转基因题库Word文件下载.docx

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基因打靶技术是一种定向改变生物活体遗传信息的实验手段，它的产生和发展建立在胚胎干（ES）细胞技术和同源重组技术成就的基础之上，并促进了相关技术的进一步发展。

基因打靶技术将广泛应用于基因功能研究、人类疾病动物模型的研制以及经济动物遗传物质的改良等方面。

6.somaticcellnucleartransfer

◆somaticcellnucleartransfer体细胞核转移，又称体细胞克隆，它是把分化程度较高的体细胞移入去核卵母细胞中，构建新合子的生物技术。

它与胚胎克隆技术相比，有两大优点:

第一，同一遗传性状供体核的数量可无限获得；

第二，可通过对供体细胞的遗传改造加速家畜品种改良或生产转基因动物。

◆somaticcellnucleartransfer：

核移植技术，是指利用显微外科手术的方法将胚胎细胞或成体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，构建成重组胚，通过体内或体外培养、胚胎移植，产生与供体细胞基因型相同的后代的技术过程，又称为动物克隆技术。

7.positivenegativeselection

◆positivenegativeselection：

正负选择（筛选）系统，是一类定位在基因片段末端，同源区以外的附加的标记基因组。

通过正选择基因和负选择基因的正负筛选标记，大大提高筛选效率。

（不确定）

◆positivenegativeselection正负双向选择系统（positive-negative-selection,PNS）是基因打靶的常用筛选方法之一，可以更好地筛选发生同源重组的克隆。

同源重组时，只有载体的同源区以内部分发生重组，同源区以外部分将被切除。

随机整合时，是在载体的两端将整个载体连入染色体内。

置换型载体含有正负选择基因各一个，正选择基因多为neo基因，位于同源区内，其在随机整合和同源重组中均可正常表达。

负选择基因在靶基因同源区之外，位于载体的3’末端，常用HSV-tk基因，在同源重组时，tk基因将被切除而丢失，相反在随机整合时，所有的序列均保留（包括tk）。

胸苷激酶蛋白（TK）可使无毒的丙氧鸟苷（GANC）转变为毒性核苷酸，而杀死细胞，因而可用丙氧鸟苷筛选排除随机整合的细胞株。

故同源重组时，G418和GANC都有抗性，随机整合时对G418有抗性，但对GANC敏感，细胞将被杀死，无整合的将被G418杀死。

用G418作正筛选，选出含有neo基因的细胞株，再用丙氧鸟苷作负筛选淘汰含有tk基因的细胞株，保留未含有tk基因的同源重组细胞株。

此方法是目前应用较广泛的一种策略。

图正负双向选择法示意图

a：

同源重组；

b：

随机整合；

neor：

新霉素抗性基因；

HSV-tkc：

疱疹病毒胸苷激酶基因；

GeneX：

干细胞内源基因（与导入基因同源）；

G418：

新霉素；

GANC：

抗致死的核苷类似物；

核苷类似物参与合成，细胞致死。

◆Positive-negativeselection1988－CapceehiLabMansour等发展了一种“正负筛选”（Positive-negativeselection，ＰＮＳ）策略，将胸腺嘧啶激酶基因（ＴＫ）置于打靶载体外侧，作为负筛选标记．与单一正筛选标记策略相比，ＰＮＳ策略正确克隆富集的倍数要高３－１０倍．真正使得同源重组技术可以作为修饰哺乳动物细胞基因组遗传信息的常规手段并应用于生命科学研究的各个领域

8.genetrap

◆genetrap

从基因组捕捉能够表达的基因的一种策略，是目前最具应用前景的基因克隆方法之一。

常用的办法是将基因组序列片段插入到基因捕获载体（不带调控元件、但含可供筛选的抗性基因、酶基因编码序列等）中，从所构建的文库中捕捉能表达的基因。

利用该技术建立的随机插入突变的突变体文库，可用于寻找、鉴定和研究大量未知功能和已知功能的活化基因，它是继自然突变、物理突变和化学突变之后发展起来的新的分子生物学方法。

基因捕获载体是带有报告基因和/或选择标记基因的不完整的基因表达载体；

这些载体所带的基因只有在整合到宿主功能基因内部且与融合的宿主基因编码框一致时才能得以表达。

基因捕获的策略如图所示。

典型的基因捕获载体包括一个无启动子的报道基因，通常是neo基因。

neo基因插入到ES细胞染色体组中，并利用捕获基因的转录调控元件实现表达的ES克隆可以很容易地在含G418的选择培养基中筛选出来。

◆genetrap：

基因陷阱或基因捕获（genetrap）是通过在基因组中创造随机插入突变，来直接获得分子特征。

基因陷阱或基因捕获载体包含一个无启动子的报告基因或选择标记，它能在插入位置（内含子）激活所在基因表达。

因这系列方法酷似以报道基因为诱饵来捕获基因，故得名基因陷阱或基因捕获。

◆Genetrap:

