核基质结合区(MARs)与植物转基因的表达
农业生物实用技术试题(参考答案)
农业生物实用技术试题1.请阐述细胞全能性与植物组织培养的关系。
(10分)答:植物细胞全能性(totipotency):指植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息,从而具备发育成完整植株的遗传能力。
在适宜条件下,任何一个细胞都可以发育成一个新个体。
植物细胞全能性是植物组织培养的理论基础植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论,近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。
植物的组织培养广义又叫离体培养,指从植物体分离出符合需要的组织。
器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作,在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。
2.原生质体杂种细胞的筛选方法。
(10分)答:杂种细胞的筛选方法有:①细胞系互补的选择方法,包括叶绿素缺失互补、营养缺陷互补和抗性互补等;②利用物理特异性差异的选择方法:这是利用两个原生质体物理特异性差异的一种选择,包括原生质体的大小、颜色、浮密度等的不同来选择;③利用生长特异性差异的选择方法。
3. 简单说明DNA重组技术中的蓝白斑筛选原理。
(10分)答:蓝白斑筛选是重组子筛选的一种方法:是根据载体的遗传特征筛选重组子,如α-互补、抗生素基因等。
现在使用的许多载体都带有一个大肠杆菌的DNA 的短区段,其中有β-半乳糖苷酶基因(lacZ)的调控序列和前146个氨基酸的编码信息。
在这个编码区中插入了一个多克隆位点(MCS),它并不破坏读框,但可使少数几个氨基酸插入到β-半乳糖苷酶的氨基端而不影响功能,这种载体适用于可编码β-半乳糖苷酶C端部分序列的宿主细胞。
因此,宿主和质粒编码的片段虽都没有酶活性,但它们同时存在时,可形成具有酶学活性的蛋白质。
这样,lacZ基因在缺少近操纵基因区段的宿主细胞与带有完整近操纵基因区段的质粒之间实现了互补,称为α-互补。
由α-互补而产生的LacZ+细菌在诱导剂IPTG的作用下,在生色底物X-Gal存在时产生蓝色菌落,因而易于识别。
分子生物学考试复习题
1、名词解释基因:基因是含有特定遗传信息的一段核苷酸序列,包含产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。
基因组:指生物体或细胞一套完整单倍体的遗传物质总和。
C值:指生物单倍体基因组的全部DNA的含量,单位以pg(10-12克) 或Mb表示。
C值矛盾:C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象。
主要表现为:☆ C值不随生物的进化程度和复杂性而增加☆亲缘关系密切的生物C值相差很大☆高等真核生物具有比用于遗传高得多的C值。
基因家族:真核生物基因组中来源相同、结构相似、功能相关的一组基因,可能由某一共同祖先基因经重复和突变产生。
基因簇:基因家族的各成员紧密成簇排列成大段的串联重复单位,定位于染色体的特殊区域。
超基因家族:由基因家族和单基因组成的大基因家族,各成员序列同源性低,但编码的产物功能相似。
如免疫球蛋白家族。
半保留复制:DNA复制过程中,新合成的子代DNA分子中,一条链是新合成的,另外一条链来自亲代,这种复制方式称为半保留复制。
回环模型:DNA polII以异二聚体形式催化DNA双螺旋两条链同时进行复制,在复制叉处滞后链模板以一个催化中心形成一个环,使滞后链方向颠倒,但催化方向不变,以适应双链同步进行复制。
SOS反应:许多能造成DNA损伤或抑制DNA复制的过程能引起一系列复杂的诱导效应,这种效应称为应急反应。
同义突变(synonymous mutation ):指突变改变了密码子的组成,但由于密码子的简并性没有改变所编码的氨基酸序列的突变。
错义突变( missense mutation ):指基因突变改变了所编码氨基酸的序列,不同程度地影响蛋白质和酶的活性。
无义突变( nonsense mutation ):指基因改变使代表某种氨基酸的密码子变为终止密码子,导致肽链合成过早终止。
同源重组(homologous recombination):又称一般性重组,指发生在两条同源DNA分子之间,通过配对、链断裂和再连接,而产生片段交换过程。
MAR及其在转基因植物中的研究与应用
A S以及与果蝇拓扑异构酶 Ⅱ R 位点相近的 D A同 N
收稿 日期 :20 ~ 4 2 050— 9
基金项 目:黑龙江省教育厅重大攻关项 目( 0 3 0 2 15 1 1 ) 作者简介:关英芝(9 9 ) 17 一 ,女 ,黑龙江人 , 硕士研究生 ,研究 方向为植物分子生物学与基因工程。
维普资讯
第3卷第2 8 期
20 0 7年 4月 文章编号 10 — 3 9(0 7 0 — 2 1 0 0596 20)206— 4
东
北
农
业
大
学
学
报
3 ()2 1 2 4 82: 6 - 6
Ap i 2 0 rl 0 7
J u a f rh atA c lua iest o r lo te s n No ut rlUnv ri y
样 ,是在进化上较为保守的一类 D A序列 ,其在 N
染色体上的分布间隔为 52 0 b - 0 ,长度从 1 到数 k 0b 0p 千 h 不等 ,一般为 3 0 l 0 b , p 0 一 0 p 碱基组成上富含 0
AT + ,可达 7%左右 。常 含有一 些特征 性序 列元 件 , 0
M R通过将染色质锚定在核基质 上而使染色质被 A
界 定成 不 同的染 色质 环 ,每个 染 色质环 即是一个 独 立 的基 因表达 调 控 单位 。近 年 来 的研 究 结 果表 明 ,
