基础分子生物学12噬菌体策略
分子生物学实验基础知识
分子生物学实验基础知识分子生物学是在生物化学基础上进展起来的，以研究核酸和蛋白质结构、功能等生命本质的学科，在核酸、蛋白质分子水平研究发病、诊断、医治和预后的机制。
其中基因工程（基因技术，基因重组）是目前分子生物学研究热点，这些技术能够改造或扩增基因和基因产物，使微量的研究对象达到分析水平，是研究基因调控和表达的方式，也是分子水平研究疾病发生机制、基因诊断和基因医治的方式。
转化（tran sformation）、转染、转导、转位等是自然界基因重组存在的方式，也是人工基因重组常采纳的手腕。
基因重组的目的之一是基因克隆（gene clone），基因克隆可明白得为以一分子基因为模板扩增取得的与模板分子结构完全相同的基因。
使需要分析研究的微量、混杂的目的基因易于纯化，得以增量，便于分析。
外来基因引发细胞生物性状改变的进程叫转化（transformation），以噬菌体把外源基因导入细菌的进程叫转染（transfection）。
利用载体（噬菌体或病毒）把遗传物质从一种宿主传给另一种宿主的进程叫转导（transduction）。
一个或一组基因从一处转移到基因组另一处的进程叫转位（transposition），这些游动的基因叫转位子。
一、基因工程的经常使用工具（一）载体载体（Vector）是把外源DNA（目的基因）导入宿主细胞，使之传代、扩增、表达的工具。
载体有质粒（plasmid）、噬菌体、单链丝状噬菌体和粘性结尾质粒（粘粒）、病毒等。
载体具有能自我复制；有可选择的，便于挑选、鉴定的遗传标记；有供外源DNA插入的位点；本躯体积小等特点。
质粒存在于多种细菌，是染色体（核）之外的独立遗传因子，由双链环状DNA组成，几乎完全袒露，很少有蛋白质结合。
质粒有严紧型和松弛型之分。
严紧型由DNA多聚酶Ⅲ复制，一个细胞可复制1-5个质粒。
而松弛型由DNA多聚酶Ⅰ复制，一个细胞可复制30-50个质粒，若是用氯霉素可阻止蛋白质合成，使质粒有效利用原料，复制更多的质粒。
材料科学基础 噬菌体
材料科学基础噬菌体
噬菌体(phage)，也称为噬菌体病毒，是一类只感染细菌的病毒。
它是由蛋白质外
壳和核酸组成的纳米尺寸颗粒，其大小为20至200纳米。
噬菌体的核酸可以是DNA或RNA，但这两种核酸不同时存在于同一种噬菌体中。
噬菌体感染细菌的过程叫做噬菌作用。
在噬菌作用中，噬菌体使用其结构中的特定蛋白质结合到细菌表面，然后注入其核酸到细菌细胞内。
噬菌体的核酸会接管细菌的代谢机制，并且将细菌的遗传物质重编程以产生更多的噬菌体。
当噬菌体繁殖到足够数量时，它们会破坏细菌细胞并释放出来，可以感染更多的细菌。
噬菌体是一种重要的生物学研究工具，在分子生物学和生物工程领域有着广泛的应用。
例如，噬菌体可以用来研究细胞周期、DNA重组和基因转移等生命科学问题；在生物工程方面，噬菌体可以被用来制造基于细菌的蛋白质表达系统，并且可以用于创建基于细菌的生物传感器等。
总之，噬菌体在微生物学、分子生物学和生物工程等领域中均具有重要的应用价值，是一种有着广泛应用前景的研究对象。
分子生物学课后答案总结
现代分子生物学1-1修正后的中心法则：1-2肺炎链球菌感染小鼠，证明DNA是遗传物质：1-3噬菌体浸染细菌，证明DNA是遗传物质，而不是蛋白：（1）噬菌体侵染细菌的主要过程如下：①噬菌体尾部的末端（基片、尾丝）吸附在细菌表面；②噬菌体通过尾轴把DNA全部注入细菌细胞内，噬菌体的蛋白②噬菌体通过尾轴把DNA全部注入细菌细胞内，噬菌体的蛋白质外壳则留在细胞外面；③利用细菌的生命过程合成噬菌体自身的DNA和蛋白质；④新合成的DNA和蛋白质组装成与亲代完全相同的子噬菌体；④新合成的和蛋白质组装成与亲代完全相同的子噬菌体；⑤细菌解体，释放子代噬菌体，侵染其他细菌。
（2）2-1核苷酸的组成:核苷酸包括磷酸、核糖、碱基3部分。
2-2真核生物基因组的特点：2-3 C值、C值谬误：(1)C值通常是指一种生物单倍体基因组DNA的总量。
在真核生物中，C值一般是随着生物进化而增加的，高等生物的C值一般大于低等生物；(2)C值往往与种系进化的复杂程度不一致，某些低等生物却具有较大的C值，这就是C值谬误。
2-4核小体的组成、组蛋白的组成(1)核小体是染色质的基本结构单位，由~200bpDNA和组蛋白八聚体组成；(2)组蛋白是染色体的结构蛋白，有H1、H2A、H2B、H3 及H4 五种，与DNA共同组成核小体。
2-5 DNA的B型二级结构：B型是反向平行右手螺旋结构，有很宽较深的大沟和又窄又深的小沟，外型适中。
2-6 DNA的变性、复性：(1) 缓慢加热，使氢键断裂、双链解开，产生单链的DNA分子，这个过程叫变性；(2) 变性后分开的DNA分子的两条链，在适当条件下重新缔合形成双螺旋结构这个过程被称为复性重新缔合形成双螺旋结构，这个过程被称为复性或退火。