基因捕获技术:

通过报告载体随机整合到基因组,产生插入失活突变并揭示基因表达模式及其功能，是建立高通量变大规模基因突变模型的一种便利手段

9.mosaic

◆Mosaic:

同源性嵌合体，即起源于同一合子发育成不同核型的细胞系所形成的个体。

10.Embryonicstemcell

◆Embryonicstemcell:

胚胎干细胞（EScell），即当受精卵发育成囊胚时，内层细胞团（Innercellmass）的细胞即为胚胎干细胞。

胚胎干细胞具有全能性，可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。

进一步说，胚胎干细胞是一种高度未分化细胞，具有发育的全能性，能分化成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。

ES细胞可被培养，操纵然后注射进囊胚中，生长出胚胎的各个组成部分。

总之，ES细胞可以产生大量用于病人移植的所需的细胞。

11.reprogramming

◆reprogramming（细胞核重编程）：

细胞核重编程是哺乳动物正常受精胚胎和克隆胚胎发育过程中的一个重要特性,主要是对表观遗传学特征进行重新编写,包括染色质重塑、组蛋白修饰、DNA甲基化、印记基因表达、X染色体失活等表观遗传修饰的改变。

通过细胞核重编程,首先,受精卵和克隆胚胎的供体核停止其特有的基因表达程序,恢复为全能状态的基因表达程序;

然后,受精胚胎和克隆胚胎的细胞再从全能状态重新进入分化状态,最终形成各种组织和器官。

12.knockinmice

◆knockinmice 

基因敲入小鼠是实验室里研究者用于表达一个转基因，比如cDNA或者通过内源基因的表达调控在目标载体中构建的一个含有报告基因。

目前应用最广泛的敲入技术是将最常见的基因置换成某一报告基因LacZ或GFP，通过在成年小鼠体内检测这些报告基因来观察本身基因的表达。

◆Knockin—isamodificationinwhichaspecificmutation（s）orrearrangementisintroducedandthegeneremainsfunctional.Knockinexperimentareusedtoplaceatransgene,suchasaCDNAorareporterconstructcontainedinatargetingvector,underthetransscriptionalcontrolofanendogenousgene.

Asdiscussedabove,mostwidelyusedknock-instrategyisthereplacementthemostwidelyusedofagenebyareportergenesuchasLacZorGFP,tomonitorexpressionpatternofthegeneduringdevelopmentandintheadultmouse,bothinaspatialandmutation.However,itisimportanttonotethatsuchatemporalmanner

基因敲入，是指只通过特定突变或者重排，而基因功能任然存在的基因修饰技术。

基因敲入实验通常将一个转基因（例如cDNA或者打靶载体中的报告结构）置入内源性基因的转录调控中。

最广泛使用的基因敲入策略是用一个报告基因（β-半乳糖苷酶LacZ或者荧光蛋白GFP）取代原来的基因，在发育期和成年鼠中观察其表现型。

不过，重要的是要注意到这是一种时间上的方式。

另:

Generating“knock-in”mice.Knock-inexperimentsareusedtoplaceatransgene,suchasacDNAor

areporterconstructcontainedinatargetingvector,

underthetranscriptionalcontrolofanendogenous

gene.

Asdiscussedabove,mostwidelyusedknock-instrategyisthereplacementthemostwidelyusedofagenebyareportergenesuchasLacZorGFP,tomonitorexpressionpatternofthegeneduringopmentandintheadultmouse,bothinaspatialandmutation.However,itisimportanttonotethatsuchatemporalmanner

13.knockoutmice

◆knock-out—isamodificationinwhichtheactivityofthegeneiseliminated（eg:

deletethegeneorakeyregion）.Aknockoutmouseisalaboratorymouseinwhichresearchershaveinactivated,or"

knockedout,"

anexistinggenebyreplacingitordisruptingitwithanartificialpieceofDNA.Thelossofgeneactivityoftencauseschangesinamouse'

sphenotype,whichincludesappearance,behaviorandotherobservablephysicalandbiochemicalcharacteristics