M R可减少外 源基 因在转基因个 体之间的表达差 A
异 ,并 能提 高外 源基 因的表达 水平 ,因此 ,越来 越
玉米圈 、水稻问 、高粱问 、拟南芥圈 豌豆同 ) 、 等 中分离
出了 MA s R ,经 研究发 现植物 中的 MA R与动物 中的
引起基因沉默的原因
引起基因沉默的原因研究表明,引起基因沉默的原因很多,转基因的拷贝数和构型、在植物上的整合位点、转基因的转录水平等都与沉默有关,外界环境如过高的温度、过强的光照也会增加基因沉默发生的几率和产生时间,此外,外源基因的表达还受植物发育因子(如亲本年龄)的影响。
因此,植物转基因沉默的作用机制可能不是单一的,而是各种机制共同作用的结果,是植物本身的防御系统和外界环境因素协同作用的产物。
转基因沉默可以发生在染色体DNA水平、转录水平和转录后水平三种不同的层次上。
1.染色体DNA水平的转基因沉默发生在染色体DNA水平的转基因沉默叫做位置效应(positioneffect)。
当导入的外源基因随机地插入到宿主基因组时,如果被导入到转录活跃区,就有可能进行高水平的转录,如果外源基因插入转录不活跃区,则只能进行低水平的转录或不能转录。
按照染色质高级结构组织的环状结构模型,核基质结合区(matrixattachmentregions,MARs)作为边界元件与核基质结合,使两个MAR之间的基因片段被界定成一个独立的染色质环(1oop),并作为隔离子(insulator)阻挡邻近染色质区的顺式调控元件对环内基因的影响,使位于染色体环内的基因可作为一独立的表达调控单位而存在。
MAR可能使转基因在受体基因组整合后形成独立的环状结构,从而提高转基因的表达水平并减少转基因在不同株系表达差异2.转录水平的基因沉默发生在转录水平上的转基因沉默叫做转录失活。
反向重复的基因或转基因可以进行异位配对,配对的DNA作为信号,使DNA异染色质化或从头甲基化,这样转录过程就会受到抑制。
此外,DNA-RNA协同(association)也是造成转录水平基因沉默的原因之一。
(1)转移基因及其启动子甲基化甲基化是活细胞中最常见的一种DNA其价修饰形式,它通常发生在DNA的GC和CN G序列的C碱基上,C甲基化的频率在哺乳动物及高等植物中部比较高。
甲基化修饰在基因表达、植物细胞分化以及系统发育中起着重要的调节作用。
引起基因沉默的原因
引起基因沉默的原因研究表明,引起基因沉默的原因很多,转基因的拷贝数和构型、在植物上的整合位点、转基因的转录水平等都与沉默有关,外界环境如过高的温度、过强的光照也会增加基因沉默发生的几率和产生时间,此外,外源基因的表达还受植物发育因子(如亲本年龄)的影响。
因此,植物转基因沉默的作用机制可能不是单一的,而是各种机制共同作用的结果,是植物本身的防御系统和外界环境因素协同作用的产物。
转基因沉默可以发生在染色体DNA水平、转录水平和转录后水平三种不同的层次上。
1.染色体DNA水平的转基因沉默发生在染色体DNA水平的转基因沉默叫做位置效应(positioneffect)。
当导入的外源基因随机地插入到宿主基因组时,如果被导入到转录活跃区,就有可能进行高水平的转录,如果外源基因插入转录不活跃区,则只能进行低水平的转录或不能转录。
按照染色质高级结构组织的环状结构模型,核基质结合区(matrixattachmentregions,MARs)作为边界元件与核基质结合,使两个MAR之间的基因片段被界定成一个独立的染色质环(1oop),并作为隔离子(insulator)阻挡邻近染色质区的顺式调控元件对环内基因的影响,使位于染色体环内的基因可作为一独立的表达调控单位而存在。
MAR可能使转基因在受体基因组整合后形成独立的环状结构,从而提高转基因的表达水平并减少转基因在不同株系表达差异2.转录水平的基因沉默发生在转录水平上的转基因沉默叫做转录失活。
反向重复的基因或转基因可以进行异位配对,配对的DNA作为信号,使DNA异染色质化或从头甲基化,这样转录过程就会受到抑制。
此外,DNA-RNA协同(association)也是造成转录水平基因沉默的原因之一。
(1)转移基因及其启动子甲基化甲基化是活细胞中最常见的一种DNA其价修饰形式,它通常发生在DNA的GC和CN G序列的C碱基上,C甲基化的频率在哺乳动物及高等植物中部比较高。
甲基化修饰在基因表达、植物细胞分化以及系统发育中起着重要的调节作用。
转基因动物技术
优点:
受精卵携带外源基因的阳性率高 外源基因多单拷贝整合 操作简单,避免注射法对卵子的损害 宿主范围广 可同时感染大量胚胎,感染率及胚胎 存活率高
缺点:
潜在的致癌性 载体构建较复杂 容纳大小有限 整合率不高 重组逆转录病毒不稳定,可能干扰外 源基因的表达 胚胎的自我保护机制对其有抗性
方式 显微注射法
ES细胞是早期胚胎的内细胞团经过 体外培养建立起来的多潜能细胞系。
将携带有外源基因的ES细胞注入到 动物的早期胚胎内,可产生嵌合体及转 基因动物。
它本身是二倍体,能在体外培养, 具有高度的全能性,可以形成包括生殖 细胞在内的所有组织,并且在不同的培 养条件下表现出不同的功能状态。
在ES细胞上的基因操作:
许多转基因的表达水平受到宿主染 色体上整合位点的影响,往往出现异位 表达,影响转基因的表达能力,从而使 大部分转基因表达水平较低,极少部分表 达水平过高。
转基因动物技术在生物医学研究中的应用
1 在肿瘤学研究中的应用 1.1肿瘤转基因动物模型 1.2癌基因的研究 1.3肿瘤病因、发病机理研究 2 在免疫学中的研究应用 2.1免疫机制研究 2.2免疫相关疾病的研究 2.3异种移植中转基因动物技术的应用
Screening Strategies
Southerns, Induction/Loss of Restriction
sites, PCR RT-PCR 测定表达产物活性:ELISA,RIA
其成功率的高低主要取决于受精 卵和胚胎发育的时间。
基因的整合是随机的,多数插入 单一染色体位点中。外源基因的插入 会引起宿主基因的DNA序列重排,缺失, 重复或易位。