2-7基因组、基因型、表型、染色体、染色质的英文和概念：(1)基因组genome 基因型genotype 表型phenotype 染色体chromosome 染色质chromatin；(2)①基因组：生物有机体的单倍体细胞中的所有DNA，包括核中的染色体DNA和线粒体、叶绿体等亚细胞器中的DNA；②基因型：同一基因座位上多个等位位点的类型；③表现型：某个特定生物体中可观察到的物理或生理现象；④染色体：染色体是细胞内具有遗传性质的物体，易被碱性染料染成深色；⑤染色质:染色质是细胞间期细胞核内能被碱性染料染色的物质，主要由DNA和蛋白质组成2-8细菌、水稻、玉米、紫花苜蓿、小麦、人、果蝇的染色体数目：细菌1 水稻12 玉米10 紫花苜蓿32 小麦42 人23 果蝇42-9DNA和RNA的英文全称：Deoxyribonucleic acid(DNA) Ribonucleic acid(RNA)3-1复制叉、复制子、多复制子：(1)复制时，双链DNA要解开成两股链分别进行，所以，复制起点呈叉子形式，被称为复制叉；(2)DNA的复制是由固定的起始点开始的，一般把生物体的复制单位称为复制子。
基础分子生物学Chapter12噬菌体策略共36页文档
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
噬菌体展示技术筛选脑靶向功能肽及其修饰纳米粒的脑内递药研究
噬菌体展示技术筛选脑靶向功能肽及其修饰纳米粒的脑内递药研究一、概述在生物医学领域中，脑靶向递药系统一直是研究的热点和难点。
由于血脑屏障的存在，许多药物难以有效进入大脑，从而限制了其在中枢神经系统疾病治疗中的应用。
开发新型的脑靶向递药技术，对于提高药物在脑部的浓度和疗效，降低副作用具有重要意义。
噬菌体展示技术以其独特的优势在药物研发和生物医学领域得到广泛应用。
该技术通过将外源蛋白或多肽的DNA序列插入到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源基因随外壳蛋白的表达而表达，同时外源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面。
利用噬菌体展示技术，我们可以筛选到与特定靶标具有高亲和力的多肽或蛋白，为药物研发和疾病治疗提供新的候选分子。
本研究旨在利用噬菌体展示技术筛选具有脑靶向功能的多肽，并将其修饰到纳米粒表面，构建新型的脑靶向递药系统。
通过优化筛选条件和方式，我们成功获得了多个具有脑靶向功能的多肽序列，并通过实验验证了其脑靶向性。
我们还将这些多肽以共价连接的方式修饰到聚乙二醇聚乳酸羟基乙酸共聚物（PEGPLGA）纳米粒表面，以提高药物的稳定性和脑部递送效率。
本研究不仅为脑靶向递药系统的开发提供了新的思路和方法，还为中枢神经系统疾病的治疗提供了新的候选药物和递送策略。
通过进一步的研究和优化，我们相信这种新型的脑靶向递药系统将在未来为更多的患者带来福音。
1. 介绍脑靶向药物递送的重要性与挑战脑靶向药物递送是神经科学领域的一个关键研究方向，对于治疗脑部疾病具有重要意义。
由于血脑屏障的存在，许多药物难以有效穿透并进入脑组织，这使得脑内疾病的治疗面临着巨大的挑战。
开发高效的脑靶向药物递送系统成为当前研究的热点和难点。
脑靶向药物递送的重要性主要体现在以下几个方面：对于脑部疾病如阿尔茨海默病、帕金森病、脑肿瘤等，有效的药物递送能够显著提高治疗效果，改善患者的生存质量。
脑靶向递送系统能够实现药物的精准定位，减少对其他组织器官的副作用。
生物技术基础名词解释
第一章1、现代生物技术:也称生物工程。
在分子生物学基础上建立的创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。
2、基因重组：gene recombination 造成基因型变化的核酸的交换过程。
3、酶工程：enzyme engineering 酶制剂在工业上的大规模应用，主要由酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化和生物反应器四个部分组成。
4、蛋白质工程：protein engineering 按人们意志改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程。
5、快速无性繁殖：7、生物工程：bioengineering应用生命科学及工程学的原理，借助生物体作为反应器或用生物的成分作工具以提供产品来为社会服务的生物技术。
包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程等。
8、细胞工程：cell engineering应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过类似于工程学的步骤在细胞整体水平或细胞器水平上，遵循细胞的遗传和生理活动规律，有目的地制造细胞产品的一门生物技术。
9、发酵工程：是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。
10、转基因工程：转基因工程又叫重组DNA技术，重组是指在体外将分离到的或合成的目的基因（object gene）,通过与质粒、病毒等载体（vector）重组连接，然后将其导入不含该基因的受体细胞(host cell)，使受体细胞产生新的基因产物或获得新的遗传特性。