基因敲除，是指通过同源重组直接将靶细胞或者动物个体中基因活性完全消除（删除一个基因或者关键区域）。

基因敲除小鼠，是一种实验室小鼠，研究者用人工的DNA片段替换或者打乱一个已经存在的基因，从而达到基因灭活或者基因敲除的目的。

基因功能的丧失往往导致小鼠的表型的改变，包括外观，行为和其他可观察的物理和生化特性的变化。

◆knockoutmice——基因敲除小鼠

“基因敲除小鼠”，就是先在小鼠的胚胎干细胞上通过基因重组的办法进行基因修饰——就是将胚胎干细胞中的靶向基因改掉，然后将“修饰”后的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎，生成嵌合体小鼠。

这种嵌合体小鼠长大后，体内同时存在被“修饰”过的基因和未被“修饰”的基因。

如果某些小鼠的生殖细胞恰巧被“修饰”过了，则它们就会生出基因完全被“修饰”过的小鼠。

这种方法本身就是生物医学领域里一项极具开创性的方法，同时，由于人类基因与小鼠基因有90％以上的相似性，因此它在理论上具备了用于心脏病、糖尿病等人类遗传因素引发的疾病研究的可能。

◆Knockoutmice

knock-out完全基因剔除—isamodificationinwhichtheactivityofthegeneiseliminated（eg:

sphenotype,whichincludesappearance,behaviorandotherobservablephysicalandbiochemicalcharacteristics

14.knockdown

◆knockdown抑制

RNA干扰（RNAinterference，简称RNAi）不但用途广泛，且为生物研究的有力工具。

科学家表示已经创造了一种新的基因转殖鼠，特色为身上所带有的RNAi会降低或是停止目标基因的表现，达到稳定的“geneknockdown”目的。

这项发现让RNAi的功用扩展到活体动物的基因研究上，未来可望应用在各种人类疾病的治疗上。

为了让RNAi能够用于老鼠的基因功能研究，纽约州立大学石溪校区（StonyBrookUniversity）的ThomasRosenquist以及冷泉港实验室（ColdSpringHarborLaboratory）的GregHannon利用遗传工程，创造出让RNAi之标的为特定基因的老鼠胚胎干细胞。

接着科学家将这些干细胞注射到老鼠胚胎内，诞生了嵌合鼠。

嵌合鼠的后代体内的每一个细胞，都带有人工的RNAi诱发基因。

科学家检测了这些基因转殖鼠的组织，发现目标基因的表现四处受到抑制，如肺部、心脏、脾脏等。

这种抑制基因的方法称为“geneknockdown”，相对于传统的基因惕除法（geneknockouts）。

◆knockdown基因干预

采用特定的方法抑制某个基因表达，或通过破坏某个基因而使之不能表达，以达到治疗疾病的目的。

15.embryoengineering

◆embryoengineering 

胚胎工程

胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。

包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。

这些技术进一步挖掘动物的繁殖潜力，为优良牲畜的大量繁殖，稀有动物的种族延续提供有效的解决办法。

16.conditionalgenetargeting

◆条件性基因打靶（conditionalgenetargeting），可定义为将某个基因的修饰限制于小鼠某些特定类型的细胞或发育的某一特定阶段的一种特殊的基因打靶方法。

以Cre-LoxP系统与基因打靶技术相结合的基因打靶技术。

它实际上是在常规的基因打靶的基础上，利用Cre重组酶介导的位点特异性重组技术，在对小鼠基因修饰的时空范围上设置一个可调控的“按钮”，从而使对小鼠基因组的修饰的范围和时间处于一种可控状态。

17.transgenicanimal

◆Transgenicanimal转基因动物：

是指以实验方法将外源基因导入动物染色体基因组内稳定整合并能遗传给后代的动物模型。

18.forwardgenetics

◆Forwardgenetics传统遗传学/正向遗传学:

是从具有特定异常病理表型的突变小鼠开始，通过染色体定位和分子克隆的方法，最终克隆导致特定表型的基因组突变位点，从而建立某一基因与相应生物学现象之间的关系．

19.homologousrecombination

◆Homologousrecombination同源性重组是指发生在DNA同源序列之间的重组。

其显著特征是在发生交换的DNA的2个区域的核苷酸序列必须是相同或很相似。

同源性重组主要是利用DNA序列的同源性识别重组对象,蛋白质（如大肠杆菌RecA蛋白）可以促进识别,但提供特异性识别的是碱基序列。

◆homologousrecombination同源重组同源重组是指发生在减数分裂或者有丝分裂过程中相同或相似DNA序列间的重组.它通常通过一对同源分子非姊妹染色体间的断裂而产生新的重组片段。