Retrieval of Blastocysts
基质结合区(MAR)序列及其对动物转基因表达的影响
Re v i e ws a n d Pr o g r e s s
基质结合 区( MAR ) 序列及 其对动物转基 因表达 的影响
胡晓 明 谌颜 高丽 扈廷 茂 李 光鹏
内蒙古大学生殖生物学及生物技术教育部重点实验室/ 农业部草食家畜繁殖生物技术 与育种重点实验室, 呼和浩特 0 1 0 0 7 0 通讯作 者, g u a n g p e n g l i @y a h o o . c o n r
基 因工程 领域 的研 究热点之 一 。本文 主要综 述 MAR序 列 的特 征 、 分布及 功 能、 对转 基 因动 物 的影 响及 作 用机 制等 。
关键 词 基质 结合 区, 基 因表达 , 转基 因动物
R e v i e w o f Ma t r i x A t t a c h me n t R e g i o n s ( MA R ) S e q u e n c e a n d t h e E f f e c t
2021年分子生物学模拟试卷与答案(3)
2021年分子生物学模拟试卷与答案3一、单选题(共30题)1.有关细胞器基因组结构特点的描述,错误的是A:基因组为环状B:有基因表达功能C:有多个转录起始点D:为单顺反子【答案】:D【解析】:2.DNA变性过程中断开的化学键是A:磷酸二酯键B:肽键C:糖苷键D:氢键【答案】:D【解析】:3.与RNA聚合酶结合的,启动转录的是A:调节基因B:操纵基因C:启动基因D:结构基因【答案】:C4.逆转录酶是依赖于的DNA聚合酶A:DNAB:RNAC:氨基酸D:蛋白质【答案】:B【解析】:5.有关一个DNA分子的T。
值,下列说法正确的是()A.G+C比例越高,值也越高A:A+T比例越高,值也越高B:(A+T)%+(G+C:%D:值越高,DNA越易发生变性【答案】:A【解析】:6.组成原核生物DNA聚合酶III的亚基有A:3个B:6个C:9个D:12个【答案】:C7.DNA双螺旋结构模型的描述中不正确的是A:腺嘌呤的摩尔数等于胸腺嘧啶的摩尔数B:同种生物体不同组织中的DNA碱基组成极为相似C:DNA双螺旋中碱基对位于外侧D:二股多核苷酸链通过A与T或C与G之间的氢键连接【答案】:C【解析】:8.tRNA中的稀有碱基不包括A:AB:IC:TD:ψ【答案】:C【解析】:9.限制性核酸内切酶切割DNA后产生【答案】:A【解析】:10.不属于tRNA的一级结构的特点是A:看‘A位和P位B:二级结构呈三叶草形C:三级结构为“倒L”形D:有反密码子环【答案】:A【解析】:11.能够使DNA碱基发生转换或颠换的突变类型为A:点突变B:碱基插入C:碱基缺失D:移码突变【答案】:A【解析】:12.1957年,实验证实了半保留复制的研究者是A.Watson和Crick A:Meselson和StahlB:C:MiescherD:ThomasKomber9和MalcolmGefter【答案】:B【解析】:13.染色质结构中表述正确的是()A.核小体由DNA和非组蛋白共同构成B.核小体由RNA和H1,H2,H3,H4各二分子构成A:组蛋白有5种:H1,H2B:H2C:H3和H4D:组蛋白是由组氨酸构成的【答案】:C【解析】:14.下列哪一种酶在DNA复制述程中具有校读作用A:DNA聚合酶IB:DNA聚合酶IIC:DNA聚合酶IIID:DNA解旋酶【答案】:A【解析】:15.下列不属于转座的遗传效应的是A:引起插入突变B:可产生新的基因C:可形成共整合体D:使靶位点减少【答案】:D【解析】:16.实现PCR技术自动化的关键因素是()A:模板B:特异性引物C:耐热DNA聚合酶D:缓冲液【解析】:17.与pCAGCT互补的DNA序列是()A:pAGCTGB:pGTCGAC:pGUCGAD:pAGCUG【答案】:A【解析】:18.细胞癌基因A:只在肿瘤细胞中出现B:在正常细胞加入化学致癌物后出现C:在正常人细胞也能检测到D:只在转化的细胞中出现【答案】:C【解析】:19.嘧啶二聚体的解聚方式主要是A:原核生物的切除修复B:重组修复C:光修复酶的作用D:SOS修复【答案】:C20.核矗呙切酶能够识别并切割某种特定核苷酸序列,该序列具有双重旋转对称结构,该结构称为A:发夹结构B:回文结构C:三叶草结构D:帽子结构【答案】:B【解析】:21.下列属于原核细胞基因工程的载体是A:质粒B:SV40病毒C:酵母D:杆状病毒【答案】:A【解析】:22.基因中被转录的非编码序列是A:内含子B:顺式作用元件C:外显子D:沉默子【答案】:A23.用紫外线照射而使DNA受到损伤或使其碱基配对性能发生改变的过程称为A:实变B:诱变C:诱导D:转换【答案】:A【解析】:24.常用质粒载体的特点是()A:为线性双链DNA分子B:为环形单链DNA分子C:具有自我复制能力D:含有同一限制性内切酶的多个切点【答案】:C【解析】:25.两个微溶于水的分子或分子的某些部位之间的相互作用是A:氢键B:疏水相互作用C:离子键D:范德华引力【答案】:B26.同位素标记探针检测NC膜上的RNA分子()A:叫做NorthernBlottingB:叫做SouthernBlottingC:叫做WesternBlottingD:叫做蛋白分子杂交【答案】:A【解析】:27.1953年,Watson和Crick提出A:DNA双链通过氢键连接成一个双螺旋B:DNA的复制是半保留的C:三个连续的核苷酸代表一个遗传密码D:遗传物质通常是DNA【答案】:A【解析】:28.复制中的RNA引物作用是A:使DNA聚合酶Ⅲ活化B:解开DNA双链【答案】:B【解析】:29.核酸变性后,可发生A:减色效应B:增色效应C:溶液的黏度增加D:失去对紫外线的吸收能力【答案】:B【解析】:30.在重组DNA中使用最广泛的限制性核酸内切酶是下列哪一型A:I型B:Ⅱ型C:Ⅲ型D:Ⅳ型【答案】:B【解析】:二、多选题(共5题)31.下列哪些属于RNAi的特点?