11、生物固氮：是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。
12、人类基因组计划：human genome project于20世纪80年代提出，由美、英、日、中、德、法等国参加并于2001年完成的针对人体23对染色体全部DNA的碱基对（3×109）序列进行排序，对大约25 000基因进行染色体定位，构建人类基因组遗传图谱和物理图谱的国际合作研究计划。
λ噬菌体的基因调控
λ噬菌体的基因调控姓名学号：班级：目录λ噬菌体的发现λ噬菌体的结构组成1.基本结构2.λ噬菌体的核心λ噬菌体的生活周期I．两种发育途径简介II．调控发育途径的分子基础1.两种途径共同的早期基因表达途径2.溶源发育中基因的相互作用3.裂解途径的建立4.溶源和裂解的平衡5.溶源发育向裂解发育的转变λ噬菌体的侵染过程1.吸附2.穿入3.生物合成4.成熟与释放λ噬菌体的应用1.细菌的鉴定与分型2.耐药细菌感染的治疗3.分子生物学研究的重要工具4.遗传工程5.其他参考文献λ噬菌体的发现：1951年J. Lederberg的妻子Esther Lederberg证明了J. Lederberg和Tatum用来杂交的K12中有原噬菌体，并命名为λ，经10年的研究搞清了溶原化的实质。
在E.coli K12中是有原噬菌体的存在。
Jacob和Wollman（1956年）发现了合子诱导（zygotic induction）现象，并利用合子诱导确定了几个E.coli染色体上原噬菌体的整合位点。
他们发现Hfr（λ）×F－所得到的重组子频率要比Hfr×F－（λ）或Hfr（λ）×F－（λ）要低得多。
这是由于在Hfr（λ）×F－的杂交中，原噬菌体进入无阻遏物的受体细胞质中，进行大量复制使受体细胞裂解（图8-20b），因此不易得到重组子，此现象就称为合子诱导。
现在我们再回过头来查阅一下传递等级作图，中断杂交实验以及重组作图都是采用Hfr×F－（λ）就是不致产生合子诱导的缘故。
λ噬菌体的结构组成：1.基本结构λ噬菌体是一种温和的诱导性噬菌体，其基因组除在5'端有12个可互补的碱基外均为线性双链DNA，感染时DNA形成环状。
λ噬菌体的基因组长达50 Kb，共61个基因，其中38个较为重要。
λ-DNA的基因顺序组织如图所示，按基因组功能共分六大区域:头部编码区、尾部编码区、重组区、控制区、复制区和裂解区.它们分属四个操纵子结构：阻遏蛋白操纵子、早期左向操纵子、早期右向操纵子以及晚期右向操纵子。
《基础分子生物学》复习题及参考答案要点
《基础分子生物学》复习题及参考答案要点《基础分子生物学》复习题及参考答案一、填空题1.核酸分子中糖环与碱基之间为β型的糖苷键，核苷与核苷之间通过磷酸二酯键连接成多聚体。
2.DNA变性后，紫外吸收增加，粘度下降，浮力密度升高，生物活性丧失。
3.DNA双螺旋直径为 2 nm，每隔 3.4nm上升一圈，相当于10个碱基对。
4.Z-DNA为左手螺旋。
5.hn-RNA是真核生物mRNA的前体。
6.用Sanger的链末端终止法测定DNA一级结构时，链终止剂是双脱氧核苷三磷酸。
7.维系DNA双螺旋结构稳定的力主要有氢键和碱基堆积力。
8.在碱性条件下，核糖核酸比脱氧核糖核酸更容易降解，其原因是因为核糖核酸的每个核苷酸上-OH 的缘故。
9.DNA复制时，连续合成的链称为前导链；不连续合成的链称为随从链。
10.DNA合成的原料是四种脱氧核糖核苷三磷酸；复制中所需要的引物是RNA 。
11.DNA合成时，先由引物酶合成RNA引物，再由DNA聚合酶Ⅲ在其3′端合成DNA链，然后由 DNA聚合酶Ⅰ切除引物并填补空隙，最后由 DNA连接酶连接成完整的链。
12.细菌的DNA连接酶以NAD为能量来源，动物细胞和T4噬菌体的DNA连接酶以A TP为能源。
13.大肠杆菌RNA聚合酶的全酶由α2ββ′σ组成，其核心酶的组成为α2ββ′。
14.RNA转录过程中识别转录启动子的是σ因子，协助识别转录终止部位的是ρ因子。
15.真核细胞mRNA合成后的成熟过程包括戴帽、加尾、剪接、甲基化修饰。
16.遗传信息由RNA传递到 DNA 的过程称为逆转录，由逆转录酶催化。
17.反密码子第 1 位碱基和密码子第 3 碱基的配对允许有一定的摆动，称为变偶性。
18.在原核细胞翻译起始时，小亚基16SrRNA的3′端与mRNA5′端的 SD序列之间互补配对，确定读码框架，fMet-tRNA f占据核糖体的 P 位点位置。
19.细胞内多肽链合成的方向是从 N 端到 C 端，而阅读mRNA的方向是从5′端到3′端。
医学微生物学课件：噬菌体
04
噬菌体的检测与防治
噬菌体的检测方法
噬菌斑法
在细菌培养物上加病毒液，培养后观察透明圈， 透明圈越大表示病毒活性越强。
血清学检测
利用特异性抗体检测噬菌体抗原，以确定其存在 和种类。
分子生物学方法
如PCR、基因测序等，通过对病毒基因序列的分 析，准确快速地检测噬菌体。
噬菌体的防治策略
加强卫生管理
分布
