常见的报告基因
GUS报告基因
报告基因●定义报告基因 (reporter gene)是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因，也就是说，是一个其表达产物非常容易被鉴定的基因。
把它的编码序列和基因表达调节序列相融合形成嵌合基因，或与其它目的基因相融合，在调控序列控制下进行表达，从而利用它的表达产物来标定目的基因的表达调控，筛选得到转化体。
特征作为报告基因，在遗传选择和筛选检测方面必须具有以下几个条件：(1)已被克隆和全序列已测定；(2)表达产物在受体细胞中本不存在，即无背景，在被转染的细胞中无相似的内源性表达产物；(3)其表达产物能进行定量测定。
●应用在植物基因工程研究领域，已使用的报告基因有以下几种：胭脂碱合成酶基因(nos)、章鱼碱合成酶基因(ocs)、新霉素磷酸转移酶基因(nptⅡ)、氯霉素乙酰转移酶基因(cat)、庆大霉素转移酶基因、葡萄糖苷酶基因、荧光酶基因等。
nos、ocs这两个基因是致瘤土壤农杆菌(Agrobacterium tumfaciens)的Ti质粒特有的，对Ti质粒进行改造，用相应的致瘤农杆菌转化植物体时，如果外源基因转入植物体中，则这两种报告基因在植物根茎叶中均能表达，不受发育调控，检测时直接用转化体提取液进行纸电泳，染色后在紫外光下观察荧光即可。
nptⅡ、cat及庆大霉素转移酶基因，均为抗生素筛选基因，相关的酶可以对底物进行修饰(磷酸化、乙酰化等)，从而使这些抗生素失去对植物生长的抑制作用，使得含有这些抗性基因的转化体能在含这些抗生素的筛选培养基上正常生长，也可以用转化体提取液体，外用同位素标记，放射自显影筛选转化体。
目前常用的一种报告基因是β-D-葡萄糖苷酶基因，该酶催化底物形成β-D-葡萄糖苷酸，它在植物体中几乎无背景，组织化学检测很稳定，可用分光光谱、荧光等进行检测。
荧光酶基因(luc)是1985年从北美荧火虫和叩头虫cDNA 文库中克隆出来的，该酶在有ATP、Mg2＋、O2和荧光素存在下发出荧光，这样就可用转基因植物整株或部分直接用X-光片或专门仪器进行检测。
常见的报告基因
常见的报告基因基因是生命的基本单位，它负责传递遗传信息并决定我们的遗传特征。
在基因研究中，科学家经常使用报告基因来研究基因在细胞中的表达和调控。
报告基因是一种易于检测和测量的基因，它可以通过特定的实验技术来标记和定量分析。
本文将介绍一些常见的报告基因及其在生物研究中的应用。
1. 绿色荧光蛋白（GFP）GFP是最著名和最常用的报告基因之一。
它是从水母中发现的一种蛋白质，具有绿色荧光特性。
通过将GFP基因与感兴趣的基因融合，科学家可以实时观察这些基因在细胞或生物体中的表达情况。
GFP的应用十分广泛。
在细胞生物学研究中，科学家可以利用GFP来标记和跟踪细胞的位置、形态变化和运动方式。
在生物医学研究中，GFP可用于追踪病菌在宿主中的定位和扩散情况。
此外，GFP还可以用于标记和追踪蛋白质在细胞中的定位和交互方式。
因其广泛应用和可靠性，GFP已成为许多研究领域的重要工具。
2. 荧光素酶（Luciferase）荧光素酶是一类产生荧光的酶，可以与荧光素底物反应产生可见光。
Luciferase基因被广泛用作报告基因，因其检测灵敏度高、快速和可定量的特点。
Luciferase的应用广泛用于研究基因转录、蛋白质互作和细胞信号传导等生物学过程。
通过将Luciferase基因与感兴趣的基因进行融合，科学家可以测量目标基因在细胞中的表达水平和动态变化。
此外，Luciferase还可以用于检测细胞凋亡、药物筛选和生物传感器等方面的研究。
3. β-半乳糖苷酶（β-Gal）β-半乳糖苷酶是一种常见的酶，它能够催化底物X-Gal的降解产生蓝色产物。
β-Gal基因常被用作报告基因来研究基因的表达和调控。
β-Gal的应用广泛用于研究基因在细胞和生物体中的表达模式。
