名词解释:SiRNA: 利用双链小片段RNA高效、特异性降解细胞内同源mRNA,从而阻断体内靶基因表达,使细胞出现靶基因缺失的表型。
Blue/white screen: 蓝白斑筛选。
即β-半乳糖苷酶基因失活筛选。
其原理是:某些质粒载体带有大肠杆菌乳糖操纵子的lacZ’基因,该基因含一段编码β-半乳糖苷酶氨基末端145个氨基酸α-肽的DNA片断,IPTG可诱导此片断合成,此片断能与宿主细胞所编码的缺陷型β-半乳糖苷酶实现基因内α-互补,形成完整的β-半乳糖苷酶。
该酶能催化指使剂底物X-gal形成蓝色菌落。
当外源基因插入lacZ’基因中MCS(多克隆位点),lacα-肽基因阅读框架被破坏,细菌内将无β-半乳糖苷酶活性,结果重组克隆呈白色菌落。
Knock down:(基因)敲除。
是指对一个结构已知但功能未知的基因,从分子水平上设计实验,将基因去除,或用其它顺序相近基因取代,然后从整体观察实验动物,推测相应基因的功能。
基因敲除除可以终止某一基因的表达外,还包括引入新基因及引入定点突变,既可以是用突变基因或其它基因敲除相应的正常基因,也可以用正常基因敲除相应的突变基因。
G-protein : G蛋白。
是三聚体GTP结合调节蛋白的简称,位于质膜内胞浆的一侧,由α,β,γ三个亚基组成,βγ二聚体通过共价结合锚定于膜上起稳定α亚基的作用,而α亚基本身具有GTP酶活性。
G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用,当G蛋白α亚基与GDP 结合,处于关闭态;当胞外配体与受体结合形成复合物时,导致受体胞内结构域与α亚基偶连,并促使α亚基结合的GDP被GTP交换而被活化,即处于开启状态,从而传递信号。
DNA-chip: DNA芯片。
指通过微阵列技术将高密度DNA片断阵列通过高速机器人或原位合成方式以一定的顺序或排列方式使其附着在如玻璃片等固相表面作为探针,荧光标记的样品DNA/RNA借助碱基互补作用与探针进行杂交,从而进行大量的基因表达及检测等方面的研究。
Off-target effect:脱靶效应。
指的是与一个内源性基因某一位点并不完全同源的RNA亦能通过抑制翻译而导致基因表达的静默。
Super gene family:超基因家族。
指一个共同的祖先基因通过各种各样的变异,产生了结构大致相同但功能却不尽相似的一大批基因,这一大批基因分属于不同的基因家族,但可以总称为一个超基因家族。
Environment genetic project :环境基因工程,指专门鉴定体积暴露在特定环境下的那些显示易感或抗性基因的DNA多态性。
Tumor vaccine:肿瘤疫苗。
肿瘤疫苗的本质是将某一抗原组份作用于生物体,从而激发该机体对该抗原或抗原载体的免疫保护,这种抗原形式或抗原的载体形式即是疫苗。
肿瘤疫苗的形式有细胞性疫苗和可溶性抗原疫苗两大类。
细胞疫苗是将肿瘤细胞进行某些处理灭活后直接作用于机体。
可溶性抗原或多肽疫苗则是在体外通过基因工程的方法制备出已知某肿瘤的抗原成分,与不同的佐剂联合应用达到免疫激发的目的。
问答题:1. 请从“一条基因一条蛋白”到“一条蛋白一条基因”说说你对基因概念的变化的理解。
2. 基因诊断的优缺点及发展前景。
3. 逆转录酶在RNA病毒感染宿主及自身复制中的意义。
4. PCR与细胞内DNA复制的异同点。
(不少于5点)5. 试从肿瘤多基因,多机制说明肿瘤的基因筛选。
医学分子生物学附加题反式作用因子中的DNA结合结构域:a.螺旋-转折-螺旋(helix-turn-helix, HTH):至少有两个α螺旋,中间由短侧链氨基酸残基形成“转折”。
一个α螺旋负责识别DNA的大沟,另一个与DNA主链骨架非特异性结合。
