基因工程原理中国农业科学院研究生院.docx

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1、基因工程原理中国农业科学院研究生院 中国农业科学院究生院 基因工程原理复习题 一、名词说明 1. 原核基因Prokaryotic gene：由原核生物如大肠杆菌基因组编码的基因，以及高等生物细胞器线粒体基因组和叶绿体基因组等编码的基因，统称原核基因。 2. 真核基因Eukaryotic gene：真核生物基因组DNA编码的基因,以及感染 真核细胞的DNA病毒和反转录病毒基因组编码的基因，统称真核基因。 3. .前导序列Leader sequence：又叫前导序列区或5-非翻译区5-UTR，系指位于mRNA5-起始密码子之前的一段长数百个核苷酸的不翻译的RNA区段。 4. 跟随序列Tai1er

2、sequence：又称跟随序列区或3-非翻译区3-UTR，系指位于mRNA3-终止密码子之后一段100多核苷酸的不翻译的RNA区段。 5 复制子Replicon： 指有一个复制起始区oriC和起始基因的DNA复制单元。例如细菌染色体、病毒基因组、质粒基因组等，凡其DNA能够进行复制的遗传单元，均称复制子。真核细胞基因组的复制子是指含有一个复制起始位点的DNARNA的复制子特称复制单元。 6. 增加子 Enhancer：又叫增加子序列或增加子元件，是真核基因中觉察的一 种特异序列，能够在距离目标基因50kb以上的位置，从上游或下游的不同位置及方向增加该基因的转录活性。 7. 缄默子Silence

3、r在真核基因启动子中除了增加子之外，缄默子同样也是一种可远距离调控相关基因转录活性的顺式元件。与增加子一样，缄默子也能够从启动子的上游、下游甚至是基因内部三种不同的位置以及正向或反向，影响相关基因启动子的转录起始效率。同时缄默子往往是以组织特异性或时间特异的作用方式，限制基因的表达作用。但与增加子的功能效应相反，缄默子只能抑制而不能激活相关基因的转录起始活性。 8. 绝缘子Insulator亦即是增加子活性的物理边界元件physical boundary element，它是一段能够抑制或隔离增加子功能效应的顺式转录调整序列。绝缘子的这种功能作用的发挥，取决于它所在的位置。假如它是位于增加子和

4、启动子之间，便能够阻断增加子的功能效应；但当它是位于增加子-启动子区段的外侧，便不能够阻断增加子的功能作用。因此也有的作者将绝缘子称为隔离邻近增加子对启动子激活作用的中间隔栅neutral barrier。绝缘子的作用是与特异结合蛋白IBP的结合发挥作用。它的意义：能阻断增加子超远距离的激活作用影响生物的发育依次；真核绝缘子能爱惜依次表达以防无义基因的表达。 9. 调整子Regulon：指在大肠杆菌基因组中，其表达活性受同一种基因编码的蛋白质协同调整的，一组不连续相邻排列的结构基因。调整子与操纵子不同之处在于，后者的结构基因是彼此相邻排列的，而调整子的结构基因则是分散于染色体的不同部位，甚至是

5、位于不同染色体上 10. 基因差异表达Differential expression of gene ： 真核生物在每一特定的发育阶段，或是某一特定类型的细胞中，一般只有15%的基因进行表达。这种在生物个体发育的不同阶段，或是在不同组织和细胞中，发生不同基因按时间、空间进行有序表达的方式，叫基因的差异表达。 11. 基因内互补Intragenic complementaion： 系指编码同样的多肽序列，但又各具一个不同 突变的两个基因联合产生出一种有功能活性的蛋白质多肽的生化过程。 12. 基因图Gene map：描述染色体或DNA分子上不同基因的排列依次及其间隔距离的线性图。它包括遗传图和物