()A:高度特异性B:高效性C:单基因控制D:需要siRNA介导E:在DNA水平引发基因沉默【答案】:ABD【解析】:32.关于转录的描述正确的有A:基因表达必须通过遗传信息从DNA到RNA,然后从RNA到蛋白质B:RNA分子以DNA分子的一条链为模板在依赖于DNA的RNA聚合酶的催化下合成C:依赖于DNA的RNA聚合酶也简称为RNA聚合酶D:RNA分子被起始.被延长.被终止的过程叫转录E:DNA变成单链的过程【答案】:ABCD【解析】:33.哪些因素可引起DNA突变?A:DNA复制错误B:射线辐射C:碱基类似物掺入D:DNA插入剂E:碱基修饰剂【答案】:ABCDE【解析】:34.下列属于原核生物基因组的特点是A:含有操纵子结构B:只有一个复制起始点C:基因中不含有内含子D:存在大量的重复序列E:编码蛋白质的基因通常以单拷贝形式存在【答案】:ABCE【解析】:35.原核生物中mRNA与rRNA、tRNA比较下列哪些是正确的B.mRNA的初级转录产物要经过一系列加工过程才变为成熟的C.所有tRNA除了含有A.A:U外还含有稀有碱基,这些稀有碱基在初级转录物中是没有的B:rRNA和tRNA分子比mRNA初级产物小得多C:所有mRNA都有polyD:尾巴【答案】:ACD【解析】:三、填空题(共5题)36.离子交换层析是根据物质自身所带________的不同进行分离的层析技术。
转基因植物中基因沉默的机制与解决方法
转基因植物中基因沉默的机制与解决方法组长:费京珂组员:王丹旭,游高平,陈亚冬,郑昕凯(北京化工大学,生命科学与技术学院)【摘要】近些年,随着植物基因工程的不断发展,转基因后的基因沉默现象也越来越受到人们的关注,为了使得转入的基因能够高效表达且起到相应的功能作用,我们就基因沉默的机制进行综述,并阐述对解决方法的最新研究。
【关键词】植物,基因沉默,转录沉默,转录后沉默,irna【正文】转基因植物中,基因沉默主要存在两种机制,转录中水平上基因沉默与转录后水平上的基因沉默。
涉及到DNA启动子甲基化,重复序列,同源序列一起的TGS等内容。
针对基因沉默的机制,经过查找资料,我们提出了相应的解决方法。
最后,我们要运用基因沉默的机理,进而使得转基因能更加高效。
一.转基因植物沉默机制【1】【2】【3】【4】【5】【6】为了极大的提高和完善在植物中通过导入外源基因使其获得新性状并能稳定遗传是植物基因工程的最终目的,而大量转基因植株不能正常表达,通常并不是由于外源基因的缺失或突变引起,而是基因失活的结果,这种失活现象就是基因沉默。
转基因沉默可以发生在染色体DNA、转录和转录后三个不同的层次上。
发生在染色体DNA水平上的转基因沉默叫位置效应(effect position),位置效应是指基因在基因组中的位置对基因表达的影响。
当导入的外源基因整合到宿主高度甲基化、转录活性低的异染色区域时,外源基因一般表现沉默。
位置效应引起的基因沉默不需要基因组中有同源序列,而同源依赖的基因沉默有转录水平上的基因沉默(Transcription-al gene silencing, TGS)和转录后水平上的基因沉默(Post-transcriptional gene silencing, PTGS)两种形式。
转基因沉默的机制是多方面的,转基因的拷贝数、构型及在植物基因组上的结合位点等诸多因素都与沉默有关,外界环境条件如过高的温度、过强的光照也会增加沉默发生的几率。
分子生物学重要名词解释
1.Replicons(复制子):以任意一段DNA序列为单位进行复制的这段DNA就称为一个复制子.一个复制子内仅有一个复制起始点。
2.Replication fork(复制叉):指亲代两条链发生分离的位点.同时也是新生DNA合成的位点称为复制叉,一般情况下,两个复制又从复制起始点位开始进行双向复制直到在复制终点相遇。
所有的起始区域富含AT序列。
3.Nudear Matrix(核基质):由不溶性蛋白质纤维构成的蛋白质支架在空间上支撑着DNA 复制.复制工厂被固定在核基质中,DNA可穿过其中。
4.Transposition(转座作用):重组不依赖DNA的序列.使一段DNA序列从染色体的一个位置移动到另一个位置,甚至从一个染色体移动到另一个染色体。
5.Transposon(转座子):是指存在于染色DNA上可自主复制和位移的基本单位6.Enhancer(增强子):在启动子起始点的上游或下游数千个碱基处,能激活转录的序列元件称为增强子。
7.silencer(沉默子):某些基因的页性调节元件,能够同反式因子结合从而阻断增强子及反式激活因子的作用.并最终抑制该基因的转录活性。
8.TBP(TATA-building protein){TATA结合蛋白}:是在含有TATA框的Ⅱ类(或Ⅲ类)启动子中的装配因子。
对所有聚合酶和启动子类型都能起作用,具有多功能性。
9.Attenuator(弱化子):指原核生物的操纵子中明显衰减乃至停止转录作用的一段核苷酸序列.位于操纵子上游。
10.Prompter(启动子):RNA聚合酶结合到待转录序列上游的特定起始位点,这些区域称为启动子。
DNA分子上结合RNA聚合酶并形成转录起始复合物的区域,通常位于基因的5’上游区域。
在多数情况下还包括促进转录起始的调节蛋白的结合点位。
11.Operon(操纵子):是原核生物在分子水平上基因表达调控的单位.与功能相关的基因相连,由同一控制区控制转录,这些基因包括结构基因,操纵子基因和启动调节基因等。
广东省广州市越秀区执信中学2023年高三六校第一次联考生物试卷含解析
2023年高考生物模拟试卷注意事项1.考生要认真填写考场号和座位序号。
2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。
第一部分必须用2B 铅笔作答;第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3.考试结束后,考生须将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。
