基因重组与基因工程

基因工程名词解释：1基因工程：狭义的基因工程：是指将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传，表达出新产物或新性状。

广义的基因工程：是指DNA重组技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。

上游技术：基因重组、克隆和表达的设计与构建（即DNA重组技术）；下游技术：基因工程菌（细胞）的大规模培养、外源基因表达产物的分离纯化过程。

2．DNA重组技术：除少数RNA病毒外，几乎所有的基因都存在于DNA结构中，而用于外源基因重组拼接的载体也都是DNA分子，因此基因工程也称为DNA重组技术。

3．基因组文库：将某种生物基因组DNA经超声波或限制酶部分酶切处理后，与载体连接，转化宿主细胞，得到含全部基因的克隆群体。

4．cDNA文库：将某种生物基因组转录的全部mRNA通过反转录合成cDNA，与载体连接，转化宿主细胞，得到含全部表达基因的克隆群体。

5．PCR(polymerase chain reaction)：利用耐热DNA聚合酶的反复作用，通过变性-退火-延伸的循环操作，在体外迅速将DNA模板扩增数百万倍的操作技术。

6．Southern印迹杂交：是将DNA分子从电泳凝胶转印到硝酸纤维素膜上，进行核酸杂交的一种实验方法。

7．基因诊断：通过检测致病基因（包括内源基因与外源基因）的存在、量的多少，结构变化与否、表达水平是否正常，以确定被检查者是否存在基因水平的异常变化，以此作为疾病确诊的依据。

8．基因治疗(gene therapy)：指将人的正常基因或有治疗作用的基因，通过一定方式导入人体细胞，以纠正基因的缺陷或发挥治疗作用，从而达到治疗疾病目的的生物高技术。

9．转基因动物：是人类按自己的意愿，借助基因工程技术，将外源基因导入动物受精卵，有目的、有计划、有根据、有预见地改变动物的遗传组成，使外源基因与动物基因组整合、在体内稳定表达并能稳定遗传给后代的动物。

第十四章基因重组和基因工程一、自然界的基因转移和重组：基因重组(gene recombination)是指DNA片段在细胞内、细胞间，甚至在不同物种之间进行交换，交换后的片段仍然具有复制和表达的功能。

1．接合作用：当细胞与细胞相互接触时，DNA分子即从一个细胞向另一个细胞转移，这种遗传物质的转移方式称为接合作用（conjugation）。

2．转化和转染：由外来DNA引起生物体遗传性状改变的过程称为转化(transformation)。

噬菌体常常可感染细菌并将其DNA注入细菌体内，也可引起细菌遗传性状的改变。

通过感染方式将外来DNA引入宿主细胞，并导致宿主细胞遗传性状改变的过程称为转染(transfection)。

转染是转化的一种特殊形式。

3．整合和转导:外来DNA侵入宿主细胞，并与宿主细胞DNA进行重组，成为宿主细胞DNA的一部分，这一过程称为整合。

整合在宿主细胞染色体DNA中的外来DNA，可以被切离出来，同时也可带走一部分的宿主DNA，这一过程称为转导(transduction)。

来源于宿主DNA的基因称为转导基因。

4．转座：转座又称为转位（transposition），是指DNA的片段或基因从基因组的一个位置转移到另一个位置的现象。

这些能够在基因组中自由游动的DNA片段包括插入序列和转座子两种类型。

⑴插入序列：典型的插入序列（insertion sequence，IS）是长750-1500bp的DNA片段，由两个分离的反向重复序列和一个转座酶基因。

当转座酶基因表达时，即可引起该序列的转座。

其转座方式主要有保守性转座和复制性转座。

⑵转座子：转座子(transposons)是可从一个染色体位点转移到另一个位点的分散的重复序列，含两个反向重复序列、一个转座酶基因和其他基因（如抗生素抗性基因）。

免疫球蛋白重链基因由一组可变区基因（VH）和一组恒定区基因（CH）构成，通过这些基因的选择性转座和重组，就可以转录表达出各种各样的免疫球蛋白重链，以对付不同的抗原。

基因工程是要按人们的意愿去有目的地改造，创建生物遗传性，因此最基本的工程就是得到目的基因或核酸序列的克隆。

分离或改建的基因和核酸序列不能自身繁殖，需要载体携带它们到合适的细胞中复制和表现功能。

基因工程（ genetic engineering ）：狭义上讲，基因工程是指将一种或多种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。

又称DNA重组技术（DNA recombination）广义上讲，基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。

上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNA技术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。

供体、受体、载体构成了基因工程的三要素基因工程的工具酶（instrumental enzyme of gene engineering）是应用于基因工程各种酶的总称，包括核酸序列分析、标记探针制备、载体构建、目的基因制取、重组体DNA制备等所需要的酶类。