6、理图两种。 遗传图genetic map：是根据遗传重组试验绘制的，用来表示同一染色体上不同基因或特定DNA序列区之间的排列依次及其相对距离的线性图。其图距用厘摩(cM)表示。 物理图Physical map：以精确的物理长度为单位，一般以核苷酸数表示不同基因在染色体或DNA分子上的排列依次及其间隔距离的实际长度的线性图。 13. 基因簇Gene cluster与基因家族Gene family：系指原核生物基因组中，由不同或相关的一组相合基因组成的一种特殊的排列组合方式。同一基因簇的各个基因在遗传上往往是紧密连锁，它们可以是属于同一操纵子的不同结构基因，也可以是不同操纵子的不同结构基因；它们可

7、以是同一基因家族的不同成员，也可以是不同基因家族的不同成员。 基因家族Gene family：由同一生物中同一始祖基因经过重复突变进化而来，具相像的结构、相像的产物和相像的功能。它们的特征：1多重姓；2紧密连锁3表型及功能方面的相关性；4核苷酸序列的一样性。 14. 基因克隆Gene cloning：基因克隆又叫DNA克隆，它是指将外源基因插入到克隆载体上形成重组DNA分子群体，并转化到大肠杆菌寄主细胞中进行复制繁殖，以便从大分子DNA或DNA片段中分别纯化目的基因或特定的DNA片段的试验操作，叫做基因克隆或DNA克隆。 15. 融合基因Fusion gene：亦称重组基因、杂种基因或嵌合基因

8、。通常是指通过自发突变形成或利用DNA重组技术构建的。是一类具有来自两个或两个以上不同基因的核苷酸序列的新型基因。融合基因可以形成融合蛋白，但融合基因不愿定都形成融合蛋白。 16. 基因剂量 Gene dosage：指的是一个细胞所拥有的同一种基因的拷贝数。 基因剂量试验是建立在局部二倍体菌株的基础上，特地来检测基因拷数的增加，对其编码产物合成速率之影响的分子遗传学的探讨技术。 17. 裂口Gap：双链DNA分子上的某一条链丢失一个或连续数个核苷酸造成的单链断裂。 缺口Nick：双链DNA分子的某一条链的相邻核苷酸之间丢失一个磷酸二酯键造成的单链断裂。 18. 切丁酶Dicer：亦有人译为RN

9、Ai核酸酶。是一种RNase样RNase like的核酸内切酶。能把双链RNAdsRNA分子切割成2123bp的小分子干扰RNA 。这是一种需要ATP的过程。 19. 异裂酶Neoschizomer： 指一组来源不同，但具有相同的识别序列和不同的切割位点的一组核酸内切限制酶称异裂酶 20. 同尾酶Isocaudarner：一组来源不同，识别序列各异，但能够切割形成相同黏性末端的核酸内切酶。 21. 同裂酶 (Isoschizomer) 是一类来源不同，而识别序列相同，切割能产生相同的黏性末端的核酸内切酶。 22. 拓朴异构酶T0poisomerase：在原核和真核细胞中觉察的，具有催化单链DN

10、A或双链DNA产生瞬时断裂的功能。具有切割与连接的双重功能，导致双链构型的变更。在抗癌探讨中，进展抑制拓扑异构酶的活性的抗癌药物好的开发研制具有重要意义。 23. 质粒DNA迁移作用Plasmid mobilization：指由共存的接合型质粒引发的非接合型质粒的转移过程。由于结合型质粒的mob基因产生的迁移蛋白可作用于与其共存的非迁移型质粒的nic位点所产生的迁移作用，称质粒DNA迁移作用。 24. 柯斯载体Cosmid：是一类人工构建的，含有噬菌体DNA的cos序列和质粒复制子的特殊类型的质粒载体。它既具有噬菌体的特性，也具有质粒载体的特性。并且具有高容量的克隆实力，其DNA可以体外被包装