20.microinjection

◆microinjection显微注射：

1指在显微镜下操作的微量注射技术。

可将细胞的某一部分（如细胞核、细胞质或细胞器）或外源物质（如外源基因、DNA片段、信使核糖核酸、蛋白质等）通过玻璃毛细管拉成的细针，注射到细胞质或细胞核内。

是研究各种生物分子的作用、制作转基因动物、克隆动物等的重要技术。

2用显微注射仪将外源基因注入细胞或配子的技术。

21.reproductioncloning

◆reproductioncloning以产生新个体为目的的克隆。

目的是产生一个独立生存的个体。

于此相对的是研究性克隆或医学性克隆，指的是产生研究所用的克隆细胞。

不产生可独立生存的个体

简答题

1.第一个超级小鼠的出现标志着转基因动物技术的成熟，简述它在科学上的意义。

◆答：

①证实了“中心法则”（即DNA→RNA→蛋白质的遗传信息传递过程）的概念在哺乳动物体内仍然适用；

②物种之间的生殖隔离被打破；

③找到了一条按照人们意愿定向创造哺乳动物遗传性状的有效途径；

④有了一套集分子水平、细胞水平和活体动物水平于一体的全新的综合研究体系。

1982年，英国的《自然》杂志发表了一篇文章：

有两个美国实验小组利用转基因技术，他们用显微注射技术，成功地将大鼠生长激素重组基因导入一个小鼠的受精卵里面去，结果使出生的小鼠变成了大鼠。

这是因为小鼠获得了大鼠的重组生长激素基因，培育出具快速生长效应的“转基因超级鼠”（supermouse）。

转基因鼠比与它同胎所生的小鼠生长速度快2～3倍，体积大一倍。

这项研究获得了人类历史上第一个转基因动物，被誉为分子生物学发展的里程碑。

意义：

（一）在基础生物学中

使哺乳动物转基因技术用于研究真核细胞的基因转录、表达和调控规律以及个体发育的分子调控规律成为了可能。

借助转基因动物模型人们有可能将分子、细胞、组织、器官及个体的发生发育和衰老统一起来，从时间和空间角度综合研究基因的表达调控规律。

如利用神经组织特异性或心肌组织特异性调控因子与标记基因，如绿色荧光蛋白或β-半乳糖苷酶基因构建在一起，制备出转基因动物，通过检查标记基因的表达产物可研究神经或心肌组织的发生、发育规律。

基因敲除（去除动物染色体上某一段DNA）可用于研究基因的表达功能或这一基因对蛋白质合成的调控功能。

（二）在基础医学研究中

使用利用转基因技术对遗传疾病的研究成为了可能，并能建立相应的动物模型。

遗传疾病的DNA被克隆后，通过转基因技术制备动物疾病模型，可用来研究遗传病的发生、发展规律和治疗方案的选择。

目前，在世界范围内通过转基因技术至少已建立15种人类遗传疾病的动物模型，这里包括糖尿病、高血脂症、β-地中海或镰刀型贫血症、动脉粥样硬化症等常见的疾病。

随着人类基因组计划的完成和基因定点整合技术的成熟，转基因技术有可能治愈人类的遗传疾病。

（三）在畜牧业中

转基因技术可把生长激素或促生长因子基因导入家畜基因组中，加快生长速度，提高饲料报酬。

如表达牛生长激素的转基因猪生长速度比对照组快10%-15%，饲料报酬提高16%-18%，胴体中脂肪下降80%。

病毒衣壳蛋白基因被导入家畜基因组后，当这些基因表达时，机体可产生抗病毒抗体，提高家畜对这些疾病的抵抗力。

转基因技术在家畜中的另一重要用途是把药用蛋白或营养蛋白基因与组织特异性表达调控元件藕联，运用家畜的造血系统或泌乳系统生产药用或营养蛋白质，提高畜牧业经济效益。

此外，人们还正在探索用转基因猪的器官作人类器官移植的供体，以解决器官移植过程中供体相对不足的问题。

2、简述哪些科学技术的发展促进了基因打靶小鼠的出现？

①是胚胎干细胞（embryonicstemcells,ES）分离的成功,并证实了这种细胞还能重新加入处于胚泡阶段发育

②是发现在哺乳动物细胞中,外源的DNA可以与内源基因组DNA中的同源区域之间发生重组（这种重组现象可称之为定点整合,也有人称之为基因打靶）

③是证实了可将存在于ES细胞中的突变基因引入活体动物,并通过生殖系向