生物技术药物-反义核酸与核酶
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姓名:乔艳红学号:**********年级:2010级班级:一班学院:生命科学学院时间:2011年11月9日核酶的发现与应用一、核酶的发现1981年,Thomas Cech和他的同事在研究四膜虫的26S rRNA前体加工去除基因内含子时获得一个惊奇的发现∶内含子的切除反应发生在仅含有核苷酸和纯化的26S rRNA前体而不含有任何蛋白质催化剂的溶液中,可能的解释只能是:内含子切除是由26S rRNA前体自身催化的,而不是蛋白质。
为了证明这一发现,他们将编码26S rRNA前体DNA克隆到细菌中并且在无细胞系统中转录成26S rRNA前体分子。
结果发现这种人工制备的26S rRNA前体分子在没有任何蛋白质催化剂存在的情况下,切除了前体分子中的内含子。
这种现象称为自我剪接(self-splicing),这是人类第一次发现RNA具有催化化学反应的活性,具有这种催化活性的RNA称为核酶。
这一发现之后不久,在酵母和真菌的线粒体mRNA和tRNA前体加工、叶绿体的tRNA 和rRNA前体加工、某些细菌病毒的mRNA前体加工中都发现了自我剪接现象。
Thomas Cech 因发现了核酶而获得1989年诺贝尔化学奖。
核酶的发现在生命科学中具有重要意义,在进化上使我们有理由推测早期遗传信息和遗传信息功能体现者是一体的,只是在进化的某一进程中蛋白质和核酸分别执行不同的功能。
核酶的发现为临床的基因治疗提供了一种手段,具有重要的应用前景。
二、核酶的概念核酶一词用于描述具有催化活性的RNA, 即化学本质是核糖核酸(RNA), 却具有酶的催化功能。
核酶的作用底物可以是不同的分子, 有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。
核酶的功能很多,有的能够切割RNA, 有的能够切割DNA, 有些还具有RNA 连接酶、磷酸酶等活性。
与蛋白质酶相比,核酶的催化效率较低,是一种较为原始的催化酶。
U pA G pU 5'3'5'外显子3'外显子内含子三、核酶的分类剪接型( splicing )核酶:这类核酶具有核酸内切酶和连接酶两种活性。
1.生物药物:又称为生物工程,是指人们以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其它基础学科的科学原理,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需产品或达到某种目的技术。
2.生物技术药物:采用DNA重组技术或其它生物技术生产的用于预防、治疗和诊断疾病的药物,主要是重组蛋白和核酸类药物,如细胞因子、纤溶酶原激活剂、血浆因子等。
3.质粒载体:质粒是指独立于原核生物染色体之外具有自主复制能力的遗传物质。
分三种构型:共价闭合环状DNA(cccDNA)、开环DNA(ocDNA)、线状DNA(IDDNA)。
在琼脂糖凝胶电泳中迁移率:cccDNA > IDDNA > ocDNA4.目的基因的常用制备方法主要包括化学合成法、PCR法、基因文库法和cDNA文库法等。
5.PCR法是指聚合酶链反应,是根据生物体内DNA复制原理在DNA聚合酶催化和dNTP参与下,引物依赖DNA模板特异性的扩增DNA。
在含有DNA模板、引物、DNA聚合酶、dNTP的缓冲溶液中通过三个循环步骤扩增DNA::①变性—双链DNA模板加热变性,解离成单链模板;②退火—温度下降,引物与单链模板结合(温度下降,PCR特性下降,效率升高);③延伸—温度调整至DNA聚合酶最适宜温度,DNA聚合酶催化dNTP加至引物3′-OH,引物以5′→3′方向延伸,最终与单链模板形成双联DNA, 并开始下一个循环。
6.cDNA文库法:cDNA是指与mRNA互补的DNA。
cDNA文库法是指提取生物体总mRNA,并以mRNA作为模板,在逆转录酶的催化下合成cDNA的一条链,再在DNA聚合酶的作用下合成双链cDNA,将全部cDNA都克隆到宿主细胞而构建成cDNA文库。
7.影响目的基因与载体之间连接效率的主要因素:①DNA片段之间的连接方式;粘性末端的连接效率高于平头末端。
②目的基因与载体的浓度和比例;增加DNA浓度可以提高连接效率,目的基因于载体DNA的摩尔数比应大于1。
一、名词解释1、基因:能够表达和产生蛋白质和RNA的DNA序列,是决定遗传性状的功能单位。
2、基因组:细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。
3、端粒:以线性染色体形式存在的真核基因组DNA末端都有一种特殊的结构叫端粒。
该结构是一段DNA序列和蛋白质形成的一种复合体,仅在真核细胞染色体末端存在。
4、操纵子:是指数个功能上相关的结构基因串联在一起,构成信息区,连同其上游的调控区(包括启动子和操纵基因)以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位,所转录的RNA为多顺反子。
5、顺式作用元件:是指那些与结构基因表达调控相关、能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的特异DNA序列。
包括启动子、上游启动子元件、增强子、加尾信号和一些反应元件等。
6、反式作用因子:是指真核细胞内含有的大量可以通过直接或间接结合顺式作用元件而调节基因转录活性的蛋白质因子。