11、到噬菌体的外壳内。 25. 噬菌体展示载体Phage display vector：根据单链噬菌体外表表达的蛋白质或多肽的噬菌体外表展示技术，当把外源基因插入在该载体的基因或基因的编码序列中，正确表达出融合蛋白的这类特殊用处的噬菌体载体。 26. 穿梭质粒载体S huttle plasmid vector： 简称穿梭载体，或叫双功能载体。是一类人工构建具有两种不同的复制起点和选择记号，因此可在两种不同寄主细胞如大肠杆菌和酿酒酵母中进行复制与存留的质粒载体。 27. M13克隆体系的优点： a. 可便利地产生外源单链DNA； b. 重组子可用组织化学方法检测； c. lacZ基因上具多克隆位点，

12、便于外源DNA插入； d. 可定向克隆外源基因； 28. 质粒载体的结构特点： a. 具复制起点ori； b. 具抗生素抗性基因选择用； c. 具若干核酸内切酶的单切点； d. 较小的分子量和较高的拷贝数。 29 启动子封堵Promoter occlusion：由一个上游启动子驱动的转录作用，当其通读过下游启动子时，便会使该启动子的功能受到抑制的现象，叫做启动子封堵。 30.型核酸内切酶的特点：a. 不具有多亚基结构单一切割功能；b. 能识别双链DNA分子中靶子序列c.切割形成不同长度的限制片段; d由于不对称切割，能形成粘性末端; e 酶切反应不需能量ATP。 31. 表观遗传信息层Epig

13、enetic layer of information：它是贮藏在围绕DNA分子四周并与DNA分子结合的蛋白质及化学物质中。表观遗传信息犹如RNA基因一样令人困惑，甚至比RNA基因更为重要。 32. 分子伴侣Molecular chaperone： 专指一类多功能蛋白质，它能促使某些蛋白质按正确方式组装或折叠，而它本身却不是最终形胜利能蛋白质的组成部分，此类蛋白质特称为分子伴侣。 33. RNA干扰RNAi：近年来探讨觉察，当一些小分子量的外源双链RNA进入寄主细胞后，便可促进与其同源的内源mRNA发生特异性的降解作用，从而高效而特异地阻断体内相应基因的活性，在细胞内发挥基因的剔除作用。这种现

14、象叫RNA干扰。 34. 生命体遗传信息的三个层次是： 第一层次是由编码蛋白质的基因组成，如人类基因组的基因编码序列占总DNA序列的不到2%； 其次层次：仅由编码RNA而不编码蛋白质的基因组DNA组成。这一部分DNA叫做非编码的DNA，它的转录产物称为非编码的RNA不包括tRNA、rRNA和snoRNA，其相应的基因称为RNA基因。这类基因隐藏在巨大的非编码的染色体DNA序列当中。因此过去亦被称为隐藏基因cryptic gene； 第三层次：表观遗传信息层epigenetic layer of information。 它贮藏于围绕在DNA分子四周并与DNA结合的蛋白质及其他化学物质中。表观遗

15、传信息犹如RNA基因一样令人兴奋，甚至比RNA基因更为重要。 35. 全局调整Global regulation system 原核生物如细菌细胞为了适应环境条件的大范围的重要转变，单靠一个操纵子作局部的调整明显是不够的，它还需一种能够同时调整许多相关操纵子的，特殊调整体系。这种调整体系称全局调整体系。它是由许多单一的调控途经，交织组成的一种困难的调控网络，来应付外界环境的压力的同时，能适时快速作出反应。 36 共线性 Collinearity：所谓共线性包括如下4种不同的状况： 其一是指位于同一条染色体DNA分子或是同一条DNA分子上，不同基因的位置排列关系。这种状况有时特称为同线性Synt

16、eny。 其二是指不同物种的相关染色体DNA分子之间，基因排列依次的一样性。 其三是指位于DNA分子与其转录本RNA分子之间，核苷酸碱基排列依次的一 致性。 其四是指位于DNA分子或mRNA分子上遗传密码子的排列依次，与相应的蛋白质多肽链上氨基酸排列依次之间的一样性。 37. 基因工程诞生的理论基础和技术基础是什么？ 1 理论基础： a 上世纪40年头明确了遗传物质携带者是DNA，而不是蛋白质;明确了基因的载体。 b上世纪50年头相继揭示了DNA双螺旋结构模型和半保存复制机理，从而解决了基因的复制。 c 上世纪50 世纪末和60年头初相继提出了中心法则和操纵子学说并成地破译了遗传密码子，从而解