一、选择题:(共6小题,每小题6分,共36分。
每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列有关生物进化及生物多样性的说法,正确的是A.若同一物种的两个种群存在长期的地理隔离,则一定会进化为两个物种B.基因型频率是否发生定向改变是判断种群进化的依据C.有性生殖有利于生物多样性的形成D.捕食者的存在不利于增加物种的多样性2.物质a是一种来自毒蘑菇的真菌霉素,能抑制真核细胞RNA聚合酶Ⅱ、Ⅲ参与的转录过程,但RNA聚合酶Ⅰ以及线粒体叶绿体和原核生物的RNA聚合酶对其均不敏感。
下表为真核生物三种RNA聚合酶(化学本质均为蛋白质)的分布、功能及特点,相关分析合理的是()注:部分hnRNA是mRNA的前体,核基质是细胞核中除染色质与核仁以外的成分。
A.三种酶的识别位点均位于DNA分子上,三者发挥作用时都能为反应提供能量B.翻译过程和三种酶直接参与的转录过程中发生的碱基互补配对方式完全相同C.使用物质ɑ会导致肺炎双球菌细胞内核糖体数量明显减少而影响其生命活动D.RNA聚合酶I的活性减弱会影响真核细胞内RNA聚合酶I、II的合成3.研究人员用图1中质粒和图2中含目的基因的片段构建重组质粒(图中标注了相关限制酶切割位点),将重组质粒导入大肠杆菌后进行筛选及PCR鉴定。
以下叙述不正确的是A.构建重组质粒的过程应选用BclⅠ和HindⅢ两种限制酶B.使用DNA连接酶将酶切后的质粒和目的基因片段进行重组C.能在添加四环素的培养基上生存一定是含有重组质粒的大肠杆菌D.利用PCR鉴定含目的基因的大肠杆菌时应选用引物甲和引物丙4.如图所示为将小白鼠细胞和人体细胞融合的过程,图中的小球和小三角表示各自膜表面的蛋白质,下列有关叙述不正确的是()A.图中膜表面的蛋白质构成了细胞膜的基本支架,此外,细胞膜的主要成分还包括磷脂双分子层B.细胞膜的元素组成包括C、H、O、N、PC.该实验证明了细胞膜具有一定的流动性D.适当提高温度有利于图示细胞融合5.下列关于细胞结构和功能的叙述,正确的是()A.在有丝分裂间期的细胞中,线粒体和核糖体均可产生水B.线粒体外膜上具有运输葡萄糖分子和氧气分子的载体C.果蝇体细胞和低等植物细胞所含的高尔基体,在细胞分裂末期都参与多糖的合成D.蛋白质和DNA分子的多样性都与它们的空间结构密切相关6.某种噬菌体外壳蛋白基因突变使mRNA中部出现一个终止密码子,导致外壳蛋白无法合成,噬菌体不能增殖。
真核基因表达调控的一般规律
碱性-亮氨酸拉链( bZIP )
二聚体 亮氨酸之间相互作用形成二聚体,形成“拉链” 。 肽链氨基端有一个含20~30个碱性氨基酸的结构域,能与DNA结合。
位于螺旋疏水区的亮氨酸相互作用
碱性区与DNA相结合
碱性区与DNA相结合
碱性-螺旋-环-螺旋(bHLH )
真核基因转录调控的主要模式
概 述 信息传递 → 反式作用因子的活性
在原核生物中,转录的调节区都很小,大都位于启动子上游不远处,调控蛋白结合到调节位点上可直接促进或抑制RNA聚合酶与它的结合。
真核生物的RNA在细胞核中合成,只有经转运穿过核膜,到达细胞质后,才能被翻译成蛋白质,原核生物中不存在这样严格的空间间隔。
01
许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟和剪接过程,才能顺利地翻译成蛋白质。
按功能状态的不同可将染色质分为活性染色质和非活性染色质。 活性染色质是指具有转录活性的染色质; 非活性染色质是指没有转录活性的染色质。
活性染色质
五、染色质的结构与基因表达调控
活性染色质由于核小体发生构象的改变,往往具有疏松的染色质结构。
“灯刷型”染色体
真核细胞中基因转录的模板是染色质而不是裸露的DNA,因此染色质呈疏松或紧密结构,即是否处于活化状态是决定RNA聚合酶能否有效行使转录功能的关键。
TFⅡD(TATA)、CTF(CAAT)、SP1(GGGCGG)、HSF(热激蛋白启动区)
(三)反式作用因子
DNA结合结构域(DNA识别)
转录活化结构域
反式作用因子
连接区
2、结构
螺旋-转折-螺旋(Helix-turn-helix,H-T-H)
01
碱性-亮氨酸拉链(basic - leucine zipper)
基因表达与调控(下)真核基因表达调控一般规律
真核生物基因调控,根据其性质可分为两大类:
第一类是瞬时调控或称可逆性调控,它相当于原核细 胞对环境条件变化所做出的反应,包括某种底物或激素水 平升降及细胞周期不同阶段中酶活性和浓度的调节。
第二类是发育调控或称不可逆调控,是真核基因调控 的精髓部分,它决定了真核细胞生长、分化、发育的全部 进程。
根据基因调控在同一事件中发 生的先后次序又可分为:
7. 真核生物大都为多细胞生物,在个体发育过程中逐步 分化形成各种组织和细胞类型。分化是不同基因表达的结 果。不同类型的细胞,功能不同,基因表达的情况也不一 样。某些基因仅特异地在某种细胞中表达,称为细胞特异 性或组织特异性表达,因而具有调控这种特异性表达的机 制。
8. 真核生物对外界环境条件变化的反应和原核生物十分不 同。同一群原核生物细胞处在相同的环境条件中,对环境 条件的变化会作出基本一致的反应;而真核生物常常只有 少部分细胞基因的表达直接受到环境条件变化的影响和调 控,其他大部分间接或不受影响。
组蛋白的作用
• 组蛋白是带正电荷的碱性蛋白质,可与DNA链上 带负电荷的磷酸基相结合,从而封闭了DNA分子, 妨碍基因转录。活跃转录的染色质区段中H1水平 降低。
• 转录活跃的区域也 常缺乏核小体的结 构,并且对核酸酶 敏感度增加。
8 基因表达与调控(下)
——真核基因表达调控一般规律
• 真核生物(除酵母、藻类和原生动物等单细胞类 之外)主要由多细胞组成,每个细胞基因组中蕴 藏的遗传信息量及基因数量都大大高于原核生物。
• 人类细胞单倍体基因组有3×109bp,为大肠杆菌 总DNA的800倍,噬菌体的10万倍左右!
