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1、重要实验1、RNA酶保护实验(RNase protection assay):它在许多方面与S1核酸酶分析方法类似。它是用人工合成的具35S或32P标记的反义RNA探针同目的mRNA杂交,所形成的双链体分子用只切割单链的RNaseA和RNaseT1消化,之后将仍保留着的RNA做大小分部分离,于是被保护的RNA探针便给出了在样品中存在的目的mRNA的大小数值。此法同样可鉴定样品中mRNA的数量。2、DNA酶足迹法(DNase footprinting):也叫足迹实验(footprinting assay),是一种用来检测被特定蛋白特异性结合的DNA序列的位置及其核苷酸序列结构特征的实验方法。基本
2、原理:当DNA分子中的某一区段同特异蛋白结合之后,便会得到保护而免受DNase的切割作用,结果不会产生出相应长度的切割分子,于是在凝胶电泳放射自显影图片上便会出现一个空白区,俗称“足迹”。通过与没有蛋白保护的对照DNA序列比较,便可得知相应于足迹部位的核苷酸序列结构。3、S1核酸酶定位法(nuclease S1 mapping):用于揭示mRNA序列结构特征的一种技术。将从一个克隆基因分离的经放射性标记的单链DNA片段同其相应的mRNA退火形成双链分子,然后用S1核酸酶消化此杂合分子上未互补配对的单链序列,再用PAGE及放射自显影方法,检测保留下来的DNA片段的分子大小。此法可测定克隆基因中的
3、内含子数目及大体位置,mRNA分子的5端位置及mRNA5端任何不均一性的程度。4、染色体步移(chromosome walking):借助反向PCR(inverse PCR)通过使部分序列已知的限制片段自身环化连接,然后在已知序列部位设计一对反向引物,经PCR而使未知序列得到扩增。重复进行反向PCR,从染色体已知序列出发,逐步扩增出未知序列,称染色体步移。5、凝胶阻滞实验(gel retardation assay):又叫DNA迁移率变动实验(DNA mobility shift assay),或电泳迁移率实验(electrophoretic mobility shift assay,EMSA
4、),或条带阻滞实验(band retardation assay)。它是根据裸露的DNA与结合有某种蛋白的相同大小的DNA在电泳中具有不同的迁移率(DNA-protein复合物由于具有较高的分子量,因此通过凝胶的速度要比裸露的DNA缓慢)这一原理,在20世纪80年代初期设计出来的用于检测与特定DNA片段相结合的特定蛋白的一种实验技术。目前也可用于RNA结合protein的研究。6、甲基化干扰实验(methylation interference assay):根据DMA能使G残基甲基化,而六氢吡啶又能特异地切割甲基化的G残基这一原理设计的,用于研究protein与DNA相互作用的一种有效的办法
5、。7、Western blotting:即蛋白质印迹(protein blotting),是用来检测在不均一的蛋白质样品中,是否存在目标蛋白质的一种技术。其操作程序与Southern blotting十分类似。先将蛋白质作变性SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,然后转移到诸如硝酸纤维素滤膜一类的固体支持物上,通过专一性抗体探测目标蛋白质。随后再用一种标记的第二抗体(如125I标记的或生物素化的羊抗兔的IgG)检测在印记中存在的免疫复合物(即第一抗体与抗原复合物)。由于本法是在变性和还原条件下进行凝胶电泳,因此目标蛋白质的分子大小是可被检测出的。名词解释一1、小分子G蛋白:单体蛋白,分子量20-30k
6、D,与一般G蛋白亚基有高度同源性并具有相似性,同时与Ras蛋白具有较高同源性,又称为Ras超家族,分为Ras、Rho、Arf、Sar、Ran、Rab六个亚家族,参与多种信号传递途径。其中Ras蛋白是细胞增殖与分化的关键调节因子,其基因的突变与许多人类肿瘤有关。2、大分子G蛋白(鸟苷酸结合蛋白(guanine nucleotide binding protein,简称G蛋白):G蛋白是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜胞浆面的外周蛋白,由三个亚基组成。他们是亚基(45KD)、亚基(35KD)和亚基(7KD)。G蛋白有两种构象,一种以三聚体存在并与GDP结合,为非活化型;另一种构象是亚基与GT
