医学分子生物学 第19章 基因操作 2
基因操作及其医学应用
真核基因组 Eukaryote Genome
基本结构：
•结构基因（structural gene）指能转录成为mRNA、
rRNA或tRNA的DNA顺序。
•结构基因不连续，编码序列被非编码序列打断，分割成
几段，编码序列称为外显子(exon)，其间的序列称为内
含子(intron),称为断裂基因（split gene）。
转基因及 基因治疗
转基因的基本方法
优势： ① 整合率高; ② 对外源DNA影响小; ③ 单拷贝整合，利于表达调控； ④ 安全。
转基因及 基因治疗
转基因的基本方法
劣势： ① 容量小; ② 只能感染分裂活跃细胞，体外(Exvivo)转基因; ③ Transite expression; ④ R.V.+P.C+P.C 实验室要求高。
What is the Genome?
基因组（genome） 指细胞或生物中，一套完整单倍体遗传物
质的总和，包括全套基因及间隔序列。
人类基因组包含22条常染色体和XY两条性 染色体（核基因组）以及线粒体上的遗传 物质（线粒体基因组）。
原核基因组和真核基因组
真核生物基因组远远大于原核生物的基因组，结 构复杂，基因数庞大，具有许多复制起始点，每 个复制子大小不一
质粒（plasmid）
是独立于许多细菌及某些真核细胞染色体外共价 闭合环状的双链DNA分子，大小在1—200kb之 间，能独立复制的最小遗传单位。
质粒的分类
➢ 克隆载体(cloning vector,Puc18,19)都有松弛的复 制子，能带动外源基因在宿主细胞中复制扩增。 带有一些基本元件（ori,Ampr,Mcs等），用来克 隆和扩增基因片段。
地中海贫血
分子生物学 题库
第三章基因表达与基因表达的调控1.关于分解物阻遏的作用机制，说法正确的是A.葡萄糖缺乏时，cAMP浓度低B.葡萄糖缺乏时，CAP浓度低C.葡萄糖缺乏时，cAMP不能与CAP形成复合物D.葡萄糖缺乏时，cAMP-CAP复合物浓度高E.葡萄糖缺乏时，cAMP-CAP复合物失去DNA结合能力2. 关于加尾修饰，说法错误的是A.组蛋白的成熟mRNA无需加poly A尾B.加尾信号包括AAUAAA和富含GU的序列C.剪切过程需要多种蛋白质因子的辅助D.加尾不需模板E.多聚A形成的过程是缓慢、匀速的反应3. 关于操纵子的说法，正确的是A.几个串联的结构基因由一个启动子控制B.几个串联的结构基因分别由不同的启动子控制C.一个结构基因由不同的启动子控制D.转录生成单顺反子RNAE.以正性调控为主4. mRNA在蛋白质合成中的功能是A.运输遗传密码所对应的氨基酸B.与蛋白质结合，提供合成场所C.与帽子结合蛋白结合启动翻译D.由三联体密码指引氨基酸的排列顺序E.通过剪切因子切除poly A尾调控翻译效率5. 关于基因表达调控的说法错误的是A.转录起始是调控基因表达的关键B.环境因素影响管家基因的表达C.在发育分化和适应环境上有重要意义D.表现为基因表达的时间特异性和空间特异性E.真核生物的基因表达调控较原核生物复杂的多6. 翻译的实质是A.将4种脱氧核糖核苷酸的排列顺序转换为4种核糖核苷酸的排列顺序B.将4种核糖核苷酸的排列顺序转换为4种脱氧核糖核苷酸的排列顺序C.将4种脱氧核糖核苷酸的排列顺序转换为20种氨基酸的排列顺序D.将4种核糖核苷酸的排列顺序转换为20种氨基酸的排列顺序E.将蛋白质一级结构的信息转换为空间结构的信息7. 关于加帽修饰，说法正确的是A.snRNA不能被加帽B.由加帽酶催化5' 端加入7甲基鸟苷酸C.加帽酶可以与RNA聚合酶I、II、III相结合D.hnRNA转录终止后才开始加帽E.RNA聚合酶发生磷酸化后，使加帽酶与之脱离8. 