2022年基因工程重点考点归纳.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章1. 简述基因工程中的四大要素;答:基因工程的四大要素是基因、工具酶、载体、宿主细胞;2. 简述基因工程产生的基础;答:基因工程产生的基础是理论上的三大发觉和技术上的三大创造;1971 年,史密斯 (Smith H. O. )等人从细菌中分别出的一种限制性酶 ,酶切病毒 DNA 分子,标志着 DNA 重组时代的开头;1972 年伯格( Berg P.)等用限制性酶分别酶切猿猴病毒和噬菌体 DNA ,将两种 DNA分子用连接酶连接起来 ,得到新的 DNA 分子;1973 年,科恩( Cohen S.)等进一步将酶切 DNA 分子与质 DNA
2、 连接起来,并将重组质粒转入 E.coli 细胞中;理论上的三大发觉: (1)DNA 是遗传物质(2)DNA 双螺旋模型( Watson/Crick 1953)(3)确定了遗传信息传递的方式(60 岁月)技术上的三大创造: (1)工具酶的使用【Smith 和 Wilcox1970 流感嗜血杆菌分别纯化了 Hind II 其它工具酶(如连接酶)等的发觉分子剪刀和 DNA 缝合工具】(2)基因运载工具DNA 载体的使用 对质粒的熟悉) 【细菌的致育因子 F 因子 Lederberg 1946 抗药性因子 R 大肠杆菌素因(Col )】逆转录酶】(3)逆转录酶的使用【Baltimomore 和 Te
3、min 1970 各自发觉了意义:丰富了“ 中心法就”、真核基因的制备成为可能、构建 cDNA 文库成为可能;其次章1.简述细菌的限制与修饰系统 答:细胞中存在位点特异性限制酶和特异性甲基化酶,即细胞中有限制修饰系统 R-M Restriction-modification system ; R-M 系统是细菌安内御外的积极措施;依据酶的亚单位组 成、识别序列的种类和是否需要帮助因子,限制与修饰系统至少可分为四类;2.II 型限制性内切酶的特点答:II 型限制性内切酶是同源二聚体,由两个彼此按相反方向结合在一起的相同亚单位组成;识别回文对称序列,在回文序列内部或邻近切割 DNA ,产生带 3-
4、 羟基和 5-磷酸基团的 DNA 产物,需 Mg2+ ,相应的修饰酶只需 SAM ;其识别序列主要为 4-6bp ,或更长且呈二重对称的特别序列;3.举例:你使用过的工具酶,用于做什么?应当留意的问题T4 DNA 连接酶; T4 DNA 连接酶的分子量为68 kDa ,催化 DNA5 磷酸基与3 羟基之间形成磷酸二酯键;应留意的问题是连接反应条件需要ATP,如在 16反应,大约需4 小时;如在4反应,就需反应过夜;名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第三章1. 简述蓝白斑挑选的原理;假如插入的目标基因较小,仅使用蓝白斑
5、挑选合适吗?对于白色菌落仍需要做哪些进一步的鉴定?答:蓝白斑挑选是重组子挑选的一种方法:是依据载体 -互补的遗传特点挑选重组子;宿主大肠杆菌的 DNA 的短区段, lacZ M15 基因 : 缺失 -半乳糖苷酶中第 11-41 个氨基酸的 lacZ 基因,无酶学活性;而载体一般带有 lacZ: N- 端 140 个氨基酸的 lacZ 基因,其产物无酶学活性;在这个编码区中插入了一个多克隆位点(MCS ),它并不破坏读框,但可使少数几个氨基酸插入到 -半乳糖苷酶的氨基端而不影响功能,这种载体适用于可编码 -半乳糖苷酶 C 端部分序列的宿主细胞;因此,宿主和质粒编码的片段虽都没有酶活性,但它们同时
6、存在时,可形成具有酶学活性的蛋白质;这样, lacZ 基因在缺少近操纵基因区段的宿主细胞与带有完整近操纵基因区段的质粒之间实现了互补,称为 -互补;由 -互补而产生的 LacZ+ 细菌在诱导剂 IPTG 的作用下,在生色底物 X-Gal 存在时产生蓝色菌落,因而易于识别;然而,当外源 DNA 插入到质粒的多克隆位点后,由于插入片段较大,几乎不行防止地导致无 -互补才能的氨基端片段,使得带有重组质粒的细菌形成白色菌落;这种重组子的挑选,又称为蓝白斑挑选;对于较小的基因片段,由于其可能无法完全阻挡 -互补,通常会显现假阴性;如要进一步确认,可对白斑提取质粒,再对质粒进行双酶切,电泳以确定,所取白斑