真核基因表达调控的最显著特征是能在特定 时间和特定的细胞中激活特定的基因,从而实现 “预定”的、有序的、不可逆转的分化、发育过 程,并使生物的组织和器官在一定的环境条件范 围内保持正常功能。
专题七:核基质的结构与组成
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结构异染色质:在各种细胞和细胞发育的任何 时期,都为异染色质。常见于染色体的着丝粒、 端粒。
兼性异染色质:仅在某些类型的细胞中或细胞 发育的某个时期为异染色质。如:女性的X染 色质。
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3、染色体的结构
Laemmli提出了染色体“袢环” 模型,模型的结构为:(图7-6)
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核孔复合体主要由蛋白质构成,其总相对分子 质量约为1-5×106,推测可能含有100余种不 同的多肽,共1000多个蛋白质分子。
如:gp210是一种结构性跨膜蛋白,介导核孔 复合体与核被膜的连接,将核孔复合体锚定在 “孔膜区”,从而为核孔复合体装配提供一个 起始位点;
p62是一种功能性的核孔复合体蛋白,具有两 个功能结构域,可能在核孔复合体功能活动中 直接参与核质交换。
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3、rRNA基因转录的形态及组织特征
rRNA基因转录的组织特征,即rRNA的信 息来源是位于NORs的rDNA。基因转录 的形态特征呈“圣诞树”样结构。rRNA 前体需加工和修饰。
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4、核糖体亚单位的组装
核糖体的生物发生(ribosome biogenesis)过程包 括rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配。
H4,其中H1与染色质高级结构形成有关;其余 四种参与核小体的构成,维持染色体结构。组蛋 白对DNA复制、转录活性有抑制作用。 非组蛋白:酸性蛋白。非组蛋白能解除组蛋白对 DNA活性的抑止作用,促进DNA复制和转录。 RNA:数量少,来源功能不清。
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2、染色质的存在形式
间期的染色质有利于遗传信息的复制和表达, 分裂期的染色体有利于遗传物质的平均分配。 染色质和染色体是同一种物质在间期和分裂期 的不同存在形式 。
用核基质结合区(SAR)序列提高小麦最小表达框转基因表达的稳定性
作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2014, 40(1): 63−71 /ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@ DOI: 10.3724/SP.J.1006.2014.00063用核基质结合区(SAR)序列提高小麦最小表达框转基因表达的稳定性苏瑞波1,2陈明2,*徐兆师2李连城2马庆1,*马有志21内蒙古农业大学农学院, 内蒙古呼和浩特 010018; 2 农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程 / 农业部麦类生物学与遗传育种重点实验室 / 中国农业科学院作物科学研究所, 北京100081摘要: 采用最小表达框技术转化植物可以规避由骨架序列引起的安全风险。
核基质结合区序列SAR (scaffold at-tachment region)可作为边界元件与核基质结合阻挡转基因片段邻近染色质区的作用与影响, 提高外源基因稳定性。
本研究在最小表达框序列两端添加SAR序列, 提高小麦最小表达框转基因表达的稳定性, 提高转化基因的表达效率。
首先, 以GUS为目的基因构建带有SAR序列的最小表达框, 以科农199为受体进行基因枪转化, 同时以不加SAR序列的最小表达框片段为对照。
带有SAR序列的最小表达框片段共轰击857个幼胚, T0代获得40株再生植株, PCR检测到16株阳性植株, 转化效率为1.87%; 对这16个阳性单株进行GUS染色, 15株显色; 从来自4个T0阳性植株的18个T1代植株中随机选取18株进行PCR和GUS染色检测, 有15株表现为阳性。
不带SAR序列的对照片段轰击1012个幼胚, 获得31株再生植株, 其中5株PCR阳性, 转化效率0.49%, 这5个阳性植株中仅2株为GUS染色阳性; 来自于5个T0代PCR阳性株系的10个T1代单株中没有发现PCR和GUS染色阳性株。
表明SAR序列可以提高基因枪转基因效率和目的基因表达稳定性。
细胞核与基因表达调控
细胞核与基因表达调控的相互影响
细胞核是基因表达调控的重要场所,通过染色质结构和DNA甲基化等机制影响基因的表达。
基因表达调控对细胞核的结构和功能也有重要影响,如转录因子和染色质重塑复合物等 对细胞核结构和基因表达的调控。
细胞核与基因表达调控之间的相互影响是复杂的,涉及到多种分子机制和细胞过程,对 细胞生长、发育和分化等过程具有重要影响。
用案例
药物研发中细胞核 基因表达调控的未
来展望
药物研发中细胞核 基因表达调控面临
的挑战与机遇
添加标题
添加标题
添加标题
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干细胞治疗与细胞核基因表达调控的关系
干细胞治疗:通过调控细胞核基因表达,诱导干细胞分化为所需的细胞类型,用于治疗 各种疾病。
基因编辑技术:利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术,对细胞核基因进行精确的调控和 修改,为干细胞治疗提供更有效的手段。
基因表达调控对细胞核的影响
基因表达调控:通过转录、转录后加工和翻译等过程,控制基因表达的时间、空间和强度。