这类HTH蛋白以二聚体形式与DNA结合。
b.锌指(zinc finger)结构一个α螺旋与一个反向平行β片层的基部以锌原子为中心,通过与一对半胱氨酸和一对组氨酸之间形成配位键相连接,锌指环上突出的赖氨酸、精氨酸参与DNA结合。
Cys2/Cys2锌指:Cys-X2-Cys-X13-Cys-X2-Cysc.亮氨酸拉链结构(basic-leucine zipper, bZIP)(图7-20,-21)蛋白质分子的肽链上每隔6个氨基酸就有一个亮氨酸残基,结果就导致这些亮氨酸残基都在α螺旋的同一个方向出现。
两个相同结构的两排亮氨酸残基就能以疏水键结合形成拉链型二聚体。
该二聚体的氨基端的肽段富含碱性氨基酸残基,借其正电荷与DNA双螺旋链上带负电荷的磷酸基团结合。
d.螺旋-环-螺旋结构(basic-helix/loop/helix, bHLH)羧基端100-200aa形成两个α螺旋被非螺旋的环状结构所隔开;氨基端是碱性区。
该类蛋白形成同源或异源二聚体后,通过它们的碱性区与DNA相结合。
e.同源域蛋白(homeo domains):分子中含有约60个氨基酸的保守序列,这些序列参与形成了DNA的结合区。
C 端有螺旋-转角-螺旋(HTH)样结构。
生物技术四大支柱:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程。
原癌基因的激活机理:1. DNA重排:a.插入具有高活性的启动子或增强子(内源性或外源性),使原癌基因持久、过量地表达。
染色体易位是原癌基因DNA重排的典型例子b.负调控区的失活或丢失2. 基因放大:基因扩增,可导致基因过量表达。
原癌基因扩增一般认为与恶性演进有关,未必是恶性早期的改变3. 点突变4. 其它调控的异常:反式(Trans)调控系统、转录后的调控异常病毒基因组特点:1.病毒基因组很小,且大小相差较大。
2.病毒基因组可以由DNA组成,或由RNA组成。
3.多数RNA病毒的基因组是由连续的RNA链组成。
4.基因重叠:即同一段DNA片段能够编码两种甚至三种蛋白质分子5.基因组的大部分可编码蛋白质,只有非常小的一部份不编码蛋白质。
6.形成多顺反子结构(polycistronie)。
7.除了逆转录病毒以外,一切病毒基因组都是单倍体。
8.噬菌体(细菌病毒)的基因是连续的,而真核细胞病毒的基因是不连续的。
HIV感染过程:捆绑――当HIV病毒的gp120蛋白捆绑到T-helper细胞的CD4蛋白时,HIV病毒附着到机体的免疫细胞上。
滤过性病毒核进入到T-helper细胞内部,并且病毒体的隔膜融合进细胞壁。
逆转录――滤过性病毒酶,即逆转录酶,将病毒的RNA转化为DNA;集成――新产生的DNA被病毒整合酶运送到细胞核中,并嵌入到细胞的DNA。
HIV病毒被称之为前病毒;复制――细胞核中的病毒DNA利用细胞自己的酶分裂产生信使RNA(mRNA)。
mRNA含有制造新的病毒蛋白的指令序列;翻译――mRNA由细胞的酶运送出细胞核。
然后病毒就利用自然蛋白生成机制来生成病毒蛋白和酶的长链分子;组装――RNA和病毒酶在细胞边缘聚集。
一种被称之为蛋白酶的酶将多肽切成病毒蛋白。
发育――新的HIV病毒粒子从细胞壁中收缩出来并打破环绕他们的细胞壁。
这就是封装的病毒从细胞中分离出来的过程。
基因组:(genome):泛指一个有生命体、病毒或细胞器的全部遗传物质;在真核生物,基因组是指一套染色体(单倍体)DNA。
携带生物体全部遗传信息的核酸量。
