基因工程复习材料

名词解释

α-互补：是指β-半乳糖苷酶基因（LacZ）上缺失近操纵基因区段的突变体与带有完整的近操纵基因区段的LacZ基因的突变体之间实现互补，从而产生具有β-半乳糖苷酶学活性蛋白的现象。

基因芯片技术：就是将大量探针分子固定于支持物上，根据碱基互补配对原理，与标记的样品分子进行杂交，通过检测杂交信号的强度及分布进而获取样品中靶分子的数量和序列信息。

限制性核酸内切酶：是一类能够识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，并由此切割DNA双链结构的核酸水解酶。

电穿孔法：是指在一个较大的电脉冲短暂破坏细胞膜的脂质双层，允许DNA等分子通过细胞膜进入细胞，而后细胞膜快速复原，保持细胞的完整。这种方法称为电穿孔法。穿梭载体：能够在两类不同宿主细胞中复制、增殖和选择的质载体，装有针对两种不同受体的复制子和遗传标记基因，便于基因克隆。

反向PCR：是用反向的互补引物来扩增两引物以外的DNA片段,即对某个已知DNA片段两侧的未知序列进行扩增。

人工染色体载体：利用染色体的复制元件来驱动外源DNA片段复制的载体。

芯片实验室：是将纳米技术引入生物芯片，在微小的硅材料表面，制造出能够对微量样品进行变性、分离、纯化、电泳、PCR扩增、加样及检测等微小结构，使过去一个实验的各个实验步骤微缩于一个芯片上,这种技术称为芯片实验室。

核酸分子杂交：核酸分子杂交是指核酸分子(DNA或RNA)在变性以后，在复性的过程中两个不同来源的且同源的核酸分子形成杂合双链的过程。

同尾酶:有一些来源不同的限制性核酸内切酶识别的靶序列也各不相同，但都产生相同的粘性末端，这类酶称为同尾酶。

融合蛋白：是指通过将两个或多个基因的开放阅读框按一定顺序连接在一起并通过表达而形成的杂合蛋白。

基因芯片：就是将大量探针分子固定于支持物上，根据碱基互补配对原理，与标记的样品分子进行杂交，通过检测杂交信号的强度及分布进而获取样品中靶分子的数量和序列信息。

同裂酶：不同来源的限制性核酸内切酶识别与切割相同的核苷酸靶序列，这类酶称为同裂酶。

基因表达: 从DNA分子有序地将其所承载的遗传信息,通过密码子和反密码子系统,转变由特定氨基酸顺序构成的多肽或蛋白质分子过程，从而决定生物有机体遗传表型。

实时荧光定量PCR：实时定量PCR在检测过程中通过检测标记的荧光信号的累积来实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析，故称为实时荧光定量PCR。

开放阅读框架（ORF）：起始于AUG、止于UAA、UGA、UAG的连续的密码子区域，是潜在的编码区。

质粒的不亲和性：在没有压力下,两种亲缘关系密切的不同质粒，不能够在同一个寄主细胞系中稳定地共存的现象。

转化：指将质粒DNA或以它为载体构建的重组质粒导入细菌中的过程。

融合基因：是指应用DNA体外重组技术构建的一类具有来自两个或两个以上的不同基因核苷酸序列的新型基因。

目的基因：指那些已被或者准备要被分离、改造、扩增或表达的特定基因或DNA片段。限制性核酸内切酶的星活性：限制性核酸内切酶在非标准反应条件下，能切割一些与其特异识别顺序类似的序列，降低酶切反应特异性的现象。