R-M系统是细菌安内御外的积极措施。

细菌R-M系统的限制酶可以降解DNA，为避免自身DNA的降解，细菌可以修饰（甲基化酶）自身DNA，未被修饰的外来DNA则会被降解。

限制性核酸内切酶（限制酶）：在细胞内能够识别双链DNA分子中的特定核苷酸序列，并对DNA分子进行切割的一种酶。

同裂酶：来源不同的限制酶识别相同的核苷酸靶序列。

产生同样的切割，形成同样的末端。

同尾酶：来源不同，识别的核苷酸靶序列也不相同，但切割后DNA分子产生的粘性末端EcoRⅠ在正常情况下识别GAATTC序列发生切割，但如果缓冲液中甘油浓度超过5%，其识别位点发生松动，可在AATT处发生切割，EcoRⅠ这种特殊的识别能力叫做星活性，用EcoR Ⅰ*表示。

星活性可造成位点切割机率不等，降解不完全。

甲基化酶也称修饰酶(modification enzyme)，用来修饰限制酶的识别序列，在该序列位点的胞嘧啶（C）5-氨基上加一个甲基，使得该序列可以被限制性内切酶识别而免于切割。

第十七章基因重组和基因工程一、单项选择题1.限制性核酸内切酶切割DNA后产生A. 5′磷酸基和3′羟基基团的末端B. 5′磷酸基和3′磷酸基团的末端C. 5′羟基和3′羟基基团的末端D. 3′磷酸基和5′羟基基团的末端E. 以上都不是2. 可识别并切割特异DNA序列的酶是A. 非限制性核酸外切酶B. 限制性核酸内切酶C. 限制性核酸外切酶D. 非限制性核酸内切酶E. DNA酶3. 有关限制性核酸内切酶，以下哪个描述是错误的？A. 识别和切割位点通常是4～8个bp长度B. 大多数酶的识别序列具有回文结构C. 在识别位点切割磷酸二酯键D. 只能识别和切割原核生物DNA分子E. 只能切割含识别序列的双链DNA分子4. 在重组DNA技术中催化形成重组DNA分子的酶是A. 解链酶B. DNA聚合酶C. DNA连接酶D. 内切酶E. 拓扑酶5. 对基因工程载体的描述，下列哪个不正确？A. 可以转入宿主细胞B. 有限制酶的识别位点C. 可与目的基因相连D. 是环状DNA分子E. 有筛选标志6. 克隆所依赖的DNA载体的最基本性质是A. 卡那霉素抗性B. 青霉素抗性C. 自我复制能力D. 自我表达能力E. 自我转录能力7. 重组DNA技术中常用的质粒DNA是A. 病毒基因组DNA的一部分B. 细菌染色体外的独立遗传单位C. 细菌染色体DNA的一部分D. 真核细胞染色体外的独立遗传单位E. 真核细胞染色体DNA的一部分8. 下列哪种物质一般不用作基因工程的载体？A. 质粒B. 噬菌体C. 哺乳动物的病毒D. 逆转录病毒ＤＮＡE. 大肠杆菌基因组9. 关于pBR322质粒描述错误的是Ａ．有一些限制酶的酶切位点Ｂ．含有1个ori.Ｃ．含有来自大肠杆菌的lacZ基因片段Ｄ．含个氨卞青霉素抗性基因Ｅ．含四环素抗性基因。

10. 以ｍＲＮＡ为模板催化ｃＤＮＡ合成需要下列酶A. RNA聚合酶B. DNA聚合酶C. Klenow片段D. 逆转录酶E. ＤＮＡ酶11. 催化聚合酶链反应需要下列酶A. RNA聚合酶B. DNA聚合酶C. Taq DNA聚合酶D. 逆转录酶E.限制性核酸内切酶12. 关于ＰＣＲ的描述下列哪项不正确？A. 是一种酶促反应B. 引物决定了扩增的特异性C. 扩增产物量大D.扩增的对象是ＤＮＡ序列E.扩增的对象是RNA序列13. 在基因工程中，DNA重组体是指A. 不同来源的两段DNA单链的复性B. 目的基因与载体的连接物C. 不同来源的DNA分子的连接物D. 原核DNA与真核DNA的连接物E. 两个不同的结构基因形成的连接物14. 基因工程操作中转导是指A. 把重组质粒导入宿主细胞B. 把DNA重组体导入真核细胞C. 把DNA重组体导入原核细胞D. 把外源DNA导入宿主细胞E. 以噬菌体或病毒为载体构建的重组DNA导入宿主细胞15. 重组DNA的筛选与鉴定不包括哪一方法A. 限制酶酶切图谱鉴定B. PCR扩增鉴定C. 显微注射D. 蓝白筛选E.抗药筛选二、多项选择题1. 在分子克隆中，目的DNA可来自A.原核细胞染色体DNAB.真核细胞染色体DNAC.人工合成的DNAD.聚合酶链反应E.真核细胞mRNA反转录获得的cDNA2. 重组DNA技术基本过程包括A.目的基因的获取B.克隆载体的构建C.目的DNA与载体的连接D.将重组体导入受体菌E.重组DNA分子转化受体菌的筛选3. 分子克隆又称A.基因克隆B.DNA克隆C.单克隆抗体制备D.构建基因组DNA文库E. 基因重组4. 参与聚合酶链反应体系的组分有A. DNA引物B. 目的DNAC. 三磷酸脱氧核苷D. Taq DNA聚合酶E. RNA聚合酶5．从基因组DNA文库或cDNA文库分离、扩增某一感兴趣基因的过程就是A.基因克隆B.分子克隆C.DNA克隆D.构建基因组DNA文库E.重组DNA技术6. 可用作克隆基因载体的DNA有A.细菌质粒DNAB.真核细胞基因组DNAC.病毒DNAD.酵母人工染色体E.噬菌体DNA7．将重组DNA分子导入受体细菌的方法有A.接合B.转座C.感染D.转染E.转化8．转染真核细胞的方法有A. 磷酸钙共沉淀法B. 电穿孔C. DEAE葡聚糖法D. 脂质体载体法E. 显微注射法9．下述操作可能用于基因工程过程的是Ａ．DNA的制备和酶解Ｂ．不同来源DNA的拼接Ｃ．重组DNA导入受体细胞Ｄ．细菌的生长和繁殖Ｅ．核酸分子杂交10．关于质粒DNA的叙述正确的是A.是基因组DNA的组成部分B.具有独立复制功能C.含有抗生素抗性基因D.含有感兴趣的目的DNAE.具有编码蛋白质的功能三、填空题１、DNA重组技术主要涉及两大核心技术：和。

