縱序列結合；RNA聚合酶與啟動序列結合；分解代謝物基因激活蛋白（CAP）也結合在操縱序列附近；結構基因Z、Y和A分別編碼三個與乳糖代謝有關的酶，即：-半乳糖苷酶，透酶和乙酰轉移酶。這三個酶的基因作為一個整體由同一個調(diào)控區(qū)調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)基因的協(xié)調(diào)表達。 （3）其調(diào)節(jié)機制主要有正性和負性兩種模式。阻遏蛋白的負性調(diào)節(jié)：當沒有乳糖時，調(diào)節(jié)基因表達生成阻遏蛋白，阻遏蛋白結合操縱子序列出，阻礙RNA結合酶與啟動序列結合，抑制結構基因的轉錄啟動，此時操縱子處于阻遏狀態(tài)；當有半乳糖存在時，乳糖首先被轉

11、變成半乳糖，半乳糖則作為一種誘導劑與阻遏蛋白結合，誘發(fā)蛋白質(zhì)構象改變，使阻遏蛋白從啟動序列上解離下來，從而啟動結構基因的轉錄，此時操縱子處于誘導狀態(tài)。CAP的正性調(diào)節(jié)：當沒有葡萄糖時，cAMP濃度升高，與CAP結合(jih)，CAP進而結合在啟動序列附近，從而進一步促進結構基因的轉錄。當有葡萄糖時，cAMP濃度降低，結合在啟動序列附近的CAP減少，結構基因轉錄速率降低。協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)：實際(shj)情況下，上述兩種調(diào)節(jié)方式是相輔相成、相互協(xié)調(diào)的。譬如：在無乳糖且有葡萄糖時，阻遏蛋白負性調(diào)節(jié)起作用，此時結構基因不被轉錄；在有乳糖且有葡萄糖時，阻遏蛋白負性調(diào)節(jié)不起作用，此時結構基因轉錄水平低；在有乳糖且

12、無葡萄糖時，阻遏蛋白的抑制作用不解除，CAP正性調(diào)節(jié)被激活，此時結構基因的轉錄水平最高。生長因子的作用(zuyng)機制生長因子由不同的細胞的細胞合成后分泌，作用于靶細胞上的相應受體，這些受體有的是位于細胞膜上的，有的是位于細胞內(nèi)部。生長因子與受體結合后，激活細胞內(nèi)信號傳遞體系，產(chǎn)生相應的生物學作用。根據(jù)受體的分布和對生長因子不同的響應，生長因子是作用機制分為三種情況：生長因子與具有酪氨酸蛋白激酶（TPK）活性的跨膜受體結合，TPK被活化，磷酸化相應蛋白質(zhì)，產(chǎn)生生理效應。與膜上受體結合，通過胞內(nèi)信息傳遞，產(chǎn)生第二信使，是蛋白激酶活化，再磷酸化相應的效應蛋白質(zhì)，這些被磷酸化的蛋白質(zhì)再活化核內(nèi)的轉

13、錄因子，引發(fā)基因轉錄，達到調(diào)節(jié)生長與分化的作用。與膜內(nèi)受體結合，形成生長因子-受體復合物，進入胞核活化相關基因，促進細胞生長。與胞內(nèi)受體結合 與膜受體結合激活胞核相關基因 生長因子-受體復合物基因轉錄核內(nèi)轉錄因子活化活化蛋白激酶磷酸化相應蛋白質(zhì)產(chǎn)生第二信使活化酪氨酸激酶生長因子作用機制示意圖常規(guī)PCR技術的基本原理基本原理：類似于DNA的天然復制過程，其特異性依賴于與靶序列兩端互補的寡核苷酸引物。PCR由變性退火延伸三個基本反應步驟構成。變性(binxng)（denature）：模板DNA經(jīng)加熱至95左右一定時間后，使模板DNA雙鏈或經(jīng)PCR擴增形成的雙鏈DNA解離，使之成為單鏈，以便(ybi

14、n)它與引物結合，為下輪反應作準備。退火（annealing）（復性）：模板DNA經(jīng)加熱變性成單鏈后，將溫度(wnd)降至引物的Tm值左右或以下（55左右），引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合，形成雜交鏈。延伸（extension）：DNA模板-引物結合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP為反應原料，靶序列為模板，按堿基配對與半保留復制原理，合成一條新的與模板DNA鏈互補的半保留復制鏈。 以上三步為一個循環(huán)，約需24分鐘，每一循環(huán)的產(chǎn)物作為下一個循環(huán)的模板，如此循環(huán)30次，大約23小時后，新生DNA片段理論上可達到2n-1個分子拷貝。定量PCR技術的基本原理基本原理：將熒光信號強弱與

15、PCR擴增情況結合在一起，通過監(jiān)測PCR反應管內(nèi)熒光信號的變化來實時檢測PCR反應進行的情況，PCR反應管內(nèi)的熒光信號強度達到設定閾值所經(jīng)歷的循環(huán)數(shù)（即Ct值）與擴增的起始模板量進行準確的絕對和（或）相對定量。循環(huán)閾值（cycle threshold，Ct）是指在PCR擴增過程中，擴增產(chǎn)物的熒光信號達到設定的熒光閾值所經(jīng)歷的循環(huán)數(shù)。熒光閾值（threshold）一般是以PCR反應的前15個循環(huán)的熒光信號作為熒光本底信號（baseline），缺省設置是315個循環(huán)的熒光信號的標準偏差的10倍。實際上就是熒光信號開始由本底信號進入指數(shù)增長階段的拐點時的熒光信號強度。Sanger測序法的基本原理 S