17、决了遗传信息的流向和基因表达问题。 2 技术基础： a DNA分子的体外切割与连接技术; b DNA测序技术; c 基因克隆的载体的进展与应用; d大肠杆菌的转化技术; e琼酯糖凝胶电泳技术; f 核酸杂交技术。 38. RNA编辑RNA editing： 在有些基因的转录后加工过程中，会有大量的尿嘧啶核苷酸Us加入到前体mRNApre-mRNA的核苷酸序列中去，或是从pre-mRNA的核苷酸序列中删除下来，甚至还会发生核苷酸碱基的取代反应。这种在RNA转录本成熟、修饰过程中发生的核苷酸的加入、删除或取代的现象，叫做RNA编辑RNA editing。 如此碱基饰变的结果，使得RNA转录本的核苷

18、酸序列与其对应的DNA链的核苷酸编码序列并不完全匹配。由此饰变的mRNA所转译的蛋白质多肽链的氨基酸序列结构，便与依据其基因的核苷酸序列推导出来的有所差异。 391微小RNA(microRNA，miRNA)： 是在真核细胞中觉察的一类调整型的、非编码蛋白质的、小分子量的单链RNA。miRNA是由内源基因组编码转录成的Pri-miRNA被果蝇酶切割生成70-80nt的pre-miRNA，经自我折叠成双链的发夹结构，进入细胞质后被切丁酶进一步切割并除去单链环，形成2125bp双链体(miRNA：miRNA*)分子，双链体解离出单链的存留链miRNA同目标mRNA结合阻挡翻译，另一条消逝链miRNA

19、*被降解。 392miRNA与siRNA的比较 相像点： 1 分子结构特别相像。长度均为2125的小分子量RNA、 5，-端都具有P基团、3，-端都具有0H-基团； 2 都通过与RISC结合的方式发挥功能作用； 3 终极作用都是抑制mRNA的翻译活性，而导致基因缄默。 不同点： 1 生物合成途径不同； siRNA主要是由外源导入的双链(dsRNA)经切割产生的、少数的是由内源dsRNA切割产生。 miRNA则不然，它是由内源基因组编码转录成Pri-miRNA，被果蝇酶切割生成70-80nt的pre-miRNA，由于pre-miRNA存在回文结构自我折叠成双链的发夹结构由输出蛋白的作用进入细胞质

20、后被切丁酶进一步切割加工成2125bp小片段并除去单链环形成双链miRNA，双链体(miRNA：miRNA*)分子，解离出单链的存留链miRNA同目标mRNA结合阻挡翻译，另一条消逝链miRNA*被降解。 2抑制翻译的方式不同； siRNA是通过与目标mRNA编码区中的靶序列的结合引导RISC复合物中的切段酶，从靶序列的中间部位切割断裂mRNA分子，从而抑制翻译。 miRNA与此不同，它是通过与目标基因mRNA的 3，-UTR序列中的结合位点的序列互补作用，促使mRNA失去翻译活性。因此在miRNA作用过程中，虽然目标蛋白质的数量削减了，但其mRNA的丰度却没有明显的转变。 3碱基互补水平不同

21、； siRNA与靶序列之间核苷酸碱基的互补水平达百分之百的完全匹配。 但miRNA则依材料来源的差异而有两种不同的状况。植物mRNA与靶序列核苷酸碱基也是百分之百完全匹配的、而动物的miRNA与其结合位点的核苷酸碱基则不是完全互补的，两者之间存在着若干非配对的碱基。 40. 微量碱法分别纯化质粒DNA的原理有如下几点： 1根据质粒DNA与染色体线性 DNA在拓扑学上的差异。质粒DNAcccDNA是共价闭合双链超回旋构型的小分子DNA，而细胞染色体DNA在细胞裂解分别过程中断裂成线性DNALDNA，虽然在化学本质上没有本质区分，但在高级结构拓扑学上存在差异。 2 差异碱变性，在pH 12.0-1

