《基因工程》----考试重点总结

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1、第一章基因工程概述第一节基因操作与基因工程基因操作(genemanipulation)：指对基因进行分离、分析、改造、检测、表达、重组和转移等操作的总称。基因工程(geneengineering)：通过工具酶，在体外将目的基因、基因片段或其它DNA元件进行切割，与适当的载体进行连接和重组，导入相应受体细胞，并使外源基因进行复制和表达，定向改造受体生物性状或获得表达产物。基因操作与基因工程的关系：基因操作的核心是基因重组(generecombination)技术，基因工程是基因操作、基因重组的核心内容和主要目的。基因工程的遗传学效果：受体生物发生遗传信息或遗传性状

2、的变化并能稳定遗传给下一代。第二节基因工程是生物科学发展的必然产物一、基因是基因重组的物质基础遗传因子、基因：是遗传信息的基本单位。从物质结构上看，基因是染色体组核酸分子。基因(gene)是作为遗传物质的核酸分子上的一段片段并具有遗传学功能，可以是连续的，也可以是不连续的，可以是DNA也可以是RNA,可以存在于染色体上，也可存在于染色体之外(如质粒、噬菌体等)。基因工程的理论基础：(1).明确了遗传信息的携带者一基因的载体是DNA,明确了遗传的物质基础。(2).DNA分子的双螺旋结构和半保留复制模型得以阐明，解决了基因的自我复制和传递问题。⑶.中心法则、操纵子学

3、说的提出以及遗传密码子的破译，解决了遗传信息的流向和表达问题。(4).遗传物质基础和中心法则的通用性决定了基因工程原理和技术在生物界普遍适用，尤其是可以实现跨越任何物种界限的遗传成分转移。自此，从理论上讲，基因工程已有可能成为现实基因工程的技术基础：(1).DNA体外切割和连接技术(限制性内切核酸酶和DNA连接酶的发现与应用，标志着DNA重组时代的开始)。⑵.克隆载体的发展与应用。(3).大肠杆菌转化体系的建立。(4).琼脂糖电泳技术的应用。(5).DNA测序技术的应用。(6).核酸杂交技术的应用。从技术上为基因工程的诞生奠定了基础。四、基因工程的内容1、基因操

4、作原理：(1)DNA和RNA的操作。(2)基因克隆与功能研究。(3)基因组学与生物信息学的应用。2、基因工程的应用：(1)生物反应器(bioreactor)：大规模生产生物活性分子如生长激素、胰岛素等。(2)遗传改良(geneticimprovement)、分子育种(molecularbreeding)、设计构建新物种。(3)基因治疗(genetherapy):人体转基因或基因组编辑。第三节基因的结构一一基因操作的理论基础一、基因的结构组成对基因操作的影响1、基因及其产物的共线性：一个基因的核昔酸序列与其产物的氨基酸序列一一对应。N个氨基酸=3N个编码碱基。2、

5、基因及其产物的非共线性。间断基因。内含子(intron)是指真核基因在RNA加工过程中从原初转录本中剪去而不进入成熟RNA结构、不具有氨基酸编码能力的一段序列。外显子(exon)：是真核基因转录本中剪去内含子后所保留的RNA片段，它们拼接并进行适当修饰后成为成熟RNA并执行相应功能。3、基因的重證性与可变性：基因的重亞性：单个DNA序列可编码一个以上的蛋白质，它们在结构上可以具有序列重复性，也可以是相互完全不同的全新蛋白质。原因：可变性转录起始位点、可变性起始位密码子、可变性编码终止位点、可变性剪接。开放读码框(openreadingframe,ORF)：成熟m

6、RNA中从起始密码子ATG至终止密码子(TAA、TAG或TGA2—)Z间形成的一个连续的氨基酸编码区间。以起始密码子的第1个碱基作为+1,其5'方向的第1个碱基为・1。4、启动子和终止子启动子(promoter)：基因转录过程屮控制起始的部位，通常是位于转录起始位点5'上游的一段DNA区间，其上有许多顺式元件。转录起始位点(transcriptionstansite)：起始转录的第一个碱基，也是掺入到RNA屮的第1个碱基。在转录研究中记为+1,其5'方向的第1个碱基(已属于启动子而非转录区)为・1。侧翼序列(flankingsequence)：一条核酸单链上位于

7、某一特定位置的5'或3'方向的序列。上游(upstream):一条核酸单链上位于某一碱基的5'方向。下游(downstream):一条核酸单链上位于某一碱基的3'方向。终止子(terminator)：位于基因的3'部位、终止基因转录过程的一段DNA区间。有依赖不依赖P因子两种。核糖体结合位点(ribosomalbindingsite,RBS)：位于mRNA起始密码子及其正上游的一段区间，是核糖体结合并起始翻译过程的位点。原核和真核的RBS显著不同。转录单位(transcriptionunit)/?$录本(transcript):从转录起始位点直至转录的最后一个碱

8、基之间被转录的RNA序列