1、基因:是含有生物信息的DNA 片段,根据这些生物信息可以编码具有生物功能的产物,包括RNA 和多肽链(课件) 。
基因是负责编码RNA 或一条多肽链的DNA 片段,包括编码序列、编码序列外的侧翼序列及插入序列。
2、分子伴侣(Molecular Chaperone):又称为伴侣蛋白,是一类在序列上没有相关性但有共同功能的保守性蛋白质,在细胞内协助其它多肽结构完成正确的折叠、组装、转运和降解,在功能完成后与之分离,不构成这些蛋白质结构执行功能时的组。
3、RFLP :即限制性片段长度多态性,高度重复序列中的无间隔反向重复序列很容易形成限制性内切酶识别位点,也很容易由于突变产生或失去一个酶切位点,因而可以造成限制性片段长度多态性。 即用同一种限制性内切酶消化不同个体的同一段DNA 时,由于碱基组成的变化而改变限制性内切酶识别位点,从而会产生长度不同的DNA 片段,这种方法称为限制性片段长度多态性,简称RFLP 技术。
4、DNA 的复制(replication ):以构成基因组的全套核酸分子为模板,精确合成一套新的核酸分子的过程。遗传信息通过亲代DNA 分子的复制传递给子代,在保持生物物种遗传的稳定性方面起着重要的作用。
5、反转录:又称逆转录(reverse transcription),是以RNA 为模板,在逆转录酶的催化下,合成双链DNA 的反应。
6、克隆载体:可携带插入的外源DNA 片段并可转入受体细胞中大
量扩增的DNA 分子。该分子中含有能够在受体细胞中自主复制的序列和筛选标记,常用于外源基因的克隆,如噬菌体或质粒。
7、功能基因组:细胞内所有具有生物学功能的基因。 表达一定功能的全部基因所组成的DNA 序列,包括编码基因和调控基因。
8、核不均一RNA :即hnRNA, 即前体mRNA ,在真核生物中,最初转录生成的RNA, 存在于真核生物细胞核中的不稳定、大小不均的一组高分子RNA 之总称。由外显子和内显子组成,需经过剪接加工及各种修饰后,形成成熟的mRNA 。
9、分子杂交:由来源不同的两个脱氧核糖核酸单链或核糖核酸单链结合成双链分子的过程。
确定单链核酸碱基序列的技术,其基本原理是待测单链核酸与已知序列的单链核酸(叫做探针)间通过碱基配对形成可检出的双螺旋片段。这种技术可在DNA 与DNA ,RNA 与RNA ,或DNA 与RNA 之间进行,形成DNA-DNA ,RNA-RNA 或RNA-DNA 等不同类型的杂交分子。
10、RNA 编辑:是RNA 加工的一种特殊方式,是通过对mRNA 的加工使遗传信息在mRNA 水平上发生改变。有少数真核基因转录后产生的成熟mRNA 序列与相应基因的编码序列有差异,这些差异是在转录物上增加、删除或取代某些核苷酸后形成的,这种编辑后的mRNA 才是有翻译功能的mRNA 分子。
11、操纵子:原核生物基因多以操纵子(operon )的形式存在。操纵子由调控区和信息区组成,上游是调控区,包括启动子(promoter )
与操纵元件(operator )二部分。操纵元件:特异的阻遏物结合区。
12、启动子:是RNA 聚合酶结合位点及其周围的一组转录调控组件(包括转录起始点以及典型的TA TA 盒)。
填空:
转基因动物:是指用DNA 重组技术将外源基因导入动物基因组内,使之能在体内表达并稳定地遗传给后代的一类动物
端粒酶组成:蛋白质和RNA 共同组成,能以自身的RNA 为模板反复延伸端丽DNA 的重复序列。
载体类型:克隆载体和表达载体(书上)
常用载体:DNA 克隆常用的载体有:质粒载体(plasmid ),噬菌体载体(phage ),柯斯质粒载体(cosimid ),单链DNA 噬菌体载体(ssDNA phage ),噬粒载体(phagemid )及酵母人工染色体(Y AC )等。从总体上讲,根据载体的使用目的,载体可以分为克隆载体,表达载体,测序载体,穿梭载体等。