22、2.5高pH条件下，线性的DNA简洁变性解链，而质粒DNA不易变性或很少变性。 3 酸复性，在pH4.8条件下，cccDNA很快复性，而线性的染色体DNA不行逆的变性并与蛋白质、RNA形成沉淀物，通过离心可以把LDNA与cccDNA分开。cccDNA在上清液中。 4 酒精沉淀cccDNA, 以2.5倍的95% 酒精沉淀质粒DNA，(浓度为66%沉淀最好)。保存在TEpH8.o缓冲液中，放置在20Co下保存备用。 41. 图示ZAP载体的组成结构及优点： T3-MCS- T7 _ cos_ pBluescriptSK噬菌粒 _ _cos I LacZ T 结构组成：1含有具内删除特性的pBlue

23、scriptSK噬菌粒； 2在pBluescriptSK噬菌粒两端具有f1的起始子I和终止子T； 3在pBluescriptSK噬菌粒内部具有两端带有T3和T7启动子的多克隆位点MCS； 4在pBluescript的内部带有缺陷的LacZ基因； 5在该载体的两端具有cos末端。 ZAP的特点： 1是一种具有内删除特性的插入型噬菌体载体， 2可克隆10kb大小的外源DNA。 3当外源DNA插入取向和读码结构正确，就能表达出融合蛋白质，并可用抗体筛选。 4当外源DNA插入在多克隆位点，使半乳糖苷酶失活故可用Xgal显色的组织化学筛选重组子白色为重组子； 5克隆的外源DNA可在体内随pBluescr

24、ipt噬菌粒删除下来，省去了常规的亚克隆； 6利用T3或T7噬菌体的RNA聚合酶，可便利地制备外源插入的DNA的任何一条链的mRNA。 内删除源理：当含有外源DNA插入的重组ZAP载体，感染大肠杆菌F菌株，再用帮助噬菌体M13或f1 超感染。于是，在细胞内由此帮助噬菌体基因供应的反式作用蛋白质，便会识别位于ZAp载体上的f1起始子和终止子，并最终导致含有外源DNA插入的pBluescript噬菌粒在体内从ZAP载体上删除下来。最终被帮助噬菌体M13的蛋白质包装成单链DNA噬菌体颗粒，并被挤出寄主细胞。 42. M13克隆体系中-半乳糖苷酶Xgal的显色原理 M13克隆体系包括M13克隆载体和M

25、13特殊的寄主菌株两部分组成。-半乳糖苷(LacZ)当它为四聚体时具有活性，可把无色的X-gal切割成半乳糖和深蓝色靛蓝，因此Xgal可作为-半乳糖苷酶活性的一种指示剂。由于LacZ基因分子量太大。根据基因内互补作用的原理。利用基因工程的方法，即将编码同样的蛋白质多肽链序列，但各自具突变的序列，当这种载体转入到特殊的寄主菌株中便组成具有功能活性的多肽的生化过程。根据这一原理，在M13克隆载体种上LacZHind片段具有-半乳糖苷酶第2-92位氨基酸，大肠杆菌F，因子上带有缺失了第11-42位氨基酸的缺陷性LacZ(简称M15基因)。当M13载体感染了这种M13特殊的寄主菌株如JM101后，便会