噬菌体广泛分布于自然界，如水、土壤、动物肠道等，同时也在人类生产活 动中广泛存在，如食品、药品、医疗器械等。
噬菌体与人类健康的关系
致病性
某些噬菌体可导致人类肠道菌群失调，引起腹泻、发热等症状；在医院环境中，噬菌体还 可导致医院感染。
治疗与预防
烈性噬菌体在一定条件下可被激活，用于治疗细菌感染；同时，加强食品、药品、医疗器 械等的监管，可有效预防噬菌体感染。
为医学微生物学研究提供参考和借鉴
医学微生物学课件可以包含大量的最新研究成果和文献资料，为医学生的研究提 供参考和借鉴，例如在研究新型病毒或者细菌时，可以通过课件学习相关的知识 和技术手段，从而更好地开展研究工作。
通过课件的学习，医学生可以了解更多的临床实践经验和最新治疗手段，例如在 面对新型病毒或细菌时，可以通过课件学习相关的防控和治疗方案，从而更好地 服务临床实践。
THANKS
生物技术应用
噬菌体展示技术是一种重要的生物技术方法，可用于研究蛋白质-蛋白质相互作用、筛选 抗体药物等。
02
噬菌体的生命周期与感染机制
噬菌体的生命周期
吸附
噬菌体识别并吸附到宿主细胞表面 。
侵入
通过酶解或融合方式进入宿主细胞 。
增殖
在宿主细胞内进行核酸复制、蛋白 质合成及组装。
分子生物学简介
分子生物学（molecHarbiology）从分子水平研究作为生命活动主要物质基础的生物大分子结构与功能，从而阐明生命现象本质的科学。
重点研究下述领域：（1）蛋白质（包括酶）的结构和功能。
（2）核酸的结构和功能，包括遗传信息的传递。
（3）生物膜的结构和功能。
（4）生物调控的分子基础。
（5）生物进化。
分子生物学是第二次世界大战后，由生物化学，、遗传学，微生物学,病毒学，结构分析及高分子化学等不同研究领域结合而形成的一门交叉科学。
目前分子生物学已发展成生命科学中的带头学科。
随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前，特别是当人们了解到遗传密码是由RNA转录表达的以后，生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密，而是开始跃跃欲试，设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。
如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去，将DNA 重新组织一下，就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型，这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。
这种做法就像技术科学的工程设计，按照人类的需要把这种生物的这个基因与那种生物的那个基因重新施工,组装成新的基因组合，创造出新的生物。
这种完全按照人的意愿，由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术，就称为基因工程,或者说是遗传工程”生物学的研究可以说长期以来都是科研的重点，惟其所涉及的方方面面与人类生活紧密相连。
本世纪50年代以前的生物学研究，虽然有些已进入了微观领域，但总的来说，主要是研究生物个体组织、器官、细胞或是亚细胞这些东西之间的相互关系。
50年代中期，随着沃森和克里克揭示出DNA分子的空间结构，生物学才真正开始了其揭开分子水平生命秘密的研究历程。
到70年代，重组DNA技术的发展又给人们提供了研究DNA的强有力的手段，于是分子生物学就逐渐形成了。
顾名思义，分子生物学就是研究生物大分子之间相互关系和作用的一门学科，而生物大分子主要是指基因和蛋白质两大类；分子生物学以遗传学、生物化学、细胞生物学等学科为基础，从分子水平上对生物体的多种生命现象进行研究；分子生物学在理论和实践中的发展也为基因工程的出现和发展打下了良好的基础，因此可以说基因工程就是分子生物学的工程应用。
《分子生物学》复习指南
《分子生物学》复习指南《分子生物学》复习指南答案一、名解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)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份。
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。
分子生物学研究方法习题
分子生物学常用技术练习题1【测试题】【名词解释】1．blotting（印渍技术）2．Southern blotting 3．Northern blotting 4．Western blotting 5．dot blotting 6．DNA芯片技术7．PCR 8．功能基因组学9．蛋白质组学10．功能性克隆11．定位克隆12．转基因技术13．核转移技术（克隆技术）14．基因剔除15．分子杂交【参考答案】一、名词解释１．blotting（印渍技术）：是将存在于凝胶中的生物大分子转移于固定化介质上并加以检测分析的技术。