HBV的复制:乳糖操纵子包括:启动子(promotor, P);操纵基因(operator, O);结构基因(Z、Y、A):分别编码β-半乳糖苷酶、β-半乳糖苷透过酶、β-半乳糖苷乙酰基转移酶乳糖操纵子调控模型的主要内容:①Z,Y,A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码;②该mRNA分子的启动子(P)位于阻遏基因(I)与操纵基因(O)之间,不能单独起始半乳糖苷酶和透过酶基因的高效表达;③操纵基因是DNA上的一小段序列(仅为26bp),是阻遏物的结合位点;④当阻遏物与操纵基因相结合时,lac mRNA的转录起始受到抑制;⑤诱导物通过与阻遏物结合,改变它的三维构象,使之不能与操纵基因相结合,从而激发lac mRNA的合成。
细菌染色体基因组结构的特点:1. 形成类核(nucleoid):由一条环状双链 DNA 分子组成细菌的染色体,并相对聚集在一起,形成一个较为致密的区域。
类核无核膜与胞浆分开,类核的中央部分由RNA和支架蛋白组成,外围是双链闭环的DNA超螺旋。
2. 染色体DNA通常与细胞膜相连:连接点的数量随细菌生长状况和不同的生活周期而异。
在 DNA链上,与 DNA 复制、转录有关的信号区域与细胞膜优先结合。
3. 具有操纵子结构:结构基因为多顺反子,若干个功能相关的结构基因串联在一起,受同一个调节区的调节,数个操纵子还可以由一个共同的调节基因( regulatory gene )即调节子(regulon)所调控。
4. 结构基因都是单拷贝,rRNA基因为多拷贝,基因组DNA中不编码的部份所占比例比真核细胞基因组少得多,比病毒基因组多。
5. 不出现基因重叠现象:基因组中,编码顺序一般不会重叠。
6. 具有相同的基因(isogene):编码同功酶(isoenzyme)。
7. DNA分子中具有各种功能的识别区域:这些区域往往具有特殊的顺序,并且含有反向重复顺序。
8. 具有终止子(termintor):基因或操纵子终末的特殊顺序,可使转录终止、RNA聚合酶从DNA链上脱落,终止子有强、弱之分。
强终止子含有反向重复顺序,可形成茎环结构,其后面为 polyT 结构,无需终止蛋白参与即可使转录终止。
弱终止子也有反向重复序列,但无 polyT 结构,需要有终止蛋白(Rho因子)参与才能使转录终止。
9. 结构基因中无内含子:基因序列是连续的,因此在转录时不需要剪接加工,与真核生物不同。
RNA的加工成熟?1 rRNA和tRNA的加工成熟rRNA:分子内切割和化学修饰tRNA:内含子切割和化学修饰2 mRNA的加工成熟5` 端加帽子;3` 端加poly(A);RNA的剪接;核苷酸的甲基化修饰三种转录激活域(1)酸性激活域(2)富含谷氨酰胺的激活域(3)富含脯氨酸的激活域真核生物基因表达调控特点A 真核基因表达调控的环节更多B转录与染色质的结构变化有关1. 间期核染色质:异染色质hetrochromatin高度压缩,不转录;常染色质euchromatin,较松散;其中10%为active chromatin.超螺旋松弛.2.组蛋白能非特异性的阻遏转录.组蛋白为碱性,易与带负电的磷酸基结合,从而遮蔽了DNA分子.3.非组蛋白具细胞组织特异性,能特异的去除组蛋白的阻遏作用,有利转录.4.转录活跃区DNaseⅠ高敏位点的开放,有利于调控蛋白的结合而促进转录5.DNA甲基化能阻碍转录因子与DNA特定位点的结合, 影响转录.C以正性调控为主真核启动子对RNA聚合酶亲和力低,需要多种激活蛋白的协同作用.转录调控蛋白有激活,阻遏或二者兼有,但以激活为主.D适应环境的瞬时调控是可逆的,而发育控制调控是不可逆的,决定细胞生长,分化,发育的全过程重组体的筛选和鉴定将重组质粒或重组噬菌体导入宿主细胞经初步扩增后,常利用遗传标记的表型特征和重组子的结构特征来筛选和鉴定含有目的基因的阳性菌落。