08-3h-定点突变与基因打靶技术(李冬民)解析
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基因打靶名词解释
基因打靶是指在治疗疾病时,针对特定基因进行干预,以达到治疗效果的方法。
以下是相关名词解释:
1. 基因:生物体中具有特定遗传信息的DNA序列单元。
2. 靶基因:待治疗的特定基因,对该基因进行治疗干预。
3. RNA干扰技术(RNAi):利用人工合成的小RNA分子,
靶向性地沉默靶基因的表达。
4. 基因编辑技术:CRISPR-Cas9技术等,可以对基因进行切除、插入或修复,实现对靶基因进行精准编辑。
5. 药物靶向干预:通过设计特定的小分子药物,靶向地干预靶基因的表达和功能。
6. 基因表达谱分析:对疾病患者进行基因表达谱分析,寻找与疾病相关的靶基因,为基因打靶治疗提供依据。
定点突变技术的原理和步骤嘿,咱今儿来聊聊定点突变技术呀!这玩意儿可神奇了呢!你想啊,就好像是一个特别厉害的魔法,能让基因按照我们的想法来变一变。
那定点突变技术的原理是啥呢?简单来说,就是要精准地在基因的特定位置上搞点小改动。
这就好比是在一个庞大的基因拼图里,准确地找到那一块我们想要动的小拼图,然后给它换个模样。
这可不是随随便便就能做到的哦,得有非常精细的操作和技巧才行呢。
那具体咋操作呢?这步骤可不能马虎。
首先呢,得设计好要突变的那个点,这就像是给要走的路先规划好方向,可不能瞎走。
然后,要准备好各种工具和材料,这就跟出门得带好钥匙、钱包一样重要。
接下来,就是真正开始动手啦!就像一个精巧的工匠,小心翼翼地对基因进行操作。
把原来的那块小拼图取出来,再把我们准备好的新的放进去。
这过程可得特别仔细,不能有一点差错,不然可就前功尽弃啦!做完这些还不算完哦,还得检查检查,看看变的对不对,效果好不好。
这就像我们做完作业得检查一遍一样,可不能马马虎虎的。
你说这定点突变技术是不是很神奇?它能让我们对基因进行精确的改造,为很多领域带来了巨大的帮助。
比如说在医学上,能帮助我们研究疾病的发生机制,找到更好的治疗方法。
在农业上呢,能让农作物变得更优秀,产量更高,品质更好。
想象一下,如果没有定点突变技术,我们对基因的了解和利用会少多少啊!那得是多大的损失呀!所以说,这项技术真的是太重要啦!总之呢,定点突变技术就是这样一个既有趣又有用的东西。
它让我们对基因的操控变得更加精准和有效。
我们要好好利用它,让它为我们的生活带来更多的好处和惊喜。
你说是不是呀?。
定点突变的原理和应用1. 定点突变的定义定点突变是指在DNA序列中发生的局部突变,导致该位置的碱基序列发生改变。
这种突变只发生在特定的位点上,不会影响其他的DNA区域。
2. 定点突变的原理定点突变通常是通过基因编辑技术实现的,最常用的技术是CRISPR/Cas9系统。
以下是定点突变的原理步骤:•选择目标基因:首先需要选择一个或多个目标基因进行突变。
•设计RNA引导序列:设计一个RNA引导序列,使其能够与目标基因的特定区域配对。
•制备Cas9蛋白:将Cas9蛋白在实验室中通过重组技术制备出来。
•激活CRISPR/Cas9系统:给细胞提供Cas9蛋白和RNA引导序列,激活CRISPR/Cas9系统。
•RNA引导序列与目标基因配对:激活后的Cas9蛋白会与RNA引导序列形成复合物,引导该复合物与目标基因的特定区域配对。
•Cas9蛋白的剪切活性:一旦Cas9蛋白与目标基因配对成功,其剪切活性会被激活,导致目标基因的突变。
3. 定点突变的应用定点突变技术在生命科学研究和生物工程领域有广泛的应用。
下面列举了一些常见的应用领域:3.1 疾病研究通过定点突变技术,可以模拟、研究多种遗传性疾病。
通过突变引入到实验动物模型中,可以深入了解疾病的发生机制、病理过程和潜在治疗方法。
3.2 基因治疗定点突变技术可以用于基因治疗,通过修复特定基因的突变来治疗某些遗传性疾病。
例如,修复CFTR基因的突变可以治疗囊性纤维化。
3.3 遗传改良定点突变技术可用于改良作物品种,使其具有更好的品质、更高的产量或更强的抗逆能力。
3.4 新药开发定点突变技术可以用于研究药物的作用机制和副作用,以及筛选潜在的药物靶点。
3.5 细胞工程通过定点突变技术,可以对细胞进行工程改造,从而使其具有特定的功能或性状,广泛应用于医药、能源和材料等领域。
4. 定点突变技术的优势和挑战定点突变技术相比传统的突变技术具有以下优势:•准确性:定点突变技术可以实现特定位点的精确突变,避免了无关的突变。
定点突变的原理及应用1. 简介定点突变(Site-directed mutagenesis)是一种通过有意诱导改变DNA的特定位置的技术。
通过改变DNA序列,可以产生新的突变型,并用于研究基因功能、蛋白质结构与功能关系、以及药物设计等领域。
本文将介绍定点突变的原理及应用。
2. 原理定点突变技术主要有两种方法:化学法和分子生物学法。
以下是两种方法的原理说明:2.1 化学法化学法主要通过碱基修饰剂来改变DNA序列。
常用的方法是使用化学修饰剂N-methyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG) 或nitrous acid (HNO2)处理DNA,使其发生碱基突变。
这些碱基修饰剂会引起DNA中的碱基发生氧化、甲基化、烷基化等修饰,导致DNA序列的变化。
2.2 分子生物学法分子生物学法是目前应用较广泛的定点突变方法。
主要有以下几个步骤: 1)设计引物:根据目标突变位点的上下游序列,设计引物。
2)PCR扩增:使用设计的引物进行PCR扩增,得到含有突变位点的DNA片段。
3)点突变:使用特定的酶和突变体模板进行点突变反应,使目标位点发生突变。
4)验证突变:通过测序或其他技术手段验证突变是否成功。