7、P结合并导致二聚体的脱落,此型为活化型。功能:1、调节腺苷酸环化酶活性;2、调节视网膜cGMP磷酸二酯酶活性。3、调节磷脂酶C活性,促进IP3与DG的生成;4、调节离子通道。3、第二信使(secondary messenger):在细胞内传递细胞调控信号的化学物质称为细胞内信息物质。通常将cAMP、cGMP、IP3、DG、Ca2+等这类在细胞内传递信息的小分子化合物称为第二信使。第二信使在传递信号时绝大部分通过酶促级联反应方式进行。它们最终通过改变细胞内有关酶的活性、开启或关闭细胞膜离子通道及细胞核内基因的转录,达到调节细胞代谢和控制细胞生长、繁殖和分化的作用。4、基因剔除实验(gene kn
8、ockout experiment):建立在同源重组技术的基础上,专门用来定点打断或纠正哺乳动物基因组中的特定基因的实验操作,称基因剔除实验。它要求在体外构建一种具有失活基因或纠正基因的DNA片段,由于其两端存在着适当的侧翼序列因而能够点射到我们期望研究的遗传座位上,于是这个内源基因便可被取代或纠正。这种实验方法包括:把外源基因(失活基因或纠正基因)引入胚胎干细胞;选择已成功地发生了同源重组事件的ES细胞亚克隆;把这ES亚克隆导入发育胚胎的胚泡中,由此所诞生的嵌合体动物中,新导入的外源基因成为该种系的一部分,它能够生育出纯合状态的子代动物。应用此技术,研究工作者便能检测出与某一特定遗传疾病相关
9、的遗传座位,断定特定细胞因子或生长因子的重要性,构建用于研究人类疾病的模式体系。5、基础转录装置(basical transcriptional apparatus):在TFAF等参与下,RNA聚合酶与TFD、TFB等聚合,形成一个功能性的前起始复合物PIC,可以开始转录但其速率低,因此称为基础转录装置。6、重叠基因(overlapping gene):是一种转录单位,一个基因可决定多种mRNA和蛋白质,又叫嵌套基因(nested gene)。它们可以有2个启动子,2个终止子,几个外显子。转录时,可能使用2个启动子中的1个或2个,也可能使用2个终止子中的1个或2个,或用不同的剪切方式对转录的初
10、级产物进行加工,产生多种mRNA中的一种。如Bcl-X基因。7、假基因(pseudogene):在多基因家族中,不产生有功能基因产物的基因。即序列与有功能的基因相似,但或者不能转录,或者转录后生成无功能的基因产物。用表示。造成原因是基因在进化过程中,发生突变所致(如缺失、倒位、点突变等)。假基因往往缺少正常基因的内含子,两侧有顺向重复序列。8、RNA干扰:siRNA是一类长2125个核苷酸的双链RNA,产生于病毒感染或其他双链RNA诱导以后,其功能是引起特异的靶mRNA降解,以维持基因组稳定,保护基因组免受外源核酸入侵和调控基因表达等,这一细胞反应过程叫做RNA干扰(RNAi)。9、酵母双杂交
11、:酵母双杂交是一种新的遗传体系,它是以酵母菌的基因分析为基础,用它在体内研究蛋白质与蛋白质相互作用的实验方法。双杂交系统是在酵母菌体内用于研究蛋白质相互作用的实验方法,能用于鉴定已知蛋白质之间的相互作用,可对蛋白质的作用部位及关键片段做准确定位,可以从cDNA文库中筛选出与所研究蛋白质相互作用的蛋白质及其编码基因。并逐渐推广应用到其他一些研究领域如:细胞周期调控,转录调节和信号传导等。10、转录因子(transcription factor):转录调节因子由某一基因表达后,通过与特异的顺式作用元件相互作用(DNA-蛋白质相互作用)反式激活另一基因的转录,故称反式作用因子(trans-actin
12、g factor)。11、转录因子(transcription factors,TF)的结构:DNA结合域(DNA binding domain)、转录激活域(activation domain)、蛋白质蛋白质相互作用结构域(如二聚化结构域)。(1)DNA结构域:通常由60100个氨基酸残基组成。A、锌指(zinc finger)结构。B、碱性螺旋环螺旋(basic helix-loop-hlix,bHLH)。C、碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper,bZIP)。(2)转录激活域:由30100个氨基酸残基组成。转录激活域又有酸性激活域(acidic activation d