7、的菌中含有目的基因;2.作为克隆载体应具备哪些条件?比较pBR322, pUC19 和 pUC119 相同和不同点?答:克隆载体应具备的条件:1 具有复制起点 2 具有抗菌素抗生基因(3)具如干限制酶单一识别位点(4)具有较小的分子量和较高的拷贝数;pBR322 与 pUC19 相比:共同点: pUC19 和 pUC119 从 pBR322 改造得来的,它们含有相同的 ori 和氨苄青霉素抗性基因; pUC119 由 pUC18/19 增加了一些功能片段改造而来;不同点:(1)pUC19 抗性基因的DNA 核苷酸序列已经发生了变化,不再含有原先的核酸内切限制酶的单识别位点,(2) pUC19
8、含有大肠杆菌 -半乳糖酶基因(lacZ)的启动子及其编码 -肽链的 DNA 序列,此结构特称为lacZ 基因( 3)pUC19 含有位于 lacZ 基因中的靠近 5-端的一段多克隆位点(MCS )区段,但它并不破坏该基因的功能;(4)pUC19的分子量比pBR322 小的多,只有2686bp(5) pBR322 仍含有四环素抗性基因;pUC19 与 pUC119 相比, pUC119 多了 M13 噬菌体 DNA 合成的起始与终止以及包装进入噬菌体颗粒所必需的顺式序列(IG);3.为什么在帮助噬菌体 M13K07 帮忙下可以有效地制备 ssDNA. 答:M13K07 的突变基因产物优先与克隆于
9、噬菌粒pUCll8 和 pUCll9 中的病毒复制起点的作用,这就使噬菌粒正链 DNA 能够优先合成,以确保在细胞所产生的病毒颗粒中来自噬菌粒的单链 DNA 能够占据优势;第四章 &第五章1.对比以下各组概念:(1)克隆载体、表达载体和穿梭载体名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - (2)plasmid, phagemid and cosmid (3)PAC, BAC and Y AC 答:(1)克隆载体 :以扩增或储存DNA 片段为目的的载体,一般具有复制起点,抗菌素抗生基因,如干限制酶单一识别位点和较小的分子量和较高的
10、拷贝数;表达载体是在常规克隆载体的基础上衍生而来,主要增加了增强子,以及有利于表达产物分泌、分别或纯化的原件,进行 DNA 重组的目的是要获得表达产物;相对于克隆载体来说增加了表达元件,基本骨架是最简洁的质粒克隆载体中的复制起点和氨苄青霉素抗性基因,表达形式主要是融合蛋白的形式, 表达载体除了供应复制属性外,主要是形成一种表达所必需的环境;穿梭载体能够在两类不同宿主中复制、增殖和挑选的载体,主要为质粒载体,相对与克隆载体和表达载体而言,穿梭载体至少含有两套复制单元和两套挑选标记,相当于两个载体的联合;穿梭载体一般在大肠杆菌中保藏、扩增,然后将其转到目标宿主中;(2)plasmid:质粒,指的是
11、染色体外能进行自我复制的双链闭合环状 DNA 分子,通常一个质粒含有一个 Ori 以及与此相关的顺式作用元件,复制方式分为严谨型和放松型且具有不相容性和转移性;phagemid 是噬菌粒,指的是带有丝状噬菌体大间隔区的质粒载体,是集质粒和丝状噬菌体的特点于一身的载体,具有ColE1 复制起点及抗生素抗性挑选标记,以及丝状体噬菌体的间隔区,由于基因蛋白存在有利于产生 ssDNA ,带有这种质粒的细菌被M13 丝状噬菌体感染后,在基因蛋白影响下质粒复制方式发生转变;Cosmid 是黏粒,指的是质粒的衍生物,是带有 cos 序列的质粒,组成包括质粒的复制起点、抗性基因、cos 位点,可以像质粒一样转
12、化和增殖;(3)YAC(酵母人工染色体载体): 结构上能够模拟真正酵母染色体的线状 DNA 分子,其工作状态是线状的,YAC 载体以环状的形式存在,增加了大肠杆菌质粒载体的复制元件和挑选标记,以便储存和增殖;其中复制元件是其核心组成成分,有ARS、TEL 、CEN ,挑选标记主要是采纳养分缺陷型基因;BAC (细菌人工染色体载体):其与常规克隆载体的核心区分在于其复制单元的特别性,BAC 复制单元来自 F 质粒,其载体的低拷贝数可以防止嵌合体的产生, 削减外源基因的表达产物对宿主细胞的毒副作用,其标记基因是氯霉素抗性基因; PAC(P1 人工染色体载体) :PAC 载体结合了 P1 载体和 B