２．Southern blotting：将限制性内切酶酶切电泳后的DNA转移至NC膜上，再与核酸探针杂交的技术。
３．Northern blotting：将电泳后的RNA转移至NC膜上，再与核酸探针杂交的技术。
４．Western blotting：将聚丙烯酰胺凝胶电泳后的蛋白质转移至NC膜上，再与另一标记蛋白质分子（如抗体）杂交的技术。
5．dot blotting：不经电泳分离直接将样品点在NC膜上用于杂交的技术。
6．DNA芯片技术：指采用原位合成或显微打印手段，将数以万计的DNA探针固化于支持物表面上，产生二维DNA探针阵列，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号来实现对生物样品快速、并行、高效地检测或医学诊断。
由于常用硅芯片作为支持物，且在制备过程运用了计算机芯片的制备技术，故称基因芯片技术。
7．PCR：多聚酶链式反应，是一种快速简便的体外DNA扩增技术，能在很短时间内，将几个拷贝的DNA放大上百万倍。
8．功能基因组学：指探讨单一类细胞（组织）在其生命的一定时刻、一定条件所表达的基因的种类和数量；比较不同细胞之间、或同一细胞在不同条件下基因表达的差异。
9．蛋白质组学：是指细胞或组织中基因组所表达的全部蛋白质，尤其是指对于不同生命时期，或正常、或疾病、或给药前后的蛋白质变化所作的分析。
生物化学第12章-分子生物学常用技术
第十二章分子生物学常用技术及应用【授课时间】3学时【目的要求】1．掌握基因工程与重组DNA技术相关概念，核酸分子杂交、探针、PCR、DNA 芯片技术、基因诊断和基因治疗的概念。
2．熟悉重组DNA技术、PCR的基本原理及基本反应步骤。
3．了解基因工程在医学中的应用，PCR 的主要用途。
4．了解DNA芯片技术的原理与方法，基因诊断与基因治疗的应用。
【教学内容】1．一般介绍：基因工程2．一般介绍：核酸分子杂交技术3．一般介绍：聚合酶链反应4．一般介绍：DNA芯片技术5．一般介绍：基因诊断与基因治疗【授课学时】3学时第十二章分子生物学常用技术及应用第一节基因工程第二节核酸分子杂交技术第三节聚合酶链反应第四节 DNA芯片技术第五节基因诊断与基因治疗第一节基因工程噬菌体(bacteriophage，phage)是感染细菌的一类病毒，因其寄生在细菌中并能溶解细菌细胞，所以称为噬菌体。
用于感染大肠杆菌的λ噬菌体改造成的载体应用最为广泛。
（一）目的基因的制备目的基因是指所要研究或应用的基因，也就是需要克隆或．基因组DNA文库cDNA文库．聚合酶链式反应（polymerase chain reaction．化学合成（二）目的基因与载体的连接将目的基因或序列插入载体，主要通过DNA（二）Northern 印迹杂交Northern 印迹杂交是指将待测RNA 样品经电泳分离后转移到固相支持物上，然后与标记的核酸探针进行杂交，检测的方法。
其基本原理和基本过程与印迹杂交主要用于检测各种基因转录产物的大小、转录的量及其变化。
（三）斑点及狭缝印迹杂交分子杂交实验①②③目录三、探针的标记（一）探针的特征探针的特点：①要加以标记、带有示踪物，便于杂交后检测，②应是单链，若为双链用前需先行变性为单链；③具有高度特异性，只与靶核酸序列杂交；④标记的探针应具有高灵敏度、稳定、标记方法简便、安全。
（二）探针的种类及制备探针第四节 DNA芯片技术第五节基因诊断与基因治疗。
分子生物学
分子生物学是如何产生和发展的？什么是中心法则？简述其产生的背景和重要意义。
（要求：2000－3000字时间：2周）分子生物学是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。
自二十世纪五十年代以来，分子生物学一直是生物学的前沿与生长点。
分子生物学的发展大致可以分为三个阶段，第一个是准备和酝酿阶段，第二个是现代分子生物学的建立和发展阶段，第三个是初步认识生命本质并改造生命的深入发展阶段。
下面将就这三个阶段的主要任务和功绩做简单的介绍。
第一阶段：在上世纪的后期，巴斯德由于发现了细菌而在自然科学史上留下丰功伟绩，但是他的“活力论”观点，即认为细菌的代谢活动必须依赖完整细胞的看法，却阻碍了生物化学的进一步发展。
直至1890～1900年问suchner兄弟证明酵母提出液可使糖发酵之后，科学家们才认识到细胞的活动原来可以再拆分为更细的成分加以研究。
此后相继结晶了许多酶，如腺酶（Sumner，1926）、胰蛋白酶（Northrop，1930）及胃蛋白酶（Northrop及Kunitz，1932）等，并且证实了这些物质都是蛋白质。
这些成果开辟了近代生物化学的新纪元。
事实上，分子生物学正是在科学家们打破了细胞界限之日诞生的。
在这以后的几十年间，科学界普遍认为，蛋白质是生命的主要物质基础，也是遗传的物质基础。
与此同时，被湮没达35年之久的孟德尔遗传定律（1865），又被重新发现，摩根等在这个定律基础上建立了染色体学说，使遗传学的研究引起了科学界的重视。
这个时期，尤其是在第一次世界大战之后，正是物理学空前发达的年代，量子理论和原子物理学的研究表明，尽管自然界的物质变化万千，但是组成物质的基本粒子相同，它们的运动都遵循共同的规律。