13、omain)、谷氨酰胺富含域(glutamine-rich domain)及脯氨酸富含域(proline-rich domain)。(3)二聚化结构域:二聚化作用与bZIP的亮氨酸拉链、bHLH的螺旋环螺旋结构有关。12、衰减子(attenuator):位于mRNA分子前导序列中的一段控制蛋白质合成速率的调节区,亦即发生弱化作用的转录终止信号序列。例如细菌E.coli的trp操纵子中第一个结构基因与启动序列P之间有一衰减子区域。Trp操纵子的序列1中有两个色氨酸密码子,当色氨酸浓度很高时,核蛋白体(核糖体)很快通过编码序列1,并封闭序列2,这种与转录偶联进行的翻译过程导致序列3、4形成一个不依
14、赖(rho)因子的终止结构衰减子。(转录衰减是原核生物特有的调控机制)。衰减作用(attenuation):以上机制确保衰减作用在Trp大量存在时增加到最大,一旦Trp缺乏就减到最小。类似机制至少出现在六个E. coli操纵子中,它们编码的酶均参与Aa的合成。13、DNA的体外重组:DNA的体外重组是指含有特异目的基因的DNA片段与载体DNA在试管内连接的过程。常用的方法:1、粘性末端连接法;2、平末端连接法;3、结尾法;4、人工接头法(linker)。14、“自杀基因”的基因治疗:也称活化前体药物性基因治疗。某些病毒或细菌产生的酶能将对人体无毒或低毒的药物前体,在人体细胞内一系列酶的催化下转
15、变为细胞毒性物质,从而导致细胞死亡。15、限制性核酸内切酶(restriction endonuclease):是一类特异性地水解双链(ds)的DNA的磷酸二酯酶。分、型。内切酶的用途:1、制作DNA物理图谱;2、DNA限制性片段长度多态性分析(RFLPS)。3、基因克隆及亚克隆;4、DNA杂交与序列分析;5、基因组同源性研究;6、基因突变和化学修饰的研究。16、感受态细胞(copetent cell):理化方法诱导细胞,使其处于最适摄取和容纳外来DNA的生理状态。17、单顺反子(monocistron):真核基因转录产物为单顺反子,即一个基因编码一条多肽链或RNA链,每个基因转录有各自的调节
16、元件。18、包装细胞(pakaging cell):包装细胞是通过基因工程技术对细胞进行修饰,使其产生病毒结构基因gag、pol、env所编码的蛋白,为逆转录病毒载体包装成为重组病毒提供全面的病毒蛋白,同时,该包装细胞并不能转录产生编码完整病毒的基因组RNA,一句话,包装细胞本身不能产生任何形式的病毒颗粒。19、基因敲除(gene knockout):将细胞基因组的某一序列克隆并加以改造后重新导入细胞中,这一序列就可以与基因组内的同源序列发生重组,从而将改造后的基因置换到基因组内,实现基因的定位突变。可以用正常基因敲除突变的基因,以进行性状的改良和遗传病的治疗,又可以用突变的基因敲除正常的基因
17、,以研究此基因在发育和调控方面的作用。Gene knockout,基因敲除,定向敲除,基因敲除小鼠。Gene knockin,基因敲入,定向替代,插入到无关基因的地方,基因整合,基因重组小鼠。20、基因打靶(gene targeting):有些生物,例如酿酒酵母,通过转化后细胞中发生的外源DNA与核基因组DNA之间的同源重组,可使外源基因插入到特定的染色体位置,此过程叫基因打靶,有时也叫基因置换(transplacement)。应用此技术,我们能够将体外修饰改造的突变基因或是某种新的基因,取代特定的染色体基因,从而在生物活体内研究此基因的功能。21、RFLP(Restriction Fragm
18、ent Length Polymorphism, RFLP)限制性片段长度多态性,人类第一代遗传标记。当用限制性内切酶切割不同品种或个体的基因组DNA时,如果限制性内切酶的酶切位点的碱基发生突变,或者酶切位点之间DNA片段发生碱基的插入或缺失,导致酶切片断的大小、数量发生了变化,产生相当多的数目和大小不等的DNA片段。这种变化可以通过特定的探针杂交进行检测,从而可以比较不同品种或个体之间的DNA水平的差异(或多态性)。广泛用于基因组遗传图谱构建、基因定位以及生物的进化和分类关系研究。22、RAPD(Random Amplified Polymorphism DNA, RAPD)随机扩增多态性D