第六章基因重组与基因工程教学大纲要求1.熟悉基因工程、基因文库、载体、限制性核酸内切酶、PCR等概念；2.掌握以质粒为载体进行DNA克隆的基本过程；3.了解重组DNA技术在医学上的应用。

教材内容精要一、自然界的基因转移和重组自然界不同物种或个体之间的基因转移和重组是经常发生的，它是基因变异和物种演变、进化的基础。

基因重组的方式有：接合作用、转化、转导、转座。

1．接合作用(Conjugation) 当细胞(细菌)与细胞(细菌)相互接触时，质粒DNA就可从一个细胞(细菌)转移到另一个细胞(细菌)。

2．转化与转导作用(1)转化作用(Transformation)：由外源性DNA导入宿主细胞，并引起生物类型改变或使宿主细胞获得新的遗传表型的过程，称为转化作用。

(2)转导作用(Transduction)：当病毒从被感染的(供体)细胞释放出来，再次感染另一(受体)细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组称为转导作用。

3．转座(转位)(Transposition) 可移动的DNA序列包括插入序列和转座子。

故由插入序列和转座子介导的基因转移或重排称转座。

转座是指一个或一组基因从一个位置转到基因组的另一个位置。

可分为插入序列(insertionsequenceIS)转座和转座予(transposons)转座。

4．基因重组不同DNA分子间发生的共价连接称基因重组。

基因重组有两种类型：位点特异的重组(sitespecial recombmatlon)和同源重组(homologous recomblnation)。

二、重组DNA技术’1．重组DNA技术的相关概念(1)DNA克隆：克隆(Clone)就是来自同一个体的相同的集合。

DNA克隆（DNA clone）：应用酶学方法在体外将目的基因与载体DNA结合成一具有自我复制能力的重组DNA分子，通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增，提取获得大量同一DNA分子的过程。

医学分子生物学名词解释——基因重组与基因工程1、同源重组：发生在同源序列间的重组，通过链的断裂和再连接，在两个DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换。

又称基本重组。

2、转化作用：通过自动获取或人为地供给外源DNA，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型，称为转化作用。

3、转导作用：当病毒从被感染的（供体）细胞释放出来、再次感染另一（供体）细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组即为转导作用。

4结合作用：当细胞或细菌通过菌毛相互接触时，质粒DNA从一个细胞（细菌）转移至另一细胞（细菌）的DNA转移称为接合作用。

5位点特异重组：是由整合酶催化，在两个DNA序列的特异位点间发生的整合。

6转座：由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为转座。

7、DNA克隆：应用酶学的方法，在体外将各种来源的遗传物质DNA与载体DNA结合成一具有自我复制能力的DNA分子——复制子，继而通过转化或转染宿主细胞，筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增提取获得大量同一DNA分子，也称基因克隆或重组DNA。

8、基因载体：为携带目的基因，实现其无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。

10、载体：克隆载体为使插入的外源DNA序列被扩增而特意设计的载体称为克隆载体。

9、表达载体：为使插入的外源DNA序列可转录翻译成多肽链而特意设计的载体称为表达载体。

10、同尾酶：有些限制性内切酶虽然识别序列不完全相同，但切割DNA后，产生相同的粘性末端，称为同尾酶。

15、配伍末端：有些限制性内切酶虽然识别序列完全相同，但切割DNA后产生相同类型的粘性末端，称为配伍末端，可进行相互连接。