特异转录因子不能够A.结合RNA聚合酶B.结合基础转录因子C.结合其他特异转录因子D.结合转录非核心元件9. 关于多顺反子mRNA，正确的说法是A.几个mRNA分子有不同的开放阅读框B.几个结构基因由不同的启动子调控转录C.一个mRNA分子有几个开放阅读框D.多个结构基因编码一类蛋白质E.一个结构基因编码多种蛋白质10. 下列哪项不参与调控真核细胞基因的特异性表达A.反应元件B.特异转录因子C.增强子D.基础转录因子E.沉默子11. E.coli的RNA聚合酶中，辨认转录起始点的组分是A.核心酶B.σC.αD.βE.β'12. 哪一项不属于基因表达的范畴A.mRNA模板指导的蛋白质合成B.DNA模板指导的hnRNA合成C.DNA模板指导的DNA合成D.DNA模板指导的rRNA合成E.DNA模板指导的snRNA合成13. 乳糖操纵子的调控方式是A.CAP的正调控B.阻遏蛋白的负调控C.正、负调控机制不可能同时发挥作用D.CAP拮抗阻遏蛋白的转录封闭作用E.阻遏作用解除时，仍需CAP加强转录活性14. 基因特异性表达的根本机制是A.顺式作用元件的种类不同B.RNA聚合酶活性的差异C.基础转录因子的质和量的差异D.特异转录因子的质和量的差异E.表达产物后加工过程的差异15. 下列哪种因素对原核生物的翻译没有影响A.microRNAB.稀有密码子所占的比例C.mRNA的稳定性D.反义RNAE.调节蛋白结合Mrna16. 乳糖操纵子中，能结合别位乳糖（诱导剂）的物质是A.AraCB.cAMPC.阻遏蛋白D.转录因子E.CAP17. 已知某基因转录产物的部分序列是5’-AUCCUGGAU-3’，那么该基因中反意义链的相应序列为B.5'-TAGGTCCTA -3'C.5'-TAGGACCTA-3'D.5'-UAGGACCUA-3'E.5'-ATCCUGGAT-3'18. 基因表达包括：①复制②转录③逆转录④翻译A.①＋②B.①＋③C.②＋④D.③＋④E.①＋②＋④19. 锌指结构可能存在于下列哪种物质中A.阻遏蛋白B.RNA聚合酶C.转录因子D.端粒酶E.核酶20. 某种情况下，基因的点突变可能不会影响它所编码的蛋白质的一级结构，遗传密码的哪种特点对此发挥了重要作用A.方向性B.连续性C.摆动性D.通用性E.简并性第四章重组DNA技术1. 聚合酶链反应可表示为（）A.PECB.PERC.PDRD.BCRE.PCR2. 在基因工程中通常所使用的质粒存在于（）A.细菌染色体B.酵母染色体C.细菌染色体外D.酵母染色体外E.以上都不是3. 基因工程的基本过程不包括A.载体和目的基因的分离B.限制性内切酶的切割C.DNA重组体的形成及转化D.蛋白质空间结构的测定E.重组体的筛选与鉴定4. 基因工程的操作步骤：①使目的基因与运载体结合②将目的基因导入受体细胞③检测目的基因的表达④提取目的基因。
“医学分子生物学”教学中PBL模式的应用
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ａｉ ｍ： Ｔ ｏ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｐ ＢＬ ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｏ ｆ ＰＢＬ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ Ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ Ｍｏ ｌ ｅ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ Ｂｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ／ ／