26、产生具有功能活性的-半乳糖苷酶，于是在含有指示剂Xgal和诱导物IPTG的培育基中，就会出现蓝色的噬菌斑。但当外源基因插入到M13克隆载体时，无法形成四聚体的具活性的LacZ，就不能切割Xgal，故白色噬菌斑为重组子。 43. DNA标签法分别产物未知基因的原理及主要步骤 根据DNA插入突变作用原理，用已知的插入序列为探针，分别产物未知基因的方法。由于插入的DNA序列是己知的，人为地给目的基因加上标签 ，故称DNA标签法。 主要步骤：1 当一段特定的DNA标签序列插入到野生型的基因的内部或其旁边位点时，便会诱发该基因发生突变，形成突变体；2 用已知的标签序列作DNA分子探针，从突变体的基因组D

27、NA文库中筛选出突变的基因；3 再利用筛选到的突变基因除标签序列以外的序列作探针，再从野生型的基因组DNA文库中筛选出目的基因。 44. 用于克隆真核基因的大肠杆菌表达体系的优点和条件 大肠杆菌表达体系的优点： 1 背景学问清楚，分子生物学、遗传学的基础探讨，特别是表达调控学问丰富； 2 具有完善平安的基因工程体系。包括平安的寄主菌株和载体系统； 3 早期转基因表达调控探讨扎实，许多基因如胰岛素基因、生长素基因等，都能在大肠杆菌中高效的有效表达； 4 易工业化批量生产，培育便利、操作简洁、本钱低廉，特别对药用蛋白 发酵生产。 实现真核基因在大肠杆菌中有效表达的条件： 1真核基因的编码序列必需是

28、连续的cDNA，因为原核细胞中不具备剪辑加工的酶； 2原核的启动子，最好是诱导型的强启动子； 3以融合蛋白质的形式表达，稳定性好。 45.酵母 双杂交体系的原理及其用处是什么？ 酵母双杂交体系简称Y2H。这是在上一世纪90年头初，在转录因子结构的基础上进展出来的一种敏感的体内鉴定基因的方法。可用来有效地分别与己知靶蛋白互相作的另一种蛋白质编码基因，也是分别与某种特定启动子调控元件结合的特异性转录因子的有效手段。 犹如许多真核生物的转录因子一样，酵母-半乳糖苷酶的转录因子GAL4也含有两个结构上可分开的、功能上互相独立的结构域，即DNA结合域(DNA_BD)和转录激活域(AD)。应用DNA重组技

29、术，可以把GAL4转录因子的这两个结构域分开。假如把它们放置在同一个酵母细胞中，所产生的GAL4 DNA-BD和AD多肽，彼此之间不会干脆发生互相作用，所以不具有转录因子的功能活性，无法激活相关基因转录，。但是应用DNA重组技术，将两个分开的GAL4的 DNA-BD和AD，甚至分别来自两个不同的转录因子的DNA-BD和AD重组成一个转录因子(使之在空间上彼此靠近)则又可重新获得转录因子的功能活性，即可激活相关基因的转录。酵母双杂交体系就是根据这种原理建立的。 酵母双杂交体系包括两种大肠杆菌-酵母菌的穿梭载体；和一种特殊的己经缺失了内源GAL4转录因子的酵母寄主菌株。 第一种穿梭载体叫DNA-B

30、D质粒载体： 它具有色氨酸合成酶基因、把己知的靶基因按正确的读码结构和取向插入在该载体的多克隆位点上，便可与GAL4 DNA-BD多肽形成第一种杂种蛋白(X)。 其次种穿梭载体叫AD质粒载体： 它具有亮氨酸合成酶基因leu、是用于构建cDNA表达文库的专用载体。克隆的cDNA片段按正确的读码结构和取向插入在该载体的多克隆位上构成cDNA文库，cDNA编码的蛋白质便与GAL4的AD多肽融合成其次种杂种蛋白Y。 酵母寄主菌株： 将上述两种杂种质粒共转化到酵母双杂交体系专用的寄主菌株特点：1这种菌株己经丢失了内源GAL4转录因子的实力；2具有LacZ和his3的报告基因；3具有trp和leu的转化标