基因敲除定义:将细胞基因组中某基因去除或使基因失去活性的方法。常用同源重组的方法敲除目的基因,观察生物或细胞的表型变化,是研究基因功能的重要手段。
PCR 种类:RT-PCR, 定量RT-PCR ,实时荧光定量RT-PCR ,反向PCR ,Alu-PCR ,原位PCR ,巢式PCR ,不对称PCR ,固相锚定PCR ,长片段PCR ,多重PCR 。
基因打靶技术:基因打靶通常是指用含已知序列的DNA 片段与受体细胞基因组中序列相同或相近的基因发生同源重组,整合至受体细胞基因组中并得以表达的一种改变生物活体遗传信息的外源DNA 导入技术。
假基因定义:在多基因家族中某些与正常功能基因在核酸序列上相似,但不能转录或转录之后生成无功能基因产物的DNA 序列被称为假基因, 用ψ表示。
基因治疗定义:基因治疗是指将目的基因导入靶细胞内,成为宿主细胞遗传物质的一部分,目的基因表达产物对疾病起治疗作用转录因子类型(狭义)。指通过基因转移技术或反义核酸技术、核酶技术等,使目的基因在体内得到表达,或封闭、剪切致病基因的mRNA ,从而达到治疗疾病的目的(广义)。生殖细胞基因治疗、体细胞基因治疗
16. 基因治疗的现状:肿瘤的基因治疗 ,艾滋病的基因治疗 ,遗传病的基因治疗
基因治疗的基本策略:1.基因治疗按基因操作方式分为两类,一类为基因修正和基因置换,即将缺陷基因的异常序列进行矫正,对缺陷基因精确地原位修复,不涉及基因组的其他任何改
变。通过同源重组即基因打靶技术将外源正常的基因在特定的部位进行重组,从而使缺陷基因在原位特异性修复。
另一类为基因增强和基因失活,是不去除异常基因,而通过导入外源基因使其表达正常产物,从而补偿缺陷基因等的功能;或特异封闭某些基因的翻译或转录,以达到抑制某些异常基因表达。
按靶细胞类型又可分为生殖细胞基因治疗和体细胞基因治疗。广义的生殖细胞基因治疗以精子,卵子和早期胚胎细胞作为治疗对象。由于当前基因治疗技术还不成熟,以及涉及一系列伦理学问题,生殖细胞基因治疗仍属禁区。在现有的条件下,基因治疗仅限于体细胞。
2.基因治疗药物的给药途径 基因治疗有两种途径:即ex vivo及 in vivo方式。①ex vivo 途径:这是指将含外源基因的载体在体外导入人体自身或异体细胞(或异种细胞),经体外细胞扩增后,输回人体。ex vivo基因转移途径比较经典、安全,而且效果较易控制,但是步骤多、技术复杂、难度大,不容易推广;②in vivo 途径:这是将外源基因装配于特定的真核细胞表达载体,直接导入体内。这种载体可以是病毒型或非病毒性,甚至是裸DNA 。in vivo基因转移途径操作简便,容易推广,但目前尚未成熟,存在疗效持续时间短,免疫排斥及安全性等一系列问题。
主要技术:(1)基因矫正 纠正致病基因中的异常碱基,而正常部分予以保留。
(2)基因置换 指用正常基因通过同源重组技术,原位替换致病基因,使细胞内的DNA 完全恢复正常状态。
(3)基因增补 正常基因导入体细胞,通过基因的非定点整合使其表达,以补偿缺陷基因的功能,或使原有基因的功能得到增强,但致病基因本身并未除去
(4)基因失活 将特定的反义核酸(反义RNA 、反义DNA) 和核酶导入细胞,在转录和翻译水平阻断某些基因的异常表达,而实现治疗的目的。
(5)“自杀基因”的应用 在某些病毒或细菌中的某基因可产生一种酶,它可将原无细胞毒或低毒药物前体转化为细胞毒物质,将细胞本身杀死,此种基因称为“自杀基因”