Ｌｉ ｕ Ｘｉ ａ ｏ ｙ ａ ｎ ， Ｔａ ｏ Ｚｈ ｏ ｎｇ ｈ ｕａ ， Ｇｏ ｎｇ Ｓ ｈｕ ， Ｇａ ｎ Ｌ ｉ ｎ
教 改教 法
“ 医学分子生物学＂ 教学中 Ｐ Ｂ Ｌ模式的应用
刘晓燕
中图分类号： Ｇ ６ ４ ２ ． ０ 摘 要
陶忠桦
龚
舒
甘
淋
（ 泸州 医学 院 医学基 础研 究 中心 四川 ・ 泸州 ６ ４ ６ ０ ０ ０ ）
文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ７ ８ ９ ４ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ － ０ ０ ７ ４ — ０ ２
目的 ：探索 Ｐ Ｂ Ｌ教学模 式在 医学分 子生物学 中的
学方法为实验组 ， ２ ０ １ １年药学本科 ２班（ ３ ６人 ） 行传统教学
为对 照组 。理论课由 １ 位资深教师统一教学 ， 讲授内容为人 民卫生 出版社医学分子生物学第十九章基 因操作 ， 课 时为 ９
学时。
应用效果。方法 ： 教学结束通过 闭卷考试和问卷调查的方法 评估 Ｐ Ｂ Ｌ模式 的效果。结果： 闭卷考试结果显 示 Ｐ Ｂபைடு நூலகம் Ｌ组学
１ ． ２ 传统教学 在课前给出教学要点 ， 让学生预习。上课时教师按照教 学大纲进行讲授 ， 充分利用视频 、 图画 、 动画等 ， 深入浅 出传 授内容 ； 从点 、 线、 面各个方面 ， 教授课程 ， 力求 内容翔实 、 重 点突出 ， 提高学生的兴趣。布置课后 参考题 ， 让学生进行 复 习和知识要点总结。
基础分子生物学Chapter19 染色体
末端酶蛋白结合在 通过滚动循环机制 来产生的病毒基因 组多聚体的特殊位 点上. 点上. 末端酶切割 DNA, 并且结合到空 的外壳上. 的外壳上. 这个过程 所需的能力来自 DNA进入外壳时 DNA进入外壳时 ATP的水解. ATP的水解.
19.3 The bacterial genome is a nucleoid. 细菌基因组是一个拟核. 细菌基因组是一个拟核. • 细菌拟核中DNA质量占80%, 它能被作用于 细菌拟核中DNA质量占80%, RNA或蛋白质的试剂解聚. RNA或蛋白质的试剂解聚. • 负责浓缩DNA的蛋白质还未被发现. 负责浓缩DNA的蛋白质还未被发现.
Giemsa染色在各组染色体上产生一系列特征条带. Giemsa染色在各组染色体上产生一系列特征条带.
人类X 人类X染色体按带型可 分为不同的区域, 分为不同的区域, 短臂 为p, 长臂为q, 每个臂 长臂为q, 可分为几个较大的区 域, 后者可被继续细分. 后者可被继续细分. 该图的分辨率不高, 该图的分辨率不高, 如 果分辨率够高的话, 果分辨率够高的话, 一 些小带可继续被细分 为更小的带和亚带, 为更小的带和亚带, 如 p21可被分为p21.1, p21可被分为p21.1, p21.2和p21.3. p21.2和p21.3.
20.1 The nucleosome is the subunit of all chromatin. 核小体是所有染色质的亚基. 核小体是所有染色质的亚基. • 核小体是染色质的基本单位, 包括大约200bp 核小体是染色质的基本单位, 包括大约200bp 的DNA和一个八聚体的组蛋白. DNA和一个八聚体的组蛋白. • 组蛋白是保守的DNA结合蛋白, 构成真核生 组蛋白是保守的DNA结合蛋白, 物染色质的基本单位. 物染色质的基本单位.