7、启动子:是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列。
8、增强子:位于真核基因中远离转录起始点,能明显增强启动子转录效率的特殊DNA序列。
它可位于被增强的转录基因的上游或下游,也可相距靶基因较远。
9、基因表达:是指生物基因组中结构基因所携带的遗传信息经过转录、翻译等一系列过程,合成特定的蛋白质,进而发挥其特定的生物学功能和生物学效应的全过程。
10、信息分子:调节细胞生命活动的化学物质。
其中由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质称为细胞间信息分子;而在细胞内传递信息调控信号的化学物质称为细胞内信息分子。
11、受体:是存在于靶细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分子并与之结合,进而发生生物学效应的的特殊蛋白质。
12、分子克隆:在体外对DNA分子按照即定目的和方案进行人工重组,将重组分子导入合适宿主,使其在宿主中扩增和繁殖,以获得该DNA分子的大量拷贝。
13、蛋白激酶:是指能够将磷酸集团从磷酸供体分子转移到底物蛋白的氨基酸受体上的一大类酶。
14、蛋白磷酸酶:是具有催化已经磷酸化的蛋白质分子发生去磷酸化反应的一类酶分子,与蛋白激酶相对应存在,共同构成了磷酸化和去磷酸化这一重要的蛋白质活性的开关系统。
反义核酸技术(antisense technology) 主要包括反义RNA ( antisense RNA) 和反义寡核苷酸(antisense oligonucleotide) ,可以通过多种机制快速、可预测地调节培养组织或细胞的基因表达,用来快速、有效地测定基因功能。
RNA 干扰技术天然反义RNA 广泛存在于原核和真核细胞内, 通过与靶基因形成RNA-RNA 或RNA-DNA 双螺旋, 对基因功能起重要的调节作用。
RNA 干扰技术(RNA interference ,RNAi) 正是利用了反义RNA 与正链RNA 形成双链RNA ,特异性抑制靶基因轉录後表达这一原理,成为研究轉录後调控的有效工具, 广泛用于功能基因组学、基因治疗和轉录调控机制研究。
在这一技术中,早期使用双链RNA (double-strand RNA , dsRNA) 作为干扰剂,核心技术是小分子干扰RNA( small interfering RNA , siRNA) 的设计与合成(哺乳动物通常选择21~23 bp dsRNA ,其他生物选择更长的片段) ,另外,还包括siRNA 的标记、轉染和RNAi 的检测。
然而,基因敲除实验显示RNAi 存在一定程度的非特异性。
分析认为,RNAi 最初在哺乳动物细胞中所获得的成功,部分是由于所使用的短链dsRNA 激活了胞内dsRNA 依赖的蛋白激酶,引起细胞反应并不断累积。
新近两方面技术的发展使得RNAi 在哺乳动物细胞中更加奏效: (1) 使用能使siRNA 稳定表达的新的载体系统[21 ] ; (2) 利用人U6核内小RNA ( snRNA) 启动子进行单一RNA 轉录单位的核内表达[22 ] 。
即通过轉染dsRNA 的胞内表达并在胞内降解成约20 bp 的dsRNA ,後者通过RNA依赖的RNA 合成酶复制,并结合到核酸酶复合物上,形成RNA 诱导的轉录沉默复合体(RNA-induced silencing complex ,RISC) ,降解靶mRNA。
PCR技术的应用,使得Aptamer的研究近年来有了长足的进步,筛选到了一大批能与各种蛋白或小分子特异紧密结合的核酸分子(Apta-mer)。
这些Aptamer包含了RNA、双链DNA、单链DNA等多种形式的寡聚核苷酸,其配体的性质各异。
用于抗病毒的aptamer多为RNA分子,与基因表达调控有关的重要病毒蛋有什么不妥。
但对白就不行了,人说话的声音受情绪控制的,拍摄时表演的情绪在后期很难模仿到一模一样,就算能模仿,那等于让演员重演一边,而且还要花时间、花场地、花设备。
所以我们看电影拍摄花絮中的场景,拍摄的时候,只有一个专门录对白的话筒。
而其他的声音,可以在后期再录,或直接从音源库里找,然后根据画面进行“配音”就可以了。
3后期编辑电脑配置专业用于后期编辑的系统是计算机技术和数字电视技术相结合的产物,它主要有三部分组成:音频处理卡(即声卡)、视频处理卡(包括视频采集卡和视频压缩卡)以及编辑软件。
用来视频编辑的电脑,最大的区别就是是否有采编卡。
业余领域多半是无卡编辑,通过1394接口或者USB接口把摄像带的内容传输到电脑硬盘中,生成为A VI文件,然后用计算机软件对视频进行后期编辑制作,生成一个新的A VI文件,最后再将视频用专用的压缩软件将编辑好的A VI文件压缩成为MPEG1或MPEG2文件,刻为VCD或DVD永久保存。
任何后期编辑的工作流程,都可以简单地看成输入、编辑、输出这样三个步骤。
当然,由于不同软件功能的差异,其使用流程还可以进一步细化。
一般来说,素材的采集与输入采集主要是利用Premiere Pro软件,将模拟视频、音频信号转换成数字信号存储到计算机中,或者将外部的数字视频存储到计算机中,成为可以处理的素材。
4剪辑软件的横向比较在后期编辑上,目前主要采取无非线性编辑系统,非线性编辑系统是建立在计算机平台上的视频编辑应用系统。
它是集合传统的线性编辑系统里的全部设备为一体的编辑系统。
随着计算机软件方面的逐步发展,“无卡非线性编辑系统”问世,无卡非线性编辑系统造价低廉,它弥补了非线性编辑卡价格昂贵的缺陷,成为DV影片后期编辑的首选。