(6)免疫基因治疗 免疫基因治疗是把产生抗病毒或肿瘤免疫力的对应与抗原决定族基因导入机体细胞,以达到治疗目的。如细胞因子(cytokine)基因的导入和表达等。
(7)耐药基因治疗 耐药基因治疗是在肿瘤治疗时,为提高机体耐受化疗药物的能力,把产生抗药物毒性的基因导入人体细胞,以使机体耐受更大剂量的化疗。如向骨髓干细胞导入多药抗性基因中的mdr-1。
基因治疗前提条件:①为已明确了的单基因缺陷疾病; ②仅限于体细胞; ③靶细胞的亲缘性
和可操作性等; ④有明显疗效和无或低危害性等; ⑤表达水平稳定时程长;
自杀基因:是指将某些病毒或细菌的基因导入靶细胞中,其表达的酶可催化无毒的药物前体转变为细胞毒物质,从而导致携带该基因的受体细胞被杀死,此类基因称为自杀基因。
RT -PCR 原理:RT-PCR 为反转录RCR (reverse transcription PCR)和实时PCR (real time PCR)共同的缩写。逆转录PCR ,或者称反转录PCR(reverse transcription-PCR, RT-PCR),是聚合酶链式反应(PCR)的一种广泛应用的变形。在RT-PCR 中,一条RNA 链被逆转录成为互补DNA ,再以此为模板通过PCR 进行DNA 扩增。
DNA 变性:在某些理化因素(温度、PH 、离子强度等)的作用下,DNA 双链的互补碱基对之间的氢键断裂,使DNA 双螺旋结构松散,成为单链的现象极为DNA 变性。只改变其二级结构,不改变他的核苷酸序列。
蛋白质分子翻译后的化学修饰方式:糖基化、羟基化、甲基化、磷酸化、二硫键形成、亲脂性修饰
. 翻译后蛋白质需要进行不同形式的共价修饰,包括肽链N 端甲硫氨酸残基的切除,蛋白质前体的酶切修饰,氨基酸残基侧链基团的磷酸化—去磷酸化、乙酰化—去乙酰化等。翻译后蛋白质与糖链共价结合成糖蛋白,称糖基化修饰,包括N-糖基化和O-糖基化。膜蛋白经过豆蔻酰化和棕榈酰化等脂酰化修饰才能定位于膜。有的蛋白质翻译后由两个半胱氨酸残基上的巯基氧化形成二硫键,使蛋白质的立体结构更稳定。也有蛋白质需要与金属离子结合转变为功能蛋白质。
Western blotting定义:是将蛋白质转移到膜上,然后利用抗体进行检测。对已知表达蛋白,可用相应抗体作为一抗进行检测,对新基因的表达产物,可通过融合部分的抗体检测。 疾病分子机制研究策略、
基因表达调控方式类型:1、原核生物:转录水平调控(启动子、S 因子、阻遏蛋白、正调控蛋白)、翻译水平调控(SD 序列、mRNA 的稳定性及翻译产物的调控作用)2、真核生物:DNA 水平(染色质丢失、基因扩增、基因重排、DNA 甲基化、染色质结构改变)、转录水平(反式作用因子)
原核生物基因表达的调控主要为(1)转录水平上的调控(2)转录后水平上的调控 ① mRNA加工成熟水平上的调控② 翻译水平上的调控 主要调控机制为操纵子
真核生物基因表达调控的环节:DNA 水平的调控,转录水平的调控,转录后水平的调控,翻译水平的调控,翻译后水平的调控(见P62和第八章)
管家基因:有些基因产物对生命全过程都是必须的或必不可少的。这类基因在一个生物个体的
几乎所有细胞中持续表达,通常被称为管家基因。
顺式作用元件:就是指可影响自身基因表达活性的DNA 序列
PCR-ELISA 分析:即在PCR 扩增以后,在微也板上借用酶联免疫吸附试验(ELISA )的原理,使用酶标抗体,进行固相杂交来实现定量。被称为PCR -ELISA :
反式作用因子:真核细胞内含有大量的序列特异性的DNA 结合蛋白,其中一些蛋白的主要功能是使基因开放或关闭,称为反式作用因子,简称反式因子。也称为基因特异性转录因子,是一类细胞核内蛋白质因子。
原核细胞DNA 的甲基化位点