基因组是指某种特定生物全部染色体的遗传物质的总和，其大小通常以其全部的DNA 碱基对总数来表示。

基因载体:是指运载目的基因进入宿主细胞，使之能得到复制和进行表达的工具, 化学本质是DNA分子。

人工接头：是人工合成的具有一个或数个特定限制性内切酶识别和切割序列的双股平端DNA短序列。

受体细胞：是指能摄取外源DNA并使其稳定维持的细胞。

共转化：基因工程中将两个以上的基因同时导入感受态真核细胞的方法，又称共转染。复合PCR:在一个反应体系加入多对不同的PCR引物同时扩增，获得多个PCR产物，这种PCR称为复合PCR。

c DNA文库:是指将某种生物体某一发育时期所转录的全部mRNA经反转录形成的cDNA 片段与某种载体连接而形成的克隆的集合。

基因打靶技术：基因工程中利用活细胞染色体DNA可与外源DNA的同源性DNA序列发生重组的性质，来进行定点修饰改造染色体上某一目的基因的技术。

基因枪法：用高压气体加速把粘有DNA的细微金粉(或钨粉颗粒)打向细胞，穿过细胞壁、细胞膜、细胞质等层层构造到达细胞核，完成基因转移的方法。

DNA的物理图谱：是指某些限制酶的特异识别序列在DNA链上的出现频率和它们之间的相对位置，表现出一些部位的线性序列，它是DNA分子结构特性的反映。

基因亚克隆：是指将较大的克隆片段经酶切后，再将所有的小DNA片段与另一个载体连接转化的过程。

报告基因：基因载体上引入的一些可证明载体已经进入宿主细胞并可将含有目的基因的宿主细胞从其他细胞中识别区分甚至挑选出来的具有特殊标志意义的基因。

RT-PCR:是指以mRNA在反转录酶作用下合成cDNA第一链为模板进行的PCR。

表达载体：在克隆载体基础上，为使插入的外源DNA片段有效转录翻译成多肽，装有强化外源基因表达的强启动子以及利于表达产物分泌、分离和纯化的元件，这种载体称

为表达载体。

基因是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。反义技术：是指根据碱基互补原理，用人工合成（或生物体合成）的特定互补RNA或DNA片段（或其化学修饰产物）抑制或封闭基因表达的技术。

转基因动物：是指在其基因组内稳定地整合有外源基因，并能遗传给后代的动物。

简答题

1、简述PCR引物的设计一般原则。

答：①引物长度一般以18～30bp为宜，过短则降低特异性，过长则会引起引物间的退火而影响有效扩增，同时也增加引物合成的成本。

②避免引物内部出现二级结构，避免序列内有较长的回文结构，使引物自身不能形成发夹结构。

③G/C和A/T碱基均匀分布，G+C含量在40～60%之间，引物碱基序列尽可能选择碱基随机分布，避免出现嘌呤或嘧啶连续排列。

④要避免两个引物间特别是3`末端碱基序列互补以及同一引物自身3`末端碱基序列互补的，使它们不能形成引物二聚体或发卡结构。

⑤引物3`末端碱基一般应与模板DNA严格配对，并且3`末端为G、C或T时引发效率较高。

⑥引物5`末端碱基可不与模板DNA匹配，可添加与模板无关的序列(如限制性核酸内切酶的识别序列、ATG起始密码子或启动子序列等)，便于克隆和表达，但其保护碱基有一定的要求。

⑦引物的碱基顺序不能与非扩增区有同源性。

2、试述原核生物细胞表达的特点以及外源基因在原核细胞中表达具备条件。

答：原核生物细胞表达的特点：

(1)只有一种RNA聚合酶识别原核细胞的启动子，催化所有RNA的合成。

(2)原核生物的表达是以操纵子为单位的。操纵子是数个相关的结构基因及其调控区的结合，是一个基因表达的协同单位。

(3)原核生物的转录与翻译是偶联和连续进行的。

(4)原核细胞中缺乏真核细胞的转录后加工系统。

(5)其基因的控制主要在转录水平，这种控制要比对基因产物直接控制要慢。

(6)在大肠杆菌mRNA的核糖体结合位点上，含有一个翻译起始密码子及同16S RNA 3’末端碱基互补的序列，即SD序列。

条件：(1)通过表达载体将外源基因导入宿主菌，并指导宿主菌的酶系统合成外源蛋白。

(2)外源基因不能带有间隔顺序(内含子)，因而必须用cDNA或全化学合成基因，而不能用基因组DNA。

(3)必须利用原核细胞的强启动子和SD序列等调控元件控制外源基因表达。