通过将β-Gal基因与目标基因进行融合，科学家可以观察其在细胞中的表达情况。
此外，β-Gal也可用于检测基因转导效率、病毒感染和细胞分化等方面的研究。
4. 碱性磷酸酶（AP）碱性磷酸酶是一种在生物体中广泛存在的酶，它可以催化底物产生阳性的紫色沉淀物。
常用的报告基因
常用的报告基因报告基因是一种用于监测基因表达或功能研究的工具。
它们被广泛用于分子生物学、遗传学和细胞生物学等领域。
在报告基因实验中，报告基因通常与目标基因融合，以便通过检测报告基因的表达水平来间接评估目标基因的表达情况。
1. 荧光素酶基因：荧光素酶是一种能够在特定底物存在下产生荧光的酶。
常用的荧光素酶基因包括萤火虫荧光素酶（luciferase）和海肾荧光素酶（renilla luciferase）。
通过检测荧光素酶的活性，可以间接评估目标基因的表达水平。
2. 绿色荧光蛋白基因（GFP）：GFP是一种在特定波长的紫外光照射下能够发出绿色荧光的蛋白质。
GFP可以与目标基因融合，通过观察荧光信号来评估目标基因的表达情况。
3. β半乳糖苷酶基因（βgal）：βgal是一种能够在特定底物存在下产生蓝色沉淀的酶。
通过检测蓝色沉淀的形成，可以间接评估目标基因的表达水平。
4. 荧光素酶基因：荧光素酶是一种能够在特定底物存在下产生荧光的酶。
常用的荧光素酶基因包括萤火虫荧光素酶（luciferase）和海肾荧光素酶（renilla luciferase）。
通过检测荧光素酶的活性，可以间接评估目标基因的表达水平。
5. β半乳糖苷酶基因（βgal）：βgal是一种能够在特定底物存在下产生蓝色沉淀的酶。
通过检测蓝色沉淀的形成，可以间接评估目标基因的表达水平。
这些报告基因在不同的实验中具有各自的优势和特点。
选择合适的报告基因取决于实验目的和实验条件。
通过使用报告基因，我们可以更准确地评估基因表达情况，为科学研究提供有力的工具。
1. 细胞表面标记基因：细胞表面标记基因通常用于监测特定细胞类型的表达或功能。
这些基因可以被融合到目标基因中，通过检测细胞表面标记的表达来间接评估目标基因的表达情况。
2. 报告基因与转录因子融合：在某些实验中，报告基因可以被融合到转录因子中，以监测特定转录因子的活性和功能。
通过检测报告基因的表达水平，可以间接评估转录因子的活性和功能。
报告基因
报告基因定义报告基因(reporter gene)是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因，也就是说，是一个其表达产物非常容易被鉴定的基因。
把它的编码序列和基因表达调节序列相融合形成嵌合基因，或与其它目的基因相融合，在调控序列控制下进行表达，从而利用它的表达产物来标定目的基因的表达调控，筛选得到转化体。
特征作为报告基因，在遗传选择和筛选检测方面必须具有以下几个条件：(1)已被克隆和全序列已测定；(2)表达产物在受体细胞中本不存在，即无背景，在被转染的细胞中无相似的内源性表达产物；(3)其表达产物能进行定量测定。
应用在植物基因工程研究领域，已使用的报告基因有以下几种：胭脂碱合成酶基因(nos)、章鱼碱合成酶基因(ocs)、新霉素磷酸转移酶基因(nptⅡ)、氯霉素乙酰转移酶基因(cat)、庆大霉素转移酶基因、葡萄糖苷酶基因、荧光酶基因等。
nos、ocs这两个基因是致瘤土壤农杆菌(Agrobacterium tumfaciens)的Ti质粒特有的，对Ti质粒进行改造，用相应的致瘤农杆菌转化植物体时，如果外源基因转入植物体中，则这两种报告基因在植物根茎叶中均能表达，不受发育调控，检测时直接用转化体提取液进行纸电泳，染色后在紫外光下观察荧光即可。
nptⅡ、cat及庆大霉素转移酶基因，均为抗生素筛选基因，相关的酶可以对底物进行修饰(磷酸化、乙酰化等)，从而使这些抗生素失去对植物生长的抑制作用，使得含有这些抗性基因的转化体能在含这些抗生素的筛选培养基上正常生长，也可以用转化体提取液体，外用同位素标记，放射自显影筛选转化体。