19、NA,利用随即引物扩增寻找多态性DNA片段的分子标记方法。是建立在PCR技术基础上,利用一系列(通常数百)不同的随机排列碱基顺序的寡聚核苷酸单链(一般为10bp)为引物,对所研究的基因组DNA进行PCR扩增,然后用凝胶电泳分开扩增片段,EB等染色剂染色后检测扩增产物DNA片段的多态性。与RAPD技术相类似的还有AP-PCR(Arbitrary Primed PCR,任意引物PCR)和DAF(DNA Amplified Fingerprints)2种标记技术。在AP-PCR分析中,引物长度与常规PCR相当,但退火温度较低,允许大量错配,引发具有随机性质的扩增。所使用的引物较长(通常1050bp)
20、,扩增分为3个部分,每个部分要求的条件和组分的浓度存在差异。DAF是一种改进的RAPD分析技术,与RAPD技术不同的是它使用引物浓度更高,长度更短(一般58bp),只有2个温度循环,并常用聚丙烯酰胺凝胶电泳,所提供谱带信息比RAPD大得多。三者合称任意扩增多带谱。23、AFLP(Amplified fragment length polymorphism,AFLP)扩增片段长度多态性,AFLP是RFLP和PCR结合的产物,其基本原理是:将基因组DNA进行限制性内切酶酶切,然后选择特定的片段进行PCR扩增,使用双链人工“接头”与基因组DNA的酶切片段相连接作为扩增反应模板,“接头”与“接头”相邻
21、的酶切片段的几个碱基序列作为引物的结合位点。这样就只有那些两端序列能与选择碱基配对的限制性片段被扩增,再在高分辨力的测序胶上分开这些扩增产物。该技术的独特之处在于所用的专用引物可在不知道DNA信息的前提下就可对酶切片段进行PCR扩增。是目前一种十分理想有效的分子标记。24、STS(Sequence-Tagged Site,STS)序列标签位点是基因组上定位明确、作为界标并能通过PCR扩增被唯一操作的短的、单拷贝DNA序列,用于产生作图位点,即测定一系列STS的次序即可作出基因组区域的图谱。STS主要包括简单重复序列(Simple Sequence Repeat Polymorphisms,简称
22、SSR或SSRP)、锚定简单重复序列(Anchored Simple Sequence Repeats,ASSR)、序列特异扩增区域(Sequence-characterized amplified regions)、酶切扩增多态性序列(Cleaved Amplified Polymorphism Sequences,CAPS)、单引物扩增反应(Single Primer Amplification Reaction,SPAR)等标记技术。25、SSR(Simple Sequence Repeats,SSR)简单重复序列:人类第二代遗传标记。真核生物的基因组中散布大量的串联重复序列,其中24个
23、bp的微卫星序列具有高度多态性,微卫星在结构上的最大特点是两端序列较保守,因此可设计与两端保守序列互补的引物进行PCR扩增,来揭示微卫星的多态性。SSR是检测多态性的一种有效方法。STR(short tandem repeat)短串联重复:又称STRP多态性,SSLP简单序列长度多态性。26、SSCP(Single Strand Conformation Polymorphism,SSCP)单链构像多态性是指相同长度的单链DNA因核苷酸序列的差异,甚至单个碱基不同,而产生的构像变异,在非变性聚丙烯酰胺中表现为电泳迁移率的差别。PCR产物变性处理,双链DNA分开成单链,再用非变性聚丙烯酰胺凝胶电
24、泳分离,根据条带位置变化来判断目的片段中是否存在突变。SSCP分析对DNA序列的改变非常敏感,常常一个碱基差别都能显示出来。SSCP结果判定是通过多个样品之间对比,观察条带之间位置改变,从而显示出不同生物个体的DNA特异性,达到指纹分析的目的。该技术已被广泛用于癌基因和抗癌基因变异的检测、遗传病的致病基因分析以及基因诊断、基因制图等领域。27、SNP(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)单核苷酸多态性是指DNA序列上单个核苷酸的差异,是单个核苷酸置换产生的遗传标记。根据从STS中确定SNP位点的经验,每千个核苷酸会出现一个标记位点,因此SNP的分布密集。检测S