那么，是否可以应用物理学的基本定律来探讨和解释生命现象呢？不少科学家抱着这个信念投身到生命科学的研究中，从而开始了由物理学家、生化学家、遗传学家和微生物学家等协同作战的新时期，在这个时期里，科学家们各自沿着两条并行不悖的路线进行研究。
医学微生物学课件噬菌体
噬菌体可以用于治疗耐药性细菌感 染，通过噬菌体对细菌的裂解作用 ，破坏细菌的生存能力。
此外，噬菌体在肿瘤免疫治疗方面 也具有潜在的应用价值。
在农业和环境中的应用
噬菌体可以作为生物农药，通过与病原菌结 合，抑制病原菌的生长和传播。
此外，噬菌体在环境治理方面也具有潜在的 应用价值，例如用于净化污水和降解有机污
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蛋白质外壳决定噬 菌体的特异性，可 以识别、结合并侵 入宿主细胞。
尾部
由尾鞘、尾管和尾板组成。
尾鞘和尾管共同形成噬菌体的尾部，尾板则帮助噬菌体吸附和侵入宿主细胞。
尾部与头部之间通过颈部相连。
噬菌体的基因组
噬菌体的基因组通常由DNA或 RNA组成，其大小和复杂性因
噬菌体种类而异。
噬菌体的基因组编码了其生命 周期和复制策略所需的所有基
医学微生物学课件噬菌体
2023-10-30
contents
目录
• 噬菌体概述 • 噬菌体的结构与组成 • 噬菌体的复制周期 • 噬菌体与宿主之间的相互作用 • 噬菌体的应用与前景 • 相关词汇解释
01
噬菌体概述
定义与特性
定义：噬菌体是一种病毒，只能感染细 菌和其它微生物。
结构简单，由DNA或RNA和蛋白质外壳 组成。
装配与释放
装配
噬菌体使用宿主细胞的机制来装配其蛋白质外壳和基因组。
释放
一旦噬菌体组装完毕，它就会裂解宿主细胞并释放出新的噬 菌体颗粒。
04
噬菌体与宿主之间的相互 作用
噬菌体对宿主的影响
01
02
03
裂解性感染
噬菌体在宿主细胞内复制 增殖，最终导致宿主细胞 裂解死亡。
溶原性感染
分子生物学简答题
分子史上的经典事件答：1953watson 和crick 提出的DNA分子双螺旋模型在科研过程中，要具有清醒的宏观洞察力、非凡的科学想像力和严密的逻辑思维能力，选择正确的研究路线，广泛借鉴他人的研究成果并加以综合性的科学思考。
分子生物学的理论基础是主要的研究策略有（第一章）答：1958年，克里克提出两个学说，奠定了分子生物学的理论基础。
第一个学说是“序列学说”，它认为一段核酸的特殊性完全由它的碱基序列决定，碱基序列编码一个特定蛋白质的氨基酸序列，蛋白质的氨基酸序列决定了蛋白质的三维结构。
第二个学说是“中心法则”，遗传信息只能从核酸传递给核酸，或核酸传递给蛋白质，而不能从蛋白质传递给蛋白质，或是从蛋白质传回核酸。
研究策略：体内和体外实验的结合将遗传和DNA联系起来。
体内（In vivo）实验：在活体内进行的实验，包括在培养的细胞或组织。
体外（In vitro）实验：在细胞提取物中，或者是人工合成的细胞成分混合物中。
分子与其他学科关系生物学离不开生物学技术答：分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞学、以至信息科学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的。
现代生物学的发展越来越多的应用分子生物学的理论和方法进行研究。
什么是分子生物学广义的概念：分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学。
狭义的概念：从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学，主要指遗传信息的传递（复制）、保持（损伤和修复）、基因的表达（转录和翻译）与调控等，也称之为基因的分子生物学。
DNA分子在结构上为什么最适合作为遗传信息载体（第二章第一节）化学性质比较稳定，DNA复制时严格遵守碱基互补配对原则，且为半保留复制；四种脱氧核糖核苷酸可以组成不同的长链，可以携带大量遗传信息。
DNA提取操作要点是（第二章第一节）提取原则：保持一级结构的完整性，将其他生物大分子的污染降到最低。
分子生物学课件λ噬菌体基因表达的调控
OR3
CI
O R2
PR
CRO
O R1
P RM
G/C as axis IR seq of 17 bp
OL3
O L2
O L1
CI
OR1, OR2, OR3 序列的差异， 决定了CI-p, CRO-p 与其的结合力
For CI-p (repressor) For CRO-p (repressor)
OR1 ＞ OR2 ＝ OR3 OR1 ＝ OR2 ＜ OR3
P RE
Cis- factor
Trans-factor
F的基因组成
C gene （与溶原直接相关）
λ ? host ? lysogenic ? tuibid colony C gene mut. ? lytic ? Clear plaque
P RE
Early
N-P Anti-termination
Delayed early stage