31、记，即在缺少Trp和Leu的缺陷性培育基上无法生长的。 将共转化的酵母细胞涂布在缺少亮氨酸(Leu和色氨酸Trp的SD培育基上，假如由笫一种质粒表达的靶蛋白同其次种质粒表达的cDNA文库编码的一种蛋白质发生了互相作用，这样DNA-BD与AD就会在空间上彼此靠近，而且它具有色氨酸和亮氨酸的编码基因，因此在缺陷性的选择培育上能生长，于是便构成了有功能活性的GAL4转录因子，从而启动下游报告基因LacZ的表达，在含X-gal和诱导物IPTG的条件下，-半乳糖苷酶把X-gal切割，选择出蓝色阳性克隆。这有可能分别到含有与靶蛋白互相作用的另一种蛋白编码基因。 酵母双杂交体系可以用于产物未知基因的分别、也

32、可用于新基因功能的鉴定。 46.表达载体的组成： 1 原核启动子，最好是诱导型的强启动子，使外源基因蛋白表达量占总蛋白的10-30%。 假如表达的是毒蛋白，启动子应呈现低限的基础转录水平； 2 多克隆位点(MCS)，用于插入外源基因； 3 抗生素抗性基因，用作选择标记； 4 复制起点(ori)，确定外源基因的拷贝数; 5 转录终止子，防止启动子通读作用，提高蛋白质的稳定性； 6 翻译起始序列和转译增加子； 7 翻译终止子，防止核糖体的跳动(Skipping)。接受四联核苷酸UAAU 效果更好。 47. 简述构建cDNA克隆的定义、主要步骤及其优越性？ 1) 定义：cDNA克隆：从mRNA动身，

33、经反转录、与载体分子重组、转化寄主细胞增殖，将目的基因克隆化的过程称为cDNA克隆。从理论上讲该生物的每一种mRNA都应有一个克隆。故亦称cDNA文库 2 步骤： 第一步：提取处于特定发育阶段的真核生物体的特定器官或组织中的总RNA， 根据mRNA poly(A)尾特点过Oligo(dT)柱，分别纯化出mRNA； 其次步：利用适当引物(一般用Oligo(dT)和反转录酶，获得 cDNA/mRNA杂合分子。 第三步：，用碱处理降解，或用RNaseH酶切割cDNA/mRNA杂合分子中的mRNA链获得cDNA第一链，再由第一链cDNA合成其次链cDNA。 第四步：双链DNA与适当的载体重组，将重组体

34、的群体导入大肠杆菌寄主细胞中增殖，从而构成cDNA文库。 3cDNA文库的优点： a 以mRNA材料动身，对于RNA病毒特别适用； b库容量小相当DNA文库的15筛选工作量小； c 假阳性比例小，因每一种mRNA就应有一个克隆。 d 具特殊用处： 克隆的真核基因在原核中表达需cDNA； 核苷酸序列测定； 发育过程中时空表达基因的探讨分析。 48. 何为柯斯质粒载体，其结构、特点是什么？ 定义：柯斯质粒载体是人工构建带有噬菌体的cos位点和E.coli质粒的复制子的新型质粒载体。它具有质粒载体的特点和噬菌体的特点。 结构： a 具一个质粒的复制起点ori; b具若干来自质粒载体的选择记1-2个;

35、 c具相当数量的来自质粒的核酸内切酶的单切点; d具有噬菌体的cos位点。 特点：1噬菌体的特点：a.导入寄主细胞后，可以重新环化起来； b.经体外包装后转导效率大大提高; c.无法进入溶菌周期，也不能形成噬菌体颗粒。 2具质粒载体特点：a.在寄主细胞内可像质粒DNA一样复制； b.在氯霉素作用下扩增； c.具有抗生素抗性记号。 3具有高容量的克隆实力：上限45kb，下限30kb； 4能与带有同源序列的质粒DNA重组。 49. 分别表达原核基因组和真核基因组的结构特点。 1原核基因组的结构特点： a高效的遗传信息利用率； 既没有不必要的额外重复序列，也极少存在无功能的冗余序列； 基因组以上的核