3. 应用定点突变技术在许多领域都有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:3.1 研究基因功能定点突变可以用于研究基因功能和调控机制。
通过引入特定的突变体,可以观察到基因功能的变化,进而研究基因在生物体内的作用机制。
3.2 蛋白质结构与功能关系研究蛋白质的结构与功能之间具有密切的关系。
定点突变可以通过改变蛋白质的氨基酸序列,研究蛋白质结构与功能之间的关系。
通过观察突变体的结构和功能变化,可以揭示蛋白质的结构与功能之间的关联。
3.3 药物设计与筛选定点突变技术在药物设计与筛选中也有重要应用。
通过针对特定的基因位点进行突变,可以筛选出与目标药物相互作用的突变体,从而为药物设计和筛选提供理论依据。
押广东卷基因工程1、(2023广东高考)种子大小是作物重要的产量性状。
研究者对野生型拟南芥(2n=10)进行诱变筛选到一株种子增大的突变体。
通过遗传分析和测序,发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换,突变后的基因为隐性基因,据此推测突变体的表型与其有关,开展相关实验。
回答下列问题:(1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株,若突变体表型确由该突变造成,则转基因植株的种子大小应与_________植株的种子大小相近。
(2)用PCR反应扩增DAI基因,用限制性核酸内切酶对PCR产物和_________进行切割,用DNA连接酶将两者连接。
为确保插入的DAI基因可以正常表达,其上下游序列需具备_________。
(3)转化后,T-DNA(其内部基因在减数分裂时不发生交换)可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。
在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下,选出单一位点插入的植株,并进一步获得目的基因稳定遗传的植株(如图),用于后续验证突变基因与表型的关系。
①农杆菌转化T0代植株并自交,将T1代种子播种在选择培养基上,能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入了_________。
②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基,选择阳性率约_________%的培养基中幼苗继续培养。
③将②中选出的T2代阳性植株_________(填“自交”、“与野生型杂交”或“与突变体杂交”)所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基,阳性率达到_________%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。
为便于在后续研究中检测该突变,研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段,再使用限制性核酸内切酶X切割产物,通过核酸电泳即可进行突变检测,相关信息见下,在电泳图中将酶切结果对应位置的条带涂黑_________。
【答案】(1)野生型(2)①. 载体(基因表达载体)②. 启动子和终止子(3)①. DAI基因和卡那霉素抗性基因②. 75 ③. 自交④. 100 ⑤. 【解析】【分析】1、基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换;基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期;基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。
定点突变和饱和突变是两种常用的蛋白质工程技术,它们都可以改变目标基因的序列,从而影响蛋白质的结构和功能。
但是,这两种技术也有很大的不同,主要体现在以下几个方面:突变的范围定点突变是指在目标基因的特定位点上,引入预先设计好的碱基替换、插入或缺失,从而产生特定的氨基酸替换、添加或删除的突变体。
定点突变的目的是根据已有的关于蛋白质结构、功能、催化机理等信息,有目的地改变蛋白质性能或特异性。
饱和突变是指在目标基因的某一位点或某几个位点上,将原来的碱基替换成所有可能的其他碱基,从而产生所有可能的氨基酸替换的突变体。
饱和突变的目的是探索蛋白质功能和结构之间的关系,以及寻找具有改善或新颖性能的蛋白质突变体。
因此,定点突变是一种有选择性的突变技术,它只改变目标基因中感兴趣的部分;而饱和突变是一种无选择性的突变技术,它改变目标基因中所有可能的部分。
突变的方法定点突变通常采用PCR方法来实现,即利用合成的含有突变碱基的引物来扩增目标基因片段,并将其克隆到载体中。
这种方法虽然能够在特定位点引入特定碱基突变,但一次只能引入一种突变碱基,若进行饱和突变需要合成多条突变引物。
这样做既费时又费力,而且容易出错。
饱和突变则采用其他更高效和简便的方法来实现,比如使用简并密码子、随机引物、DNA重组等技术。
简并密码子是指可以编码多种氨基酸的密码子,比如NNK或NNS(N表示任意碱基,K表示G或T,S表示G或C),它们可以编码20种氨基酸中的19种(除了色氨酸)。
随机引物是指含有随机碱基序列的引物,它们可以产生各种不同组合的密码子。
DNA重组是指利用限制性内切酶、连接酶等酶来切割和连接不同来源或不同位置的DNA片段,从而产生新型DNA序列。
这些方法都可以在目标基因上产生大量不同类型和位置的突变,并且操作简单快速。
突变的效果定点突变和饱和突变对蛋白质性能和稳定性的影响也不尽相同。
定点突变通常是根据已知信息进行设计和预测的,因此它们往往能够达到预期的效果,比如增强或减弱蛋白质活性、改善或降低蛋白质亲和力、增加或减少蛋白质稳定性等。