医学分子生物学原理-基因操作与医学'
骨髓移植前扩增骨髓干细胞
抗CD3抗体
器官移植
CAMPATH-1H（淋巴细胞抗体）
类风湿性关节炎，非何杰金氏淋巴瘤
抗内毒素抗体
革兰氏阳性菌感染
抗20肿20瘤年3坏月4死日因1时子8分抗体
严重炎症，类风湿性关节炎
24
（二）转基因技术
转基因技术(transgenic technique)
利用DNA重组技术在动物体内引入可遗传给子代 的外源基因的技术。
定位候选基因克隆策略 ( positional candidate gene approaches)：
一旦致病基因的染色体定位得以确认，可以利
用因特网上的基因网站所提供的基因序列数据鉴定
出候选致病基因。
2020年3月4日1时8分
12
人类疾病相关基因鉴定
所有疾病或健康状态都与基因直接或间接相关； 每种疾病都有其相应的致病基因或易感基因存在；已 知至少有4000多种基因与人类疾病直接相关。
5．基因表达产物的功能分析：
（1）找已知功能的同源蛋白或同源结构域。
（2）在细胞内过量表达该基因，观察各种功能影响。 （3）在细胞内抑制该基因表达，分析细胞功能变化；
建立基因剔除小鼠，分析基因产物功能。
（4）分析与该基因产物相互作用分子，或者是相互 作用的蛋白分子或核酸。
2020年3月4日1时8分
15
遗传学分析： 包括交换分析和连锁不平衡分析以确定致病基
因的染色体定位；
分子生物学分析：
包4日1时8分
9
杜氏肌营养不良(DMD) 致病基因的克隆：
首先，遗传学的家族连锁分析确 定了致病基因位于Xp21（性染色体X 短臂第2区第1条带）。
3．确定基因在的位置和拷贝数：染色体中定位多
医学分子生物学(第三版)光盘简答题及论述题答案
第一章基因的结构与功能自测题（三）简答题1. 顺式作用元件如何发挥转录调控作用？2. 比较原核细胞和真核细胞mRNA的异同。
3. 说明tRNA分子的结构特点及其与功能的关系。
4. 如何认识和利用核酶？5. 若某一基因的外显子发生一处颠换，对该基因表达产物的结构和功能有什么影响？6. 举例说明基因突变如何导致疾病。
（四）论述题1. 真核生物基因中的非编码序列有何意义？2. 比较一般的真核生物基因与其转录初级产物、转录成熟产物的异同之处。
3. 真核生物的基因发生突变可能产生哪些效应？（三）简答题1. (1) 真核生物基因中与转录调控相关的一些DNA 片段称为顺式作用元件，包括启动子、上游启动子元件、增强子、加尾信号和反应元件等。
(2) 顺式作用元件通常与一些蛋白质（如RNA聚合酶、转录因子）结合，作用形式包括DNA－蛋白质、蛋白质－蛋白质之间的相互作用。
(3) 顺式作用元件与蛋白质相互作用后，主要通过影响RNA聚合酶的DNA结合活性，增强或者减弱基因转录。
2. 原核生物和真核生物mRNA的相同点：(1) 都含有开放阅读框和非翻译区。
(2) 开放阅读框编码蛋白质，非翻译区调控翻译起始。
原核生物和真核生物mRNA的不同点：(1) 前者常为多顺反子RNA；后者常为单顺反子RNA。
(2) 前者5' 端有与核糖体结合的SD序列；后者5' 端有帽子结构，3' 端有poly (A) 尾。
(3) 前者合成后很少被加工修饰；后者先合成hnRNA，经一系列修饰才变为成熟mRNA。
3. tRNA分子中富含稀有碱基，其二级和三级结构分别为三叶草形和倒L形，包括一茎四环：(1) 3' 端CCA：结合活化的氨基酸。
(2) 反密码环：含有反密码子，能够与mRNA上的密码子互补配对。
(3) 二氢尿嘧啶环：与氨基酰－tRNA合成酶的结合有关。
(4) TΨC环：与核糖体结合有关。
(5) 额外环：tRNA分类的标志。
基因操作的原理和过程
基因操作的原理和过程基因操作（Genetic engineering）是一种利用基因技术对生物体的遗传物质进行修改和重组的技术手段。
通过基因操作，可以对生物的基因进行剪接、修饰或移除，并向生物中引入新的基因或基因片段，从而改变生物的遗传特征和表现形式。