Anti-termination in Rho-dependent terminator
TR1; Rho-dependent terminator 8s Cro RNA
Np
NuTR
Cro
CII
16s RNA
Immediate early stage; N & Cro genes transcription from P L & P R
Delayed early stage; N-p required for anti-termination at T L & T R
Late stage; Q-p required
λ噬菌体基因表达的调控
2006
烈性噬菌体（ lytic phages ） 温和噬菌体（ temperate phages ）
(完整word版)《基础分子生物学》复习题及参考答案
《基础分子生物学》复习题及参考答案一、填空题1.核酸分子中糖环与碱基之间为β型的糖苷键，核苷与核苷之间通过磷酸二酯键连接成多聚体。
2.DNA变性后，紫外吸收增加，粘度下降，浮力密度升高，生物活性丧失。
3.DNA双螺旋直径为 2 nm，每隔 3.4nm上升一圈，相当于10个碱基对。
4.Z-DNA为左手螺旋。
5.hn-RNA是真核生物mRNA的前体。
6.用Sanger的链末端终止法测定DNA一级结构时，链终止剂是双脱氧核苷三磷酸。
7.维系DNA双螺旋结构稳定的力主要有氢键和碱基堆积力。
8.在碱性条件下，核糖核酸比脱氧核糖核酸更容易降解，其原因是因为核糖核酸的每个核苷酸上-OH 的缘故。
9.DNA复制时，连续合成的链称为前导链；不连续合成的链称为随从链。
10.DNA合成的原料是四种脱氧核糖核苷三磷酸；复制中所需要的引物是RNA 。
11.DNA合成时，先由引物酶合成 RNA引物，再由 DNA聚合酶Ⅲ在其3′端合成DNA链，然后由 DNA聚合酶Ⅰ切除引物并填补空隙，最后由 DNA连接酶连接成完整的链。
12.细菌的DNA连接酶以NAD为能量来源，动物细胞和T4噬菌体的DNA连接酶以ATP为能源。
13.大肠杆菌RNA聚合酶的全酶由α2ββ′σ组成，其核心酶的组成为α2ββ′。
14.RNA转录过程中识别转录启动子的是σ因子，协助识别转录终止部位的是ρ因子。
15.真核细胞mRNA合成后的成熟过程包括戴帽、加尾、剪接、甲基化修饰。
16.遗传信息由RNA传递到 DNA 的过程称为逆转录，由逆转录酶催化。
17.反密码子第 1 位碱基和密码子第 3 碱基的配对允许有一定的摆动，称为变偶性。
18.在原核细胞翻译起始时，小亚基16SrRNA的3′端与mRNA5′端的 SD序列之间互补配对，确定读码框架，fMet-tRNA f占据核糖体的 P位点位置。
19.细胞内多肽链合成的方向是从 N 端到 C 端，而阅读mRNA的方向是从 5′端到3′端。
医学微生物学：噬菌体
噬菌体在病毒演化与传播方面具有重 要研究价值，有助于提高对病毒性疾 病的认识和防控水平。
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噬菌体在治疗中的应用
噬菌体疗法是一种替代抗生素治疗的新方 法。噬菌体可以特异性地感染并杀死某些 特定的病原体，如细菌和病毒，而不会对 宿主产生毒性。此外，噬菌体可以作为载 体，将外源基因导入宿主细胞中，以治疗 某些遗传性疾病。
噬菌体在疫苗开发中的应用
噬菌体疫苗的优势
噬菌体疫苗具有特异性强、安全性高、稳定性好等优点。与 传统的疫苗相比，噬菌体疫苗可以避免使用抗生素和免疫抑 制剂等化学药物，减少了对人体免疫系统的负面影响。
噬菌体与宿主互作机制的研究
噬菌体如何与宿主细菌互作是当前研究的热点之一。研究揭示了噬菌体在入侵、复制、成 熟和释放过程中与宿主细菌的相互作用机制。
噬菌体疗法的研究
随着抗生素耐药的日益严重，噬菌体疗法作为一种替代疗法越来越受到关注。研究重点在 于寻找针对特定病原菌的噬菌体并优化其治疗方案。
噬菌体研究的挑战与难点
正面影响
噬菌体可以作为杀菌剂，用来治疗细菌感染，尤其是对于一些耐药性细菌的治疗 具有重要意义。此外，噬菌体还可用于肠道微生态平衡的调节等。
负面影响
噬菌体也会导致细菌耐药性的传播和扩散，给临床治疗带来困难。此外，某些噬 菌体也会感染人类细胞，导致人类疾病的发生。因此，对于噬菌体的研究和使用 需要谨慎对待。
侵入过程
噬菌体通过宿主细胞表面的融合、内吞等方式进入细胞内部 。
噬菌体的基因表达与调控
基因表达
噬菌体在感染宿主细胞后，通过转录和翻译等过程，表达自己的基因。
基因调控
噬菌体通过调节基因表达的过程，控制感染和复制的进程。
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12.16 Cooperative interactions increase the sensitivity of regulation. 协同作用可以增加调节 的敏感性
• 结合在OL1和OL2的阻遏物二聚体与结合在 OR1和OR2的二聚体相互作用并形成八聚体.
• 八聚体的形成可将OL3靠近OR3, 这样可以 允许结合在上面的二聚体相互作用.