25、NP的最佳方法是DNA芯片技术,如果能将所有SNP全部信息载入DNA芯片,就可制造基因组扫描仪,用来扫描各个个体并分析它们在基因组成上的差异。第三代个体之间基因组的差别:拷贝数目的多少,缺失,易位,突变。28、SCAR(Sequence-characterized amplified regions)标记是在RAPD技术的基础上发展起来的。目标RAPD片段克隆和测序,根据原RAPD片段两末端的序列设计特定引物进行PCR特异扩增。29、EST(expressed sequence tag,EST)表达序列标签:短的、单次(测序)阅读的cDNA5或3端序列。也包括来自于差异显示和RACE实验的cD
26、NA序列。一般是来自不同组织来源的cDNA序列,长度在300-500bp左右。30、Contig重叠群或邻接片段:基因组测序中将许多序列片段经过比对找到重叠区,从而连接成长片段,这些片断称重叠连续群,简称重叠群。31、SAGE(serial analysis of gene expression,基因表达系列分析)是近几年来发展起来的一种快速分析基因表达水平信息的技术。它通过快速和详细分析成千上万个EST来寻找出表达丰度不同的SAGE标签序列,从而接近完整地获得基因组的表达信息。32、基因组学(Genomics),指对所有基因进行基因组作图(包括遗传图谱、物理图谱、转录本图谱),核苷酸序列分析
27、,基因定位和基因功能分析的一门科学。基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学,又被称为后基因组(postgenome)研究。33、蛋白质组(proteome)指全部基因表达的全部蛋白质及其存在方式,是一个细胞或组织所表达的全部蛋白质成分。34、蛋白质组学(proteomics)是对不同时间和空间发挥功能的特定蛋白质群体的研究。它从蛋白质水平上探索蛋白质的作用模式,为功能机理、调节控制、药物开发、新陈代谢途径等提供理论依据和基础。35、功能基因组学(Functuional genomics)又称为后基因组学(Postgenomics)
28、,它利用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能,使得生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。36、YAC(yeast artificial chromosome,YAC)是一种能够克隆长达400Kb的DNA片段的载体,含有酵母细胞中必需的端粒、着丝点和复制起始序列。37、BAC(Bacterial Artifical Chromosome,BAC)系统是基于大肠杆菌中可大容量容纳基因且稳定性良好的F因子衍生而来的载体系统,可容纳超过100kb的插入片段,BAC克隆的插入片段的平均长度为120kb,最大
29、可达到240kb左右。良好的稳定性和操作的简便性是BAC系统的主要优点。38、PAC(P1 bacteriophage artificial cromosome,PAC)系统是以噬菌体P1为基础的克隆系统,它可容纳70100kb的插入片段,并可选择性地区分重组子和非重组子,且同时有两套复制机制。单拷贝复制子可用于稳定克隆增殖,而多拷贝复制子则可在Lac操纵子的控制下用于DNA的制备。39、正调节(positive regulation):只有当细胞中存在的调节蛋白处于激活状态时,才能激活目的基因进行表达,我们称这种基因表达调节类型为正调节,而这种为基因转录激活所必需的调节蛋白质称为正调节蛋白质
30、。40、负调节(negative regulation):当细胞中存在的调节蛋白处于激活状态时,会使目的基因的表达活性受到抑制,我们称这种抑制基因表达活性的调节类型为负调节。而此种能够关闭基因表达的调节蛋白质称为负调节蛋白质。 41、物理图谱是DNA片段上限制性内切酶酶切位点的图谱,表示各种限制性内切酶识别位点在DNA序列上的线性排列。DNA一级结构的差异往往反映出物理图谱的不同。因此物理图谱是分子结构特征的反映,也是研究分子克隆不可缺少的条件。42、遗传图谱(genetic map or linkage map连锁图谱或分子标记连锁图):通过遗传重组所得到的基因线性排列图称为遗传连锁图。它是
31、通过计算连锁的遗传标志之间的重组频率,确定他们的相对距离,一般用厘摩(cM,即每次减数分裂的重组频率为1%)来表示。绘制遗传连锁图的方法有很多,早期RFLP、RAPD、AFLP,80年代后出现的有STR和90年代出现的SNP。43、转录图谱利用EST作为标记所构建的分子遗传图谱被称为转录图谱。44、复制体(replisome):一种多蛋白复合体,包含DNA聚合酶、引发酶、解旋酶、单链结合蛋白和其它辅助因子。复制体位于每个复制叉处执行着细菌染色体DNA复制的聚合反应。45、肽核酸(PNA)也称为PNA(Peptide Nucleic Acid),是具有类多肽骨架的DNA类似物,PNA的主链骨架是
