基因工程原理复习重点

1. 基因家族（Gene family）

又叫多基因家族（Multigene family），系指同一生物体中，从同一祖先基因经过复制、突变而来的一组具有相似的核苷酸序列结构、相似产物、相似功能的基因群体。从广义上讲，同一基因家族的各个成员也可看作是重复基因。但两者相比，基因家族不同成员之间的序列差异毕竟要比重复序列的大一些，也就是说序列一致性程度还是较低一些。

2. 基因簇（Gene cluster）

系指原核生物基因组中，由不同的或相关的一组相邻基因组成的一种特殊的排列组合方式。

3.基因家族与基因簇二者的区别

属于同一多基因家族的各个成员，可以存在于不同的染色体上，也可以是存在于同一条染色体上。同一基因家族成员的判断标准：a．多重性；b．紧密的连锁性；c. 核苷酸序列同源性；

d. 相关的表型与功能。

基因簇的特点：

a．同一基因簇的不同成员，在遗传上往往是紧密连锁的；

b．同一基因簇的不同成员，可以是同属于同一个操纵子的不同结构基因，也可以是属于不同操纵子的不同结构基因。

c．同一基因簇的不同成员，可以是来自同一基因家族的不同成员，也可以是来自不同基因家族的不同成员。

4. 基因图（Gene map）：是描述染色体或DNA大分子上，不同基因的排列顺序及其间隔距离的一种线性图。

5. 基因作图（Gene mapping）：按照遗传学的方法或者是物理学的方法绘制基因图的过程，叫做基因作图。基因作图有时也叫做基因定位。它涉及如下两个具体的内容：

a.其一是确定被研究的目的基因与细胞染色体之间的关系，也就是说将目的基因定位在某条特定的染色体分子上。

b.其二是测定目的基因与所在染色体的其它基因之间的间隔距离，以及它们之间的线性排列顺序，亦即是确定目的基因在染色体上的位置。

基因图包括遗传图和物理图两种。两者之间的本质差别在于前者表示的是以重组率为单位的基因间的相对距离，而后者表示的是以碱基对（bp）为单位的基因间的实际距离。

6.基因增加(Gene addition)：与基因扩增概念不同，它是通过将一种或一群外源基因导入受体细胞，从而使受体细胞中基因种类增加，用以观察并研究其功能作用的一种基因工程策略。

7.基因扩增(Gene amplification):特指基因拷贝数增加的过程，包括如下5种不同情况：

①在体外，应用PCR技术和适当的引物，可使特定基因的拷贝数得到成功的扩增。②克隆，将基因插入到高拷贝数的质粒分子上，于是在体内情况下该基因的拷贝数也变的相应富裕起来。

③一些外界环境的压力因素可以使真核细胞产生适应性反应，从而导致相应的保卫基因发生明显扩增。例如，高剂量的氨甲喋呤可导致二氨叶酸还原酶基因发生扩增。④程序基因扩增。包括全基因组扩增和选择性扩增两种模式。前者是指通过增加细胞基因组的拷贝数，而使特定基因的拷贝数得以增加；后者是指因特定发育需要而偶尔增加对其产物需求量高的基因的拷贝数。例如，非洲爪蟾在发育过程中rRNA基因的扩增。⑤进化扩增，在生物进化过程中发生基因加倍和扩增，结果使相关的基因在基因组上聚集成簇。

8. 5'-侧翼序列区和3'-侧翼序列区

(1) 5'-侧翼序列区（5'-flanking sequence region)

位于mRNA转录起点之前的一段长度有限的DNA序列区，叫做5'-侧翼序列区，或者泛称为启动子区。在该区存在着数种控制基因转录的信号：

a. 确定mRNA起点的信号

b. 决定最大转录起始速率的信号

c. 对环境刺激作出反应的信号

d. 对发育程序作出反应的信号

e. 增强子序列区

(2) 3'-侧翼序列区（3'-flanking sequence region)

位于mRNA转录终点之后的一段长度有限的DNA序列区，叫做3'-侧翼序列区，也叫做3'-下游序列区。在该区存在着数种控制基因转录的信号：

a. 终止转录作用的信号

b. mRNA3'-末端的加工信号

c. 大多数真核基因的3'-末端还有一段poly(A)加尾信号，即多聚腺苷酸化信号

9.前导序列区和尾随序列区

(1) 前导序列区（leader sequence region）

指位于mRNA 5'-末端，起始密码子之前的一段长达数百个核苷酸的不转译的RNA区段，也叫前导序列或5'-非转译区，简称5'-UTR。它含有如下两种元件：

a. 核糖体结合位点（Ribosome-binding site ,RBS)

b. 转译起始信号

(2)尾随序列区（trailer sequence region)

指位于mRNA 3'-末端，终止密码子之后的一段非转译的核苷酸序列，叫做尾随序列区，也叫做尾随序列或3'-非转译区，简称3'-UTR，其长度约为100个核苷酸左右，它含有一个转录终止信号。

10. 真核基因和原核基因

真核基因：真核细胞核基因组DNA编码的基因，以及感染真核细胞的DNA病毒和反转录病毒基因组编码基因，统称真核基因。

原核基因：由原核生物染色体基因组DNA以及高等生物线粒体基因组DNA和叶绿体基因组DNA编码的基因，都属于原核基因。

11.真核基因与原核基因的共有组成部分

无论真核基因还是原核基因，其结构都有如下4个部分：

a. 编码区（coding region）

b. 非编码区（noncoding region)

c. 启动区(promoter region )

d. 终止区(terminator region)

1. 编码区

（1）编码区的含义：在原核蛋白质编码基因的mRNA分子中，以及在真核蛋白质编码基因的成熟mRNA分子中，从起始密码子（通常是AUG)开始至终止密码子（UAA,UAG,UGA)为止的一段编码氨基酸的核苷酸序列，叫做编码区，或称编码序列区。

（2）不连续的编码序列区：真核基因结构的主要特征是，许多真核蛋白质编码基因以及某些tRNA 基因，它们的转录序列区都是被一种叫做间隔子（intron)的非编码序列所间断，形成不连续的编码序列区。