16、anger法也稱雙脫氧鏈末端終止法，是目前應用最為廣泛的方法。 基本原理：它巧妙地利用了DNA復制的原理，是利用ddNTP來代替常規(guī)的dNTP作為底物進行DNA合成反應。在DNA合成時，一旦ddNTP參入到合成的DNA鏈中，由于ddNTP脫氧核糖的3-位碳原子上缺少羥基而不能與下一位核苷酸的5-位磷酸基之間形成3,5-磷酸二酯鍵，從而使得正在延伸的DNA鏈在此ddNTP處終止。Southern印跡、Northern印跡的異同相同點：基本流程相似不同點：Southern 印跡（雜交）Northern 印跡（雜交）用途主要用于檢測基因組DNA主要用于檢測RNA事先進行限制性內(nèi)切酶處理需要不需要，可

17、直接電泳進行堿變性需要不需要，采而是用甲醛變性瓊脂糖凝膠電泳基因工程(jyn gngchng)中如何選擇載體？基因工程(jyn gngchng)選擇載體的標準如下：能自主(zzh)復制具有兩個以上的遺傳標記物，便于重組體的篩選和鑒定有克隆位點（外源DNA插入點），常具有多個單一酶切位點，稱為多克隆位點分子量小，以容納較大的外源DNA重組DNA技術的基本步驟？重組DNA技術的基本操作過程可形象的歸納為“分、切、接、轉、篩”，即“目的基因的獲取克隆載體的選擇和構建外源基因與載體的連接DNA導入受體細胞重組體的篩選克隆基因的表達”。分述如下：目的基因的獲取?？赏ㄟ^化學合成法、基因組DNA文庫、cDN

18、A文庫、PCR等方法獲取?？寺≥d體的選擇和構建。根據(jù)實驗目的和操作基因的性質(zhì)選擇合適的載體和改建方法。外源基因與載體的連接。將外援DNA通過DNA連接酶進行共價連接。DNA導入受體細胞。重組DNA分子導入相應宿主細胞后，隨受體細胞生長、增殖而得以復制、擴增。重組體的篩選根據(jù)載體體系、宿主細胞特性及外源基因在受體細胞表達情況，采取直接選擇法和非直接選擇法進行篩選，獲得含有重組DNA分子的克隆?？寺』虻谋磉_?？寺〉哪康幕蛉绻枰_而大量表達有特殊意義的蛋白質(zhì)，則需要建立相應的表達體系，包括表達載體的構建、受體細胞的建立及表達產(chǎn)物的分離、純化等。目前基因治療采用的方法分為哪幾種？基因治療的方法

19、分為以下：基因矯正，將致病基因的異常堿基進行糾正，而正常部分予以保留的基因治療方法；基因置換，用正常的基因通過體內(nèi)基因同源重組，原位替換病變細胞內(nèi)的致病基因，使細胞內(nèi)DNA完全恢復正常狀態(tài)的基因治療方法；基因增補，將目的基因?qū)氩∽兓蚱渌毎?，不去除異?；颍ㄟ^目的基因的非定點整合，使其表達產(chǎn)物補償缺陷基因的功能或使原有的功能得以加強的基因治療方法；基因失活，將特定的序列導入細胞后，在轉錄或翻譯水平阻斷某些基因的異常表達的治療方法；自殺基因的應用，用某些病毒或細菌的基因所表達的酶能將對人體無毒或低毒的藥物前體在人體細胞內(nèi)轉變?yōu)榧毎拘援a(chǎn)物，從而導致攜帶該基因的受體細胞也被殺死，故稱這類基因為

20、“自殺基因”。基因治療的基本過程？基因治療的基本過程包括：治療性基因的選擇，選擇對疾病有治療作用的特定目的基因是基因治療的首要問題；基因載體的選擇，目前使用的載體分病毒性載體和非病毒性載體兩類，而一般臨床多選用病毒性載體。目前被用作基因轉移的病毒有逆轉錄病毒、腺病毒、腺相關病毒；靶細胞的選擇，根據(jù)受體細胞的不同，基因治療可分為體細胞的基因治療和生殖細胞的基因治療，而目前基因治療禁止使用生殖細胞，僅限于使用體細胞為靶細胞。基因轉移，如何有效地將外源基因?qū)胧荏w細胞，是基因治療研究的一個重要環(huán)節(jié)，可分為非病毒介導的基因轉移和病毒介導的基因轉移；外源基因表達的篩檢，一般利用載體中的標記基因?qū)D染細胞

21、進行篩檢，再檢測轉化細胞中的標記基因表達情況；回輸體內(nèi)，將治療基因修飾的細胞以不同的方式回輸體內(nèi)以發(fā)揮治療作用。人類基因組計劃的基本(jbn)任務及意義HCG內(nèi)容包括人類基因組作圖及序列分析，基因的鑒定、基因組研究技術的建立與創(chuàng)新、模式(msh)生物基因組作圖和測序、信息系統(tǒng)的建立、存儲及相應軟件的開發(fā)、相關產(chǎn)業(yè)的開發(fā)等。HCG基本任務可用四張圖譜來概括，即遺傳圖、物理圖、轉錄圖（基因圖）、序列圖。遺傳圖：又稱連鎖圖，是具有(jyu)遺傳多態(tài)性的遺傳標記作為“位標”，遺傳學距離為“圖距”的基因組圖。需要應用多態(tài)性標志RFLP、VNTR、SNP。物理圖譜：是以一段已知核苷酸的DNA片段 為“位標”，以DNA實際長度（Mb或kb）作