32、由N(2-氨基乙基)-甘氨酸与核酸碱基通过亚甲基羰基连接而成的。其特点是:1、与核酸的杂交能力强于核酸间的杂交能力;2、热稳定性高于核酸间的杂交体;3、抗酶解能了极强,由于其非肽和非核酸的结构特点,蛋白酶和核酸酶均不能降解PNA。PNA可以特异性地与DNA或RNA杂交,形成稳定的复合体。PNA由于其自身的特点可以对DNA复制、基因转录、翻译等进行有针对的调控,同时作为杂交探针大大提高了遗传学检测和医疗诊断的效率和灵敏度。肽核酸(PNA)特异性地识别和结合互补核酸序列被引进用于医学和生物学的研究,展示了其独特的生化属性,成为了基因奥秘的探索者。目前,PNA被广泛用于化学、生物学、反义药物、分子识
33、别、遗传诊断等领域。46、基因沉默:转基因动植物中往往会遇到这样的情况,外源基因存在于生物体内,并未丢失或损伤,但该基因不表达或表达量极低,这种现象称为基因沉默(gene silence)。一般认为基因沉默有三种情况:位置效应的基因沉默、转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默。开始科学家一直在努力解决如何避免基因沉默的问题。目前主要的对策是在构建表达载体时,尽可能避免外源基因与内源序列同源性过高,或者选择甲基化酶活性低的受体细胞,或选择外源基因在生物体内为单拷贝的转基因生物。近来发现基因沉默可用于治疗疾病。现在研究人员能够使用各种不同的技术将双链小型干扰RNA(siRNA)分子(一般长度为2
34、050个核苷酸)引入到哺乳动物细胞中。一旦进入细胞,这些分子就会与互补的目标mRNA和特定的蛋白相互作用并形成一个RNA诱导沉默复合物(RNA-induced silencing complex,RISC),这种复合物可降低甚至彻底关闭目标基因的表示水平。47、Chi sequemce (Chi序列):大肠杆菌RecBC酶的另一重要性质是它最喜欢在含有称为Chi位点的DNA分子上促进重组作用。Chi的核苷酸顺序是5GCTGGTGG3。这些部位是重组频率较高的部位。当解旋的DNA链上有Chi位点时,RecBC酶就是出现特异的核酸酶活性,能将靠近Chi处(约离Chi4-6碱基处)的单链切断。这样,
35、当RecBC酶再向前进时,就不会再行复旋。这个后果就是留下了一个游离单链端和一段“空隙”。RecA蛋白就结合在此二者上,并能开始与同源序列进行DNA链交换。RecA蛋白需要的单链DNA至少长约50核苷酸。48、体外转录:Pelham和Jackson于1976年创立了基因的体外转录体系,其基本的工作原理是以DNA为模板,在转录体系中的一系列转录因子的作用下,经RNA聚合酶合成RNA。后来经过很多实验室的不断修订和改进,现已成为一项成熟的分子生物学和细胞生物学技术,已被开发成为试剂盒并提供标准的试验程序。应用体外转录体系可以快速检测目的基因的转录情况;分析转录因子调节基因转录的过程;分析启动子序列
36、的活性;分析转录因子、DNA结合蛋白和RNA剪切因子的组成和作用;确定DNA的转录起始位点;探讨染色质结构调整与基因转录的关系;制备RNA探针等。49、随机引物标记法(random primer labeling):随机引物是含有各种排列序列的寡核苷酸片段的混合物,因此它可与任意核酸序列杂交,起到聚合酶引物的作用。随机引物通常是人工合成的六个脱氧核苷酸序列,其序列是根据基因组DNA六核苷酸排列的多种可能性设计的。待标记的DNA探针变性后与随机引物杂交,在大肠杆菌DNA聚合酶I大片段(Klenow fragment)作用下,以寡核苷酸为引物,合成与探针互补的DNA链,反应液中含有32P标记的核苷
37、酸,即形成放射性同位素标记的DNA探针。50、切口平移法(nick translation):切口平移包括DNase I和E.coli polI全酶(Korberg 酶)对双链DNA的同时作用。低浓度的DNaseI被用在每条DNA链中产生少量“切口”(nick),再用大肠杆菌DNA聚合酶I的53外切酶活力在切口处将旧链从5端逐步切除,然后又在此酶53聚合酶活性催化下,以互补的DNA单链为模板同步地加新的dNTP到每个切口的相对游离的羟基末端。若在反应液中加有一种或多种同位素标记的核苷酸,则标记的核苷酸掺入到新合成的链中。51、表观遗传变异(Epigenetic variation or epi