13、AC 载体的正确特性,相当于P1 噬菌体的改进载体;2. 简述用 YAC 为载体时,重组菌的挑选方法;答: YAC 载体的挑选标记主要是采纳养分缺陷型基因,如色氨酸、亮氨酸和组氨酸合成缺陷基因 trp1、leu2 和 his3,尿嘧啶合成缺陷型基因ura3,以及赭石突变抑制基因sup4;其宿主酵母菌的胸腺嘧啶合成基因带有一个赭石突变ade2-1;赭石突变酵母菌在基本培育基上形成红色菌落,当带有赭石突变抑制基因sup4 的载体存在于细胞中时,可抑制ade2-1 基因的突变效应,形成正常的白色菌落;第一步挑选:养分互补挑选,其次步挑选:看颜色转变是否表现出插入抑制基因致其失活;3. 简述 pET
14、表达系统,如何掌握外源基因的表达?答:有两套系统可掌握外源基因的严谨表达,一套是通过宿主掌握 T7 RNA 聚合酶的量来实现的,即在宿主细胞中引入一个带有 T7 噬菌体的溶菌酶编码基因的质粒,如 pLysS 或 pLysE ,它们分别低量和高量表达 T7 噬菌体的溶菌酶;该溶菌酶可抑制 T7 RNA 聚合酶的活性,从而削减在未诱导情形下外源基因的表达;另一套是使启动子的掌握效应更严谨,在 pET 载体上装载 ac基因,提高阻抑物的浓度;同时也可利用T7-lac 启动子(在 T7 启动子序列下名师归纳总结 游装入一个由25bp 组成的 lacO 操纵子序列) ,当阻抑物结合在lacO 位点时,即
15、使存在T7 第 3 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - RNA 聚合酶,外源基因也无法表达;只有当诱导物存在时,才能解开 T7 RNA 聚合酶基因和外源基因表达的双重阻遏;4. 为什么采纳增加融合标签的技术,表达外源基因?答:由于当蛋白表达以后,有效的分别纯化或分泌就成为获得目的蛋白的关键因素;通过融合蛋白的形式表达,并利用载体编码的蛋白或多肽的特别性质,可对目的蛋白进行分别和纯化;用作分别的载体蛋白被称为标签蛋白或标签多肽(Tag),常用的有谷胱甘肽 S 转移酶、六聚组氨酸肽、蛋白质 A 和纤维素结合域等,其主要是由于这样可以分别纯化目的
16、蛋白;第五次1.比较各组概念: (1)琼脂糖电泳、PAGE、PFGE (2)southern blotting 、northern blotting 、 western blotting (3)RT-PCR DD-RT-PCR Real time PCR 答:(1)琼脂糖电泳:用于 DNA 的分别、检测和纯化;检测 DNA 是否真的存在、是否有降解现象,以及 DNA 经限制性内切酶酶切后其产物的大小如何;对 0.8-10kb 的 DNA 分别成效正确;PAGE:即聚丙烯酰胺凝胶电泳;检测小分子核酸的大小(如小相对分子量 RNA 、寡核苷酸、 DNA 序列分析等) ,或在同位素标记的情形下分析单
17、链核酸 DNA 测序等);对 100 bp-1kb 的核酸分别成效正确;(如分别寡核苷酸探针和PFGE:即脉冲场凝胶电泳;分别大相对分子质量的 DNA 的片段;原理是用一种交替变化电场方向的电泳,以肯定的角度并以肯定的时间变换电场方向,使 DNA 分子在微观上按“Z” 字形向前泳动,从而达到分别大相对分子质量的 DNA 片段的目的;针对 50kb 或100kb 以上,甚至 Mb 级的大片段 DNA ;(2)southern blotting: 即将 DNA 片段从琼脂糖凝胶转移到滤膜上,然后进行分子杂交,在滤膜上找到与核酸探针有同源序列的DNA 分子;该技术主要用来判定某一生物样品中是否存在某
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- 2022 基因工程 重点 考点 归纳
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