基因操作在农业、医学、生物工程等领域都有广泛的应用，它不仅可以提高生物的抗病性、耐性和产量，还可以用于研究基因的功能和调控机制。
基因操作的原理是基于对生物体的基因组进行修改和优化，具体分为以下几个步骤：1. 选择目标基因：首先需要确定要操作的基因，可以是现有生物体中的某个基因，也可以是外源基因。
有时也会选择修改某个特定区域的基因片段。
2. 基因克隆和构建载体：利用分子生物学技术，将目标基因从生物体中分离提取。
然后，将目标基因插入到载体DNA中，构建成重组载体。
常用的载体包括质粒和病毒。
3. 转化目标细胞：将构建好的重组载体导入到目标细胞中。
可以通过多种途径实现细胞的转化，如化学转化、电转化、冷冻复苏等。
4. 基因表达和筛选：在转化成功后，目标基因会在细胞内进行表达，从而改变生物的遗传特征和表现形式。
为了筛选出表达目标基因的细胞，可以在重组载体中引入选择标记基因，如抗生素抗性基因。
5. 验证和分析：在筛选出表达目标基因的细胞后，需要对其进行验证和分析。
可以通过PCR、酶切、同源重组等技术手段来验证基因操作的结果，并进一步分析基因的功能。
基因操作的过程中有一些关键技术和工具，如PCR技术、限制性内切酶、连接酶、DNA测序等。
这些技术和工具的应用使得基因操作的过程更加高效、准确。
基因操作的应用领域广泛，涉及农业、医学、生物工程等多个领域。
在农业领域，基因操作可以用于改良农作物的品质和产量，提高抗病虫害的能力，延长保存期限等。
比如，通过引入抗病虫害基因，使植物对害虫和病毒的侵害产生免疫反应。
在医学领域，基因操作可以用于治疗遗传性疾病、癌症等疾病。
比如，通过修正患者的遗传突变，可以恢复正常的基因功能。
分子生物学课程教学大纲(精)
分子生物学课程教学大纲课程简介一、课程简介分子生物学主要研究核酸蛋白质等所有生物大分子的结构、功能及基因结构、基因表达，以及生物大分子互相作用以及生理功能，以此了解不同生命形式特殊规律的化学和物理的基础。
分子生物化学是在分子水平上研究生命奥秘的学科，代表当前生命科学的主流和发展的趋势。
医学分子生物学是分子生物学的重要分支，本课程包括三方面的内容：一是介绍分子生物学基本原理；二是阐述某些疾病发生和发展的分子机制；三是介绍分子生物学技术在临床上的应用。
本大纲适用于夜大专升本等专业学生。
二、总体要求通过本课程学习，要求学生做到：1. 掌握、熟悉分子生物学的基本原理以及与相关临床知识的联系。
2. 学会应用基本分子生物学技术进行生物大分子的检测，并能应用于临床。
3. 树立良好的学习态度，培养创新能力与实践能力，注重知识、能力、素质的协调发展。
三、时数分配绪论学习目的和要求通过本章学习，掌握医学分子生物学的定义、内容。
课程内容一、介绍医学分子生物学的定义。
二、介绍医学分子生物学的发展历史。
三、医学分子生物学的现状与未来。
考核知识点一、医学分子生物学的定义。
二、医学分子生物学的内容。
三、医学分子生物学发展过程中的一些重要历史事件。
四、医学分子生物学的现状与未来。
考核要求一、掌握医学分子生物学的定义。
二、熟悉医学分子生物学主要解决的问题。
三、了解1. 医学分子生物学发展过程中的一些重要历史事件。
2. 医学分子生物学的未来发展方向。
第一章基因学习目的和要求通过本章学习，掌握基因的基本概念、基因的结构特点及基因的遗传功能，了解基因突变的机制及其与疾病的关系。
课程内容一、基因的基本概念及基因的结构特点1．核酸是遗传信息的载体大部分生物中构成基因的核酸物质是DNA, 少数生物（如RNA病毒）中是RNA。
2．基因的基本概念基因的现代分子生物学概念。
3．基因的结构特点基因的基本结构包括结构基因和转录调控序列。
原核生物的结构基因是连续的，而真核生物的结构基因是不连续的，由内含子和外显子组成。
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