38、genetic change后基因改变)是指不涉及基因序列改变的可遗传的基因表达的变化,包括DNA甲基化和染色质的结构的变化,可导致如基因沉默(Gene silencing),基因组印记(Imprinting),副突变(Para-mutation),RNA干涉(RNA interference)等现象。这些机制对机体遗传、发育、进化和肿瘤的发生等领域的研究有着重要的影响,是当今生命科学研究的前沿领域之一。52、脉冲电场凝胶电泳(pulse field gel electrophoresis,PFGE)是用于分离大分子量线状DNA分子的一种电泳方法其分析原理为根据不同大小的DNA片段在一定大小孔
39、径的琼脂糖凝胶中。由于电场的不断变化而改变其泳动方向的时间不同而将其分离。PFGE现主要应用于染色体DNA的分析,如从环状DNA中分离线状DNA、分离EB病毒基因组、研究细胞凋亡及电泳核型分析等,尤其是细胞凋亡的研究,将为阐明肿瘤的机理及治疗提供崭新的途径。53、体外翻译系统又称无细胞蛋白质合成系统,是一种相对胞内表达系统而言的开放表达体系。该系统可用于蛋白质快速分析鉴定,基因转录和翻译的调控机理的研究以及分子间的相互作用的研究,如蛋白质和蛋白质的相互作用,蛋白质与DNA的相互作用,蛋白质与RNA的相互作用等。翻译系统内的组分和翻译条件可以根据需要进行适当的改变,因而体外翻译系统中翻译特定的基
40、因较胞内表达系统具有许多优点如内源性mRNA干扰很小;可以同时加入多种基因模板研究多种蛋白质的相互作用;体外翻译系统可以对基因产物进行特异性标记,便于在反应混台物中检测。54、染色体描绘技术(Chromosome Painting):是在分子原位杂交基础上发展起来的一种荧光显示技术,一个物种的每条染色体DNA通过流式细胞分离仪或其它方法进行分离,作为探针与另一物种的染色体进行原位抑制杂交,并通过荧光来检测每条染色体DNA在另一物种染色体组中的同源片段,每个同源片段都被称为一个保守同线群或同祖染色体。染色体描绘技术能鲜明直观地反映染色体片段的位置演变,由其获得的结果能比以往其它研究手段更全面更深
41、刻地阐明物种间基因组进化的特征和规律。55、成纤维细胞(fibroblast)是疏松结缔组织的主要细胞成分,细胞呈梭形或扁的星状,具有突起。根据不同的功能活动状态,将细胞分为成纤维细胞和纤维细胞两型:前者乃是功能活动旺盛的细胞,细胞和细胞核较大,轮廓清楚,核仁大而明显,具明显的蛋白质合成和分泌活动;纤维细胞(fibrocyte)功能活动不活跃,细胞轮廓不明显,核小着色深。此二型细胞可互相转化。成纤维细胞摄取所需的氨基酸,如脯氨酸和赖氨酸等,合成前胶原分子。前胶原分子通过胞吐作用释放到细胞外。在前胶原肽酶催化下,成为原胶原分子,成行平行排列,结合成具有周期性横纹的胶原原纤维,由胶原原纤维互相结合
42、形成胶原纤维。56、PFU(plaque formation unit,空斑形成单位):是有感染性的活病毒的总量,即其活性单位。测定方法是将某病毒样品经一系列梯度稀释后,感染细胞并培养,通过计算细胞病变空斑数得到病毒样品中的pfu/ml值。57、Cfu(colony formation unit,菌落形成单位):在活菌培养计数时,由单个菌体或聚集成团的多个菌体在固体培养基上生长繁殖所形成的集落称cfu,以其表达活菌的数量。58、同源重组(homologous recombination,HR):指两组同源DNA序列之间发生的遗传信息的重组或交换的过程。59、中心法则(central dogma
43、):F. crick于1985年提出的描述DNA、RNA和蛋白质三者关系的一种遗传信息传递的一般路线。遗传信息由DNA流向RNA,再由RNA流向蛋白质。1970年Temin和Baltimore发现在特定情况下,遗传信息可从RNA反向传递到DNA,这是对中心法则的一种重要补充。60、Kozak序列(kozak sequence):位于起始密码子上游并与之紧邻的由5个核苷酸组成的特定序列,其中与ATG相连的头3个最为保守,几乎都是腺嘌呤核苷酸。当在一种开放读码结构中存在着数个可能的起始密码子的情况下,其中只有具强保守的Kozak序列才是真正的起始密码子。61、转座因子(transposable e