1、基因:是含有生物信息的DNA 片段,根据这些生物信息可以编码具有生物功能的产物,包括RNA 和多肽链(课件) 。
基因是负责编码RNA 或一条多肽链的DNA 片段,包括编码序列、编码序列外的侧翼序列及插入序列。
2、分子伴侣(Molecular Chaperone):又称为伴侣蛋白,是一类在序列上没有相关性但有共同功能的保守性蛋白质,在细胞内协助其它多肽结构完成正确的折叠、组装、转运和降解,在功能完成后与之分离,不构成这些蛋白质结构执行功能时的组。
3、RFLP :即限制性片段长度多态性,高度重复序列中的无间隔反向重复序列很容易形成限制性内切酶识别位点,也很容易由于突变产生或失去一个酶切位点,因而可以造成限制性片段长度多态性。 即用同一种限制性内切酶消化不同个体的同一段DNA 时,由于碱基组成的变化而改变限制性内切酶识别位点,从而会产生长度不同的DNA 片段,这种方法称为限制性片段长度多态性,简称RFLP 技术。
4、DNA 的复制(replication ):以构成基因组的全套核酸分子为模板,精确合成一套新的核酸分子的过程。遗传信息通过亲代DNA 分子的复制传递给子代,在保持生物物种遗传的稳定性方面起着重要的作用。
5、反转录:又称逆转录(reverse transcription),是以RNA 为模板,在逆转录酶的催化下,合成双链DNA 的反应。
6、克隆载体:可携带插入的外源DNA 片段并可转入受体细胞中大
量扩增的DNA 分子。该分子中含有能够在受体细胞中自主复制的序列和筛选标记,常用于外源基因的克隆,如噬菌体或质粒。
7、功能基因组:细胞内所有具有生物学功能的基因。 表达一定功能的全部基因所组成的DNA 序列,包括编码基因和调控基因。
8、核不均一RNA :即hnRNA, 即前体mRNA ,在真核生物中,最初转录生成的RNA, 存在于真核生物细胞核中的不稳定、大小不均的一组高分子RNA 之总称。由外显子和内显子组成,需经过剪接加工及各种修饰后,形成成熟的mRNA 。
9、分子杂交:由来源不同的两个脱氧核糖核酸单链或核糖核酸单链结合成双链分子的过程。
确定单链核酸碱基序列的技术,其基本原理是待测单链核酸与已知序列的单链核酸(叫做探针)间通过碱基配对形成可检出的双螺旋片段。这种技术可在DNA 与DNA ,RNA 与RNA ,或DNA 与RNA 之间进行,形成DNA-DNA ,RNA-RNA 或RNA-DNA 等不同类型的杂交分子。
10、RNA 编辑:是RNA 加工的一种特殊方式,是通过对mRNA 的加工使遗传信息在mRNA 水平上发生改变。有少数真核基因转录后产生的成熟mRNA 序列与相应基因的编码序列有差异,这些差异是在转录物上增加、删除或取代某些核苷酸后形成的,这种编辑后的mRNA 才是有翻译功能的mRNA 分子。
11、操纵子:原核生物基因多以操纵子(operon )的形式存在。操纵子由调控区和信息区组成,上游是调控区,包括启动子(promoter )
与操纵元件(operator )二部分。操纵元件:特异的阻遏物结合区。
12、启动子:是RNA 聚合酶结合位点及其周围的一组转录调控组件(包括转录起始点以及典型的TA TA 盒)。
填空:
转基因动物:是指用DNA 重组技术将外源基因导入动物基因组内,使之能在体内表达并稳定地遗传给后代的一类动物
端粒酶组成:蛋白质和RNA 共同组成,能以自身的RNA 为模板反复延伸端丽DNA 的重复序列。
载体类型:克隆载体和表达载体(书上)