目前常用的一种报告基因是β-D-葡萄糖苷酶基因，该酶催化底物形成β-D-葡萄糖苷酸，它在植物体中几乎无背景，组织化学检测很稳定，可用分光光谱、荧光等进行检测。
荧光酶基因(luc)是1985年从北美荧火虫和叩头虫cDNA文库中克隆出来的，该酶在有ATP、Mg2＋、O2和荧光素存在下发出荧光，这样就可用转基因植物整株或部分直接用X-光片或专门仪器进行检测。
【高中生物】转染实验常用的报告基因
【高中生物】转染实验常用的报告基因报告基因(reportergene)是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因，是一个其表达产物非常容易被鉴定的基因。
把它的编码序列和基因表达调节序列相融合形成嵌合基因，或与其它目的基因相融合，在调控序列控制下进行表达，从而利用它的表达产物来标定目的基因的表达调控，筛选得到转化体。
作为报告基因，在遗传选择、筛选和检测中必须满足以下条件：（1）已确定并确定了整个序列；（2）受体细胞中不存在表达产物，即没有背景，转染细胞中也没有类似的内源性表达产物；（3）表达产物可以定量测定。
在植物基因工程研究领域，已使用的报告基因主要有以下几种：胭脂碱合酶基因（NOS）、章鱼碱合酶基因（OCs）nos、ocs这两个基因是致瘤土壤农杆菌(agrobacteriumtumfaciens)的ti质粒特有的，对ti质粒进行改造，用相应的致瘤农杆菌转化植物体时，如果外源基因转入植物体中，则这两种报告基因在植物根茎叶中均能表达，不受发育调控，检测时直接用转化体提取液进行纸电泳，染色后在紫外光下观察荧光即可。
新霉素磷酸转移酶基因ⅱ), 氯霉素乙酰转移酶基因（CAT）荧光素酶基因（luciferasegene）该酶于1985年从北美萤火虫和头甲虫的cDNA文库中提取。
它在ATP、Mg2+、O2和荧光素存在下发出荧光。
这样，就可以用X射线胶片或专用仪器直接检测整个工厂或工厂的一部分。
它具有检测速度快、灵敏度比cat高30～1000倍、成本低、无需使用放射性同位素等优点。
β-d-葡萄糖苷酶基因这种酶催化底物生成β-D-葡萄糖苷酸，在植物中几乎没有背景，其组织化学检测非常稳定。
可通过分光光度法和荧光法进行检测。
除此之外还有庆大霉素转移酶基因等在动物基因表达调控的研究中，使用了以下报告基因：绿色荧光蛋白（gfp）基因等。
绿色荧光蛋白来自海蜇。
其基因可以在异源组织中表达并产生荧光。
gfpcdnad的开放阅读框长约740bp，编码238个氨基酸残基。
食品生物技术导论答案最终汇总
食品生物技术绪论名词解释1 食品生物技术食品生物技术(food biotechnology)：是现代生物技术在食品领域中的应用，是指以现代生命科学的研究成果为基础，结合现代工程技术手段和其它学科的研究成果，用全新的方法和手段设计新型的食品和食品原料2 基因工程基因工程：通过一系列技术操作过程，获得人们预先设计好的生物，该生物所具有的特性往往是自然界不存在的。
是用人工的方法把不同生物的遗传物质（基因）分离出来，在体外进行剪切，拼接，重组形成基因重组体，然后再把重组体引入宿主细胞或个体中得以高效表达，最终获得人们所需要的基因产物。
3 细胞工程细胞工程(cell engineering)：在细胞水平研究、开发、利用各类细胞的工程。
是人们利用现代细胞分子生物学的研究成果，根据需求设计改变细胞的遗传基础。
4 蛋白质工程蛋白质工程(protein engineering)：通过对Pr化学、Pr晶体学和动力学的研究，获得有关Pr理化特性和分子特性的信息，以此为基础有目的设计改造编码蛋白的基因，通过基因工程技术获得可以表达Pr的转基因生物系统，该生物系统可以是转基因微生物、转基因植物、转基因动物，或细胞系统。