细胞核:细胞内负责储存、复制和转录遗传信息的细胞器。
基因表达调控对细胞核的影响:基因表达调控通过影响细胞核内的DNA复制、转录和 翻译等过程,进而影响细胞核的功能和形态。 细胞核与基因表达调控的关系:细胞核是基因表达调控的重要场所,通过调控细胞核内 的基因表达,可以影响细胞的生长、发育和分化等过程。
翻译后修饰:蛋白 质的磷酸化、乙酰 化等修饰影响蛋白 质的活性、定位和
降解。
亚细胞定位:蛋白 质被运输到特定的 亚细胞区域,参与 不同的生物学过程。
蛋白质相互作用: 蛋白质与其他蛋白 质或分子相互作用, 形成复合物或调控 网络,影响基因表
达的调控。
重组抗体的表达
3 总结
重组抗体的高效表达
2.1 表达宿主的选择 2.2 表达载体的结构排列 2.3 高效表达载体的构建 2.4 抗体基因序列的优化 2.5 信号肽的选择 2.6 抗体表达系统及其筛选的策略 2.7 细胞培养工艺优化
谢谢大家
RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的DNA 序列。 与转录调节因子协同促进转录。
hCMV、 CHEF-1a、 hEF-1a 、UBC
增强启动子的活性和功能,能够使基因转录频率明显增加的DNA Human CMV
序列。
Immediate early enhancer
能阻止临近调控元件对其所界定的基因启动 子起增强和抑制作用。
信号肽将加速此过程的完成,从而提高抗体的表达水平。
● 信号肽选择策略:①与表达蛋白质同源的分泌信号肽;
②与宿主表达细胞同源的分泌信号肽; ③机体内表达的分泌蛋白的分泌信号肽; ④替换高效表达蛋白质的信号肽序列作为重组抗体的信号肽; ⑤对原有抗体信号肽序列进行一级结构改造; ⑥替换某些病毒的蛋白质信号肽序列。
重组抗体的表达
1 抗体发展历程 2 重组抗体的高效表达
2.1 表达宿主的选择 2.2 表达载体的结构排列 2.3 高效表达载体的构建 2.4 抗体基因序列的优化 2.5 信号肽的选择 2.6 抗体表达系统及其筛选的策略 2.7 细胞培养工艺优化
1 抗体发展历程
重 组 抗 体:又叫基因工程抗体, 是利用DNA和蛋白质工程技术, 在基因水平上对免疫球蛋白分子进行适当加
分子习题答案
13-分子习题答案(总9页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--复习题:1、名词解释:----微小RNA,是一种大小约为21-23个碱基单链小分子RNA,是由具有发夹结构的约为70-90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer酶加工生成。
:----小干扰RNA(small interfering RNA),RNAi的关键效应分子,21-23个nt大小的双链RNA。
:----RNA干扰是正常生物体内抑制特定基因表达的一种现象,它是指当细胞中导入与内源性mRNA编码区同源的双链RNA(double stranded RNA,dsRNA)时,该mRNA发生降解而导致基因表达沉默的现象,这种现象发生在转录后水平又称为转录后基因沉默(PTGS):----转录后基因沉默,是正常生物体内抑制特定基因表达的一种现象,它是指当细胞中导入与内源性mRNA编码区同源的双链RNA(double stranded RNA,dsRNA)时,该mRNA发生降解而导致基因表达沉默的现象,这种现象发生在转录后水平,又称为转录后基因沉默(PTGS):----核小体:染色质的基本结构亚基,由约200 bp的DNA和组蛋白八聚体所组成信息体,真核细胞mRNA通常与一些蛋白质结合成核蛋白颗粒(RNP),构成信息体: ----分子伴侣是一类能介导蛋白质进行正确折叠、组装的蛋白质,能协助蛋白质获得正确的构型。
: ----泛素,是生物体内广泛存在的一类酸性蛋白质;含76个氨基酸,序列在进化过程中高度保守,C-端为Gly,且分子内部有多个Lys。
: ----(Cysteine-containing aspartate-specific proteases天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶/切冬酶/胱冬肽酶)富含半胱氨酸,以非活性状态的酶原存在,其肽链比有活性时长一些,将多出的部分切除,就转变成有活性的caspase。
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( 西南农业大 学园艺系 , 重庆
4o 1) o 76
作者简介 : 邓小燕 (98 . , 士 , 1 一)女 硕 7 研究方 向为蔬菜生 物技
术。
关键词 : 核基质 结合 区 ; 转基 因植 物 ; 因表达 基
2 2 M R对 转 基 因后 代 的 影 响 . A
关于 MA s 稳定整合 的转 基 因植物 稳定 遗传 问题 的研 R对 究起步 较 晚 , 关 报 道 也 少。 Ⅳ yao 有 Ⅱ1r ( 96 第 一 次 对 1 19 ) 使转基因植株后 代个 体 间 的差异 明显低 于 对照 , 且表 达 水 而 平明显高于 对照。Ukr le—B等 J 的实 验 中 , F 代转基 因植 在 1 物中 , 带 M R的株 系 的 G S基 因平 均 表达 量 , 携 A U 比对 照 高 2 倍, 对表 达变异无影 响。其 回交后代 转基 因表达 量 比对照 高 3 倍 。MA s R 同时 也减 少 了 回交 一 代 转基 因 的丢 失 , 1 携 带 2个 M R的第一代转化体 中有 6 %的转基 因没有丢失 , 1 A 3 而 4个对 照转体 中 , 比例仅 为 2 %。 其 o 从有 限的文献来看 , R 能把 转基 因植物 中 的外 源基 因 MA s 稳定遗传 给后 代并 且提 高 了转基 因后代 的表达 量 , 降低 了个 体间的差异 。用 MA s 决转 基因植 物稳 定 遗传 问题 不失 为 R解 种新尝试 。 2 3 M R 结合 蛋 白对 基 因 表 达 的 影 响 . A M R结合蛋 白主要包括一些 构成染 色质 或核 基质 的结 构 A 蛋 白( 如组蛋 白 H、 扑异 构酶 I I、 MG / 、a i 、 ath 拓 和 IH 12 Lmn M r B i f 等) 以及 一些组织 特异性 表达 蛋 白( MFP、A B 、 如 1 S T 1 骨钙蛋 白 基因启动子 结合子等 ) A 。M R结 合蛋 白的功 能可 能是 与核 内 弯 曲 D A(uv N 连 接并增强转 录 j N cr D A) e 。