常用载体:DNA 克隆常用的载体有:质粒载体(plasmid ),噬菌体载体(phage ),柯斯质粒载体(cosimid ),单链DNA 噬菌体载体(ssDNA phage ),噬粒载体(phagemid )及酵母人工染色体(Y AC )等。从总体上讲,根据载体的使用目的,载体可以分为克隆载体,表达载体,测序载体,穿梭载体等。
基因敲除定义:将细胞基因组中某基因去除或使基因失去活性的方法。常用同源重组的方法敲除目的基因,观察生物或细胞的表型变化,是研究基因功能的重要手段。
PCR 种类:RT-PCR, 定量RT-PCR ,实时荧光定量RT-PCR ,反向PCR ,Alu-PCR ,原位PCR ,巢式PCR ,不对称PCR ,固相锚定PCR ,长片段PCR ,多重PCR 。
基因打靶技术:基因打靶通常是指用含已知序列的DNA 片段与受体细胞基因组中序列相同或相近的基因发生同源重组,整合至受体细胞基因组中并得以表达的一种改变生物活体遗传信息的外源DNA 导入技术。
假基因定义:在多基因家族中某些与正常功能基因在核酸序列上相似,但不能转录或转录之后生成无功能基因产物的DNA 序列被称为假基因, 用ψ表示。
基因治疗定义:基因治疗是指将目的基因导入靶细胞内,成为宿主细胞遗传物质的一部分,目的基因表达产物对疾病起治疗作用转录因子类型(狭义)。指通过基因转移技术或反义核酸技术、核酶技术等,使目的基因在体内得到表达,或封闭、剪切致病基因的mRNA ,从而达到治疗疾病的目的(广义)。生殖细胞基因治疗、体细胞基因治疗
16. 基因治疗的现状:肿瘤的基因治疗 ,艾滋病的基因治疗 ,遗传病的基因治疗
基因治疗的基本策略:1.基因治疗按基因操作方式分为两类,一类为基因修正和基因置换,即将缺陷基因的异常序列进行矫正,对缺陷基因精确地原位修复,不涉及基因组的其他任何改
变。通过同源重组即基因打靶技术将外源正常的基因在特定的部位进行重组,从而使缺陷基因在原位特异性修复。
另一类为基因增强和基因失活,是不去除异常基因,而通过导入外源基因使其表达正常产物,从而补偿缺陷基因等的功能;或特异封闭某些基因的翻译或转录,以达到抑制某些异常基因表达。
按靶细胞类型又可分为生殖细胞基因治疗和体细胞基因治疗。广义的生殖细胞基因治疗以精子,卵子和早期胚胎细胞作为治疗对象。由于当前基因治疗技术还不成熟,以及涉及一系列伦理学问题,生殖细胞基因治疗仍属禁区。在现有的条件下,基因治疗仅限于体细胞。
2.基因治疗药物的给药途径 基因治疗有两种途径:即ex vivo及 in vivo方式。①ex vivo 途径:这是指将含外源基因的载体在体外导入人体自身或异体细胞(或异种细胞),经体外细胞扩增后,输回人体。ex vivo基因转移途径比较经典、安全,而且效果较易控制,但是步骤多、技术复杂、难度大,不容易推广;②in vivo 途径:这是将外源基因装配于特定的真核细胞表达载体,直接导入体内。这种载体可以是病毒型或非病毒性,甚至是裸DNA 。in vivo基因转移途径操作简便,容易推广,但目前尚未成熟,存在疗效持续时间短,免疫排斥及安全性等一系列问题。
主要技术:(1)基因矫正 纠正致病基因中的异常碱基,而正常部分予以保留。
(2)基因置换 指用正常基因通过同源重组技术,原位替换致病基因,使细胞内的DNA 完全恢复正常状态。
(3)基因增补 正常基因导入体细胞,通过基因的非定点整合使其表达,以补偿缺陷基因的功能,或使原有基因的功能得到增强,但致病基因本身并未除去
(4)基因失活 将特定的反义核酸(反义RNA 、反义DNA) 和核酶导入细胞,在转录和翻译水平阻断某些基因的异常表达,而实现治疗的目的。
(5)“自杀基因”的应用 在某些病毒或细菌中的某基因可产生一种酶,它可将原无细胞毒或低毒药物前体转化为细胞毒物质,将细胞本身杀死,此种基因称为“自杀基因”