36、苷酸序列都是编码基因 基因排列紧凑，同一个操纵子不同基因之间的间隔距离一般不超过 bp，而且其中还存在着转录起始信号和终止信号； 存在着编码序列彼此重叠、编码不同蛋白质的重叠基因。 b双链的编码功能； c多基因聚集排列成操纵子结构形式； d染色体基因组的拷贝数平均每细胞为1.1条，在富有培育基中可高达34条。 2真核基因组的结构特点： a包装成特定的染色体结构； b基因组的多倍性； c具有大量的重复序列； d 高比例的非编码的DNA序列。以人为例，非编码序列占基因组总长的98%以上，而蛋白质编码基因的序列还不到基因组总长的2%。包括基因与基因之间的非编码的DNA序列，以及基因内部的非编码的DN

37、A序列。 e 浩大的基因数量； 如拟南芥：25，000个左右、水稻：40，000个左右、小鼠：30，000个左右、人类：24，000个左右。 f基因分布密度不均一。如基因分布有富集区和荒漠区之分。 50 .何为基因克隆？其主要的试验步骤 定义：基因克隆又叫DNA克隆，它是指将外源基因插入到适当的克隆载体上，形成重组DNA分子群体转化到大肠杆菌寄主细胞中进行复制繁殖，以便从大分子DNA或DNA片段中分别纯化出目的基因或特定的DNA片段的试验操作，叫做基因克隆或DNA克隆。 其主要步骤： 1 DNA片段化：从试验材料分别纯化基因组DNA，经机械方法或酶 消化、超声波等方法获得确定长度的DNA片段。

38、 2 体外重组：将片段化的DNA与适当载体分子重组。 3 重组子转化：将重组子转入到适当的寄主菌株中进行增殖。 4 重组子的筛选：从大量的转化细胞中筛选阳性克隆的重组子。 5 目的基因的分别：用多种酶切后走凝胶电泳，并用探针进行杂交，分别出目的基因的DNA ，并克隆在M13载体上进行测序。 (6 目的基因的表达与功能鉴定。 51. DNA转录与复制有哪些差异？ 基因的转录与复制的过程，无论在生物化学还是酶学方面都是特别相像的。它们二者都是在各自特有的核酸酶，即RNA聚合酶和DNA聚合酶的催化下，合成出一条与DNA模板链互补的新的多核苷酸链。尽管如此，基因的转录RNA合成和基因的复制DNA合成之

39、间，照旧存在着如下几个方面的差异： 1对引物需求有别 。在基因复制中，需要同时存在模板链和引物，DNA聚合酶才能启动DNA新链的合成。而基因的转录则不同，它不需要引物，RNA聚合酶便能启动RNA新链的合成。 2运用的底物不一样。由于DNA和RNA分子的核苷酸组成成分不同，因此基因复制与转录所用的底物也不一样：前者是用脱氧核糖核苷三磷酸：dATP、dGTP、dTTP、dCTP；后者是用核糖核苷三磷酸：ATP、GTP、TTP和CTP。 3与模板的结合状态有异。基因的复制是依据半保存方式进行的，在新生成的两条子代DNA分子中，新生链和模板链始终是结合在一起的。而基因的转录则不同，新合成的RNA链最终是要从模板上解离下来的。 4精确性程度差异悬殊。在基因的转录过程中错误参入RNA链的核苷酸频率是104，也就是说每参入10，000个核苷酸，就会出现一个错误万分之一错误率。而在基 因的复制核苷酸错误参入频率是107，也就是说每参入10，000，000个核苷酸，仅出现一次错误千万分之一错误率。这也就是说DNA复制的精确度是超过转录的1000倍！ 5涉及范围不同。基因复制往往是整个基因组从头至尾逐步进行，涉及范围包括整个基因组中的全部的DNA和基因。而基因转录则不同，它所涉及的范围要比复制小得多，通常只是一个基因或一个操纵子。 52. 何为基因扩增，它有哪些方