44、lement,可移动元件):是一种可以由染色体的一个位置转移到另外位置的遗传因子,也就是一段可以发生转座(transposition)的DNA,又称为转座子(transposon)。转座的位置通常或多或少是随机的。当转座子插入一个基因内时,该基因即失活,如果是重要的基因就可能导致细胞死亡,因此转座受到控制,且频率都很低。它的存在往往会引起宿主染色体的DNA重组,造成染色体断裂、重复、缺失、倒位及易位等,是基因突变和重排的重要原因。转座因子也可通过干扰宿主基因与基因调控元件之间的关系或转座因子本身的作用而影响邻近基因的表达,丛而改变宿主的表型。细菌的转座因子有两类:一类是插入序列(inserti
45、on sequences,IS),另一类是复合转座子(composite transposons,Tn),真核生物的转座因子如玉米的Ac-Ds系统(activator-dissociation system,激活因子-解离系统),果蝇的P因子(P elements)等。62、转座子一般分为两大类:第一种转座子其转座过程仅仅以DNA形式介导,这种转座子广泛存在于原核与真核细胞。第二种是和逆转录病毒有关的逆转座子(retroposons or retrotransposons,是真核生物转座子的重要类型)。它们在转座过程中出现RNA形式,必须经过逆转录才能将其DNA元件插入真核基因组中的新位点。逆
46、转座子分为病毒超家族(viral superfamily)和非病毒超家族(nonviral superfamily)。63、一般转座子的概念包含细菌的复合转座子和真核的转座因子如玉米的调控元件和果蝇的P元件,与逆转座子的概念相对。复合转座子、插入序列医分637,逆转座子医分662。64、整合(integration):是一种DNA的重组方式,系指小分子量的DNA分子(如噬菌体DNA)组入到大分子量的DNA分子(如大肠杆菌染色体DNA)的过程。DNA整合也叫DNA插入(insertion)。65、回文结构(palindrome)或回文序列(polindromatic sequence):一段自我
47、互补的核苷酸序列,亦即同其互补链一样的序列(两者的阅读同样是53)。完全的回文结构(如GAATTC)通常是限制性内切酶的识别位点,较不完全的回文结构(如TACCTCTGGCGTGATA)经常出现在其它蛋白质(如阻遏蛋白)的结合位点,间断的回文结构(如一段颠倒的重复,诸如GGTTXXXAACC),它使单链的核苷酸有可能形成柄环(发卡式的)结构。66、CpG岛:基因组DNA中大部分CG二核苷酸对是高度甲基化的,但在在某些区域,CG序列的存在比平均密度高1020倍,这些区域称为CpG岛,通常长度越12kbp,平均相距100kbp。特点是GC含量高,大多数CpG岛缺乏甲基化。CpG岛通常出现于管家基因
48、和很多组织特异基因的启动子附近。CpG岛的这种分布特征可能和基因的转录调节有关。 67、杆状病毒(baculovirus):感染昆虫细胞的一类特殊类型的病毒,可在感染的昆虫细胞中产生大量的包涵体。此类病毒已被用作在昆虫细胞中表达重组蛋白的克隆载体。68、染色质重塑(chromatin remodeling):由ATP依赖的染色质重塑复合物(含有ATPase亚单位)通过与序列特异的转录因子等相互作用靶向作用于特定DNA序列,利用水解ATP产生能量用于复合物与DNA相互作用,使紧密的DNA构型变为开放的形式,从而允许转录因子或复制因子等结合到DNA特定序列上,启始转录或复制等过程。69、组蛋白密码
49、:每个组蛋白都有进化上保守的N端拖尾伸出核小体外,这些拖尾是许多信号传导通路的靶位点,从而导致转录后修饰,包括组蛋白磷酸化、乙酰化、甲基化、ADP-核糖基化等,尤其是乙酰化和甲基化修饰能为相关调控蛋白提供其在组蛋白上的附着位点,改变染色质结构和活性,我们把这种组蛋白的特异修饰称为组蛋白密码。总体来说,组蛋白乙酰化水平增加与转录活性增强有关,而组蛋白甲基化修饰的结果相对复杂,可以是转录增强或转录抑制。细胞对外在刺激作出的每一个反应几乎都会涉及到染色质活性的改变,这一改变就是通过修饰组蛋白,变换组蛋白密码实现的。有丝分裂过程与特异性组蛋白修饰有显著地相关性,组蛋白修饰还参与DNA损伤和凋亡。名词解释二1、生物信息学(bioinformatics):使用计算机和统计方法作为工具,管理从试验中得到的大量信息。生物信息学包括数据库搜索的快速算法,对DNA的分析方法,从DNA序列来预测蛋