高。 尽管上述实验 , 得到 的结论不 尽相 同 。总的看来 , 一方 面 M R在使 转基因高效 表达 的 同时 , 不 同程 度 降低 了转化 体 A 也 间的变异但不能 消 除变 异 ; 另一 方 面植 物转 基 因表 达 与拷 贝 数无 明显关系 , 即总不依 赖于拷 贝数 。另外 , 选用 不 同来 源的 M R, 化方法 的不 同等都会影 响实验结果 。 A 转
一
M R 在转 化植株后 代 个体 问 的作用 进 行 了研 究 , 现 M R As 发 As
响和可能机 理作 了综述 。
1 M 的典 型特 征
MA R一般 长约 30—1G b , 非 编 码 序列 , 含 A (> 0 0O D 属 富 T 7 %) 0 。每个 M R片段 中都 含有几个序列基 元 , A—bxsT A 如 oe, bxsA A ( ) oe, T T 序列 , nT 一定数 目的重复单元 保证 了 M R与 A 核骨架蛋 白特异性结合 。含有果蝇 拓扑异 构酶 I酶切 点 [ T I G. N T C( )A A N A ( ] A( )A T  ̄ T N G) 相近 的 同义序 列 j是 不 同 , 物种 M R的另一 特征区域 , A 该酶 能使 D A超螺 旋解链 , 而 N 从 使转录 因子 与启 动子 进 行有 效结 合 J在 植物 中 的识 别 序列 , 与果蝇识别 序列差 异较大 为 T T C A A  ̄ T C t M R的二级 GF 。 A 结构表现 为狭窄 的 D A小沟 , N 易于 弯曲和解链 。 大多 数 MA R位 于基因两侧 的非编码 区 , 并与 D A环基部 N 相对应 , 而且 常与一 些 顺式 调控 元 件 如增 强子 、 动 子 、 启 复制 起始点 相邻 , 增强或促进 它们各 自的功能 j 。 M R与核 基质 的相互 作 用在 进化 上 高度 保守 j其 作用 A , 在某种程度 上 是基 于 核基 质 对单链 D A的识 别¨ N 。某 些 生 物来 源的 MA R可 以与不 同物 种核 骨架结 合 , 如植 物 中大豆 凝 集素 和热激蛋 白基 因 MA R可以和烟草核基 质结合¨ 甚至 植 , 物和动物 间的 M R也 可与 核基 质 相互 结 合。这 一 过程 通 过 A 外源 的 M R置换 内源 的 MA A R实现 的 , 但是 不 同 M R间并 不 A 能杂交 n 说 明序列同 源性 虽差 , 功能进化 是保守 的。 , 但 由于同一基 因 的染 色 体 组织 在进 化 上一 般 具有 保守 性 , 如 W' e en中 WC 一3 m dBa g I b基 因 5 一上游 有一 个 与核基 质 高 ’ 度亲合 的 MA R区[ I b A , WC 一3M R] 有许 多位点 与核 基质 相连 , 同样 在同家族 的 WC —X基因相似 区域也发现 了 M R J I A [ 。因 此 , 以现 有 一 些 M R 作 参 照 , 新 发 现 基 因 的 调 控 和 染 色 可 A 对 体组织结 构进 行研究 。
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中图分类号 : 93 2 Q 4 . 文猷标识码 : A
生
物
技
术
第 1 2卷第 3 期
文章编号 :0 4 1X 2 0 )3—0 4 —0 10 —3 1 (0 20 01 3
基 质 结 合 区 ( a i ascao os r a i aah n . m tx s iinr I tx tcmete r o t 嘲 】o m r t r n' R ) 称 核 骨 架 结 合 区 (cf l a oi i ei r sMA s 亦 s o s c tn rg n o a d s ao o s s fl tcm n r i sS m ) 是 真 核 基 因 组 中 能 与 核 基 质 c odaah ete o ,A , a t gn 特异 紧结合 的 D A序列 。核 基质与生物 体内许多重要 生命 活 N 动相联系 , 而结合 的 MA s R 序列 , 与 D A复制 , 因转 录 , 参 N 基 基 因表 达调控 … 1和基 因边 界 定 位 J 等过 程 。M R 通 过将 染 色 As 质锚定 在 核 基 质 上 而 使 染 色 质 形 成 拓 扑 学 限制 性 D A环 N ( o) 1 p 。每个 p环 即是 一 个 独 立 的基 因表 达 调控 元 件 , o J M 8就是这种基 本单元 的边 界元件 。 A M R特殊 的存 在方式 及其在染色质 组装过程 中 的重 要作 A 用 , 定了 M R在基 因工程研 究应 用 中 的利 用价 值 。在转 基 决 A 因植物 中, 常存在 外 源基 因 随机 整合 而 导致转 基 因沉 默 的现 象 , 把 M R序列 置于外源基 因两 端可 以减少 外 源基 因在 不 若 A 同转化体 间表 达 水平 的 差异 , 提 高 外源 基 因 的表 达[ 。这 并 4 1 为解决转基 因植物 中外 源基 因稳 定高 效表达 的问题 提供 了新 思路 。本文 对 MA s R 的典 型 特征及 其 对植物 转基 因表 达 的影
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第1 2卷第 3期
20 0 2年 6月
生
物
技
术
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核 基 质 结 合 区 ( R ) 植 物转 基 因 的表 达 MA s 与
邓 小燕 . 兴 国 张