(6)免疫基因治疗 免疫基因治疗是把产生抗病毒或肿瘤免疫力的对应与抗原决定族基因导入机体细胞,以达到治疗目的。如细胞因子(cytokine)基因的导入和表达等。
(7)耐药基因治疗 耐药基因治疗是在肿瘤治疗时,为提高机体耐受化疗药物的能力,把产生抗药物毒性的基因导入人体细胞,以使机体耐受更大剂量的化疗。如向骨髓干细胞导入多药抗性基因中的mdr-1。
基因治疗前提条件:①为已明确了的单基因缺陷疾病; ②仅限于体细胞; ③靶细胞的亲缘性
和可操作性等; ④有明显疗效和无或低危害性等; ⑤表达水平稳定时程长;
自杀基因:是指将某些病毒或细菌的基因导入靶细胞中,其表达的酶可催化无毒的药物前体转变为细胞毒物质,从而导致携带该基因的受体细胞被杀死,此类基因称为自杀基因。
RT -PCR 原理:RT-PCR 为反转录RCR (reverse transcription PCR)和实时PCR (real time PCR)共同的缩写。逆转录PCR ,或者称反转录PCR(reverse transcription-PCR, RT-PCR),是聚合酶链式反应(PCR)的一种广泛应用的变形。在RT-PCR 中,一条RNA 链被逆转录成为互补DNA ,再以此为模板通过PCR 进行DNA 扩增。
DNA 变性:在某些理化因素(温度、PH 、离子强度等)的作用下,DNA 双链的互补碱基对之间的氢键断裂,使DNA 双螺旋结构松散,成为单链的现象极为DNA 变性。只改变其二级结构,不改变他的核苷酸序列。
蛋白质分子翻译后的化学修饰方式:糖基化、羟基化、甲基化、磷酸化、二硫键形成、亲脂性修饰
. 翻译后蛋白质需要进行不同形式的共价修饰,包括肽链N 端甲硫氨酸残基的切除,蛋白质前体的酶切修饰,氨基酸残基侧链基团的磷酸化—去磷酸化、乙酰化—去乙酰化等。翻译后蛋白质与糖链共价结合成糖蛋白,称糖基化修饰,包括N-糖基化和O-糖基化。膜蛋白经过豆蔻酰化和棕榈酰化等脂酰化修饰才能定位于膜。有的蛋白质翻译后由两个半胱氨酸残基上的巯基氧化形成二硫键,使蛋白质的立体结构更稳定。也有蛋白质需要与金属离子结合转变为功能蛋白质。
Western blotting定义:是将蛋白质转移到膜上,然后利用抗体进行检测。对已知表达蛋白,可用相应抗体作为一抗进行检测,对新基因的表达产物,可通过融合部分的抗体检测。 疾病分子机制研究策略、
基因表达调控方式类型:1、原核生物:转录水平调控(启动子、S 因子、阻遏蛋白、正调控蛋白)、翻译水平调控(SD 序列、mRNA 的稳定性及翻译产物的调控作用)2、真核生物:DNA 水平(染色质丢失、基因扩增、基因重排、DNA 甲基化、染色质结构改变)、转录水平(反式作用因子)
原核生物基因表达的调控主要为(1)转录水平上的调控(2)转录后水平上的调控 ① mRNA加工成熟水平上的调控② 翻译水平上的调控 主要调控机制为操纵子
真核生物基因表达调控的环节:DNA 水平的调控,转录水平的调控,转录后水平的调控,翻译水平的调控,翻译后水平的调控(见P62和第八章)
管家基因:有些基因产物对生命全过程都是必须的或必不可少的。这类基因在一个生物个体的
几乎所有细胞中持续表达,通常被称为管家基因。
顺式作用元件:就是指可影响自身基因表达活性的DNA 序列
PCR-ELISA 分析:即在PCR 扩增以后,在微也板上借用酶联免疫吸附试验(ELISA )的原理,使用酶标抗体,进行固相杂交来实现定量。被称为PCR -ELISA :
反式作用因子:真核细胞内含有大量的序列特异性的DNA 结合蛋白,其中一些蛋白的主要功能是使基因开放或关闭,称为反式作用因子,简称反式因子。也称为基因特异性转录因子,是一类细胞核内蛋白质因子。
原核细胞DNA 的甲基化位点