• 感染后, 通过宿主RNA聚合酶转录的早期基因 包括或组成了用于噬菌体中期基因表达必需 的调节因子.
• 这些中期基因又包括了用于晚期基因转录的 调节因子.
• 这导致噬菌体感染过程中的各组基因的有序 表达.
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噬菌体裂解进程由 级联反应所调控, 在这个过程中, 一 个时期的基因产物 是下一个时期表达 的基因所必需的.
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溶源通过一个自 主调控回路维持. 如果回路被干扰, 则裂解周期开始.
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12.10 The repressor and its operators define the immunity region. 阻抑物和它的操纵基因 界定了免疫区.
• 溶源性噬菌体产生免疫性, 而不再被具有同 一免疫区的其他噬菌体所感染.
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12.6 Lambda immediate early and delayed early
genes are needed for both lysogeny and the lytic cycle. 裂解周期和溶源化都需要噬菌体早早期 和迟早期基因.
• 噬菌体有两条早早期基因, N和cro, 它们由宿 主RNA聚合酶转录.
• N为表达迟早期基因所必需. • 有三个迟早期基因为调控基因: cII、cIII和Q. • 裂解周期需要基因cro和基因Q的表达. • 溶源需要迟早期基因cII和cIII.
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噬菌体裂解级 联途径与溶源回 路连锁.
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12.7 The lytic cycle depends on antitermination. 裂解周期依赖抗终止作用.
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12.9 Repressor maintains an autogenous circuit. 阻抑物维持自主调控回路.
• 阻抑物结合在OL位点关闭了从PL开始的N基 因转录.
• 阻抑物结合在OR位点关闭了cro基因转录,同 时, 它是cI基因转录所需要的.
• 阻抑物结合到操纵基因上, 与此同时关闭通 往裂解周期的途径并促进其自身的合成.
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12.15 Repressor at OR2 interacts with RNA polymerase at PRM. OR2上的阻抑物与PRM上的 RNA聚合酶相互作用.
• OR2上的阻抑物的DNA结合区接触RNA聚 合酶, 并使其稳定地结合在PRM上.
• 这是阻遏维持的自主调控基础.
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12.14 Repressor dimers bind cooperatively to the operator. 阻抑物二聚体协同结合操纵基因.
• 一个阻抑物结合操纵基因后将增强下一个 阻抑物结合相邻操纵基因的亲和力.
• 与OL1和OR1的亲和力比其他操纵基因大10 倍, 所以它们首先被结合.
• 这种协同作用使低浓度阻抑物也能结合 O1/O2位点.
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每个操纵基因包含三个阻抑物结合位点, 它
们与RNA聚合酶所结合的启动子重叠. OL以 与通常方向相反的教位学pp置t 把放以便与OR比较.19
当噬菌体阻抑物的两个二聚体协同结合DNA
时, 一个二聚体的两个亚基分别与另一个二聚
体的一个亚基结合.
• cI基因突变后不能维持溶源态. • cI 编码作用于OL和OR操纵基因的阻抑物, 关
闭早早期基因的转录. • 因早早期基因会引发调控的级联反应, 所以对
它们的阻遏将阻止裂解周期的进行.
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噬菌体调控区含有一些反式作用功能和顺式 作用元件.
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野生型噬菌体 和烈性突变体可 以通过噬菌斑的 形态区分.
• 这些协同作用可以增加调节的敏感性.
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• OL和OR上的阻遏物相互作用并形成八聚体.
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• 更高浓度的阻遏物结合到OL3和OR3.
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12.17 The cII and cIII genes are needed to establish lysogeny. cII和cIII基因是建立溶源 态所需的.
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噬菌体有两个早 期转录单位; 在 “左向” 单位中, “上方”的链是向 左转录; 在 “右向” 单位中, “下方”的 链表示向右转录.
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10
噬菌体DNA在感 染过程中成环, 如 此晚期基因簇形成 一个完整转录单元.
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11
12.8 Lysogeny is maintained by repressor protein. 溶源态依靠阻抑物维持.
• pN是抗终止因子, 能使RNA聚合酶通过两 条早早期基因的终点而继续转录.
• pQ是迟早期基因的产物, 也是抗终止子, 能 使RNA聚合酶转录晚期基因.
• 因为噬菌体DNA在感染后环化, 所以晚期 基因组成了一个单独的转录单元.
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8
噬菌体图谱显示功能相关基因的成簇现象. 该基因组有48,514bp.
• RNA聚合酶在启动子PRE上起始转录需要迟 早期基因产物CII和CIII.
• CII蛋白直接作用于启动子而CIII蛋白则保 护CII蛋白不被降解.
• 从PRE开始的转录导致阻抑物的合成, 同时 它也封闭了cro的转录.
Chapter 12
PHAGE STRATEGIES
噬菌体策略
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1
12.1 Introductio宿 主细菌的破裂, 而溶 源生存方式使噬菌 体基因组成为细菌 遗传信息的一部分.
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2
细菌中存在的若干种独立的遗传单位.
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3
12.3 Lytic development is controlled by a cascade. 裂解发育受级联反应控制.