最终产出改造过的Pr5 酶工程酶工程(enzyme engineering)：利用酶催化作用进行物质转化的技术，是酶学理论、基因工程、蛋白质工程、发酵工程相结合而形成的一门新技术6 发酵工程发酵工程是将微生物学、生物化学和化学工程等学科基本原理有机结合，是建立在基因工程技术基础上的一门应用技术性学科。
7 生物工程下游技术生物工程下游技术(biotechnique downstream processing)：将发酵工程、酶工程、蛋白质工程和细胞工程生产的生物原料，经过提取、分离、纯化、加工等步骤，最终形成产品的技术二问答题1 食品生物技术研究内容包括哪些？内容：基因工程、细胞工程、蛋白质工程、酶工程、发酵工程、生物工程下游技术、现代分子检测技术2 食品生物技术在食品工业发展的地位如何?地位食品生物技术研究内容已涉及到食品工业的方方面面，从原料到加工无处不存在食品生物技术的痕迹。
报告基因检测
荧光素酶报告基因原理：转录因子是一种具有特殊结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子，也称为反式作用因子。
某些转录因子仅与其靶启动子中的特异序列结合，这些特异性的序列被称为顺式作用元件，转录因子的DNA结合域和顺式作用元件实现共价结合，从而对基因的表达起抑制或增强的作用。
荧光素酶报告基因实验（luciferase assay）是检测这类转录因子和其靶启动子中的特异顺序结合的重要手段。
其原理简述如下：（1）构建一个将靶启动子的特定片段插入到荧光素酶表达序列前方的报告基因质粒，如pGL3-basic等。
（2）将要检测的转录因子表达质粒与报告基因质粒共转染293细胞或其它相关的细胞系。
如果此转录因子能够激活靶启动子，则荧光素酶基因就会表达，荧光素酶的表达量与转录因子的作用强度成正比。
（3）加入特定的荧光素酶底物，荧光素酶与底物反应，产生荧光，通过检测荧光的强度可以测定荧光素酶的活性，从而判断转录因子是否能与此靶启动子片段有作用。
步骤：(1) 铺细胞于24 孔板中，{选用48孔板（如果比较难做的系统可以选用24孔板甚至12孔板，细胞量越多表达的酶相应越多），铺板密度约为30%（如果比较着急做实验，密度可以提高）。
}每孔细胞数为20 万细胞左右，待细胞融汇度达到70% （适合磷酸钙转染）、85% （适合脂质体转染）时进行转染。
一般选用细胞密度为50-70%时进行转染（因为转染后要让质粒表达一定的时间，一般是18-24小时，故而这个细胞密度到加药时密度会差不多到100%）。
转染体系的配置：目标蛋白的质粒（pBind-），luc质粒，fermentas转染试剂，（质粒：转染试剂=1：1-3（μg：μL）这个比例根据细胞、质粒转染难易程度而定，必要时需要自己摸条件）。
——此步骤与与普通的细胞转染实验的要求相同。
脂质体法（1）在细胞密度达到80%左右，于转染前1小时用基本培养基（常用无血清培养基Opti-MEM）为细胞换液。
三种报告基因
三种报告基因生物技术的发展日新月异，越来越多的科学家和研究人员开始利用基因编辑技术研究生命现象。
其中，报告基因在研究中起到了重要作用。
报告基因是指在生物体内或细胞内表达的一种可观察的物质或标记，用来报告基因是否活跃以及基因表达的程度。
在这篇文章中，我们将探讨三种常用的报告基因。
首先，荧光报告基因是最常用的一类报告基因之一。
荧光报告基因通过将荧光蛋白基因插入需要研究的基因中，使得基因表达产生可见的荧光信号。
其中，最为广泛应用的是绿色荧光蛋白（GFP）。
GFP来源于海葵，它的特殊性质使得科学家们能够实时观察到生物体内基因的表达情况。
利用基因编辑技术，科学家们能够将GFP基因导入细胞中，从而使细胞或组织发出绿色荧光。
这种荧光报告基因广泛应用于生物学研究，例如观察细胞增殖和分化过程，追踪物质在细胞内的运输以及基因表达调控的研究等。
其次，发光报告基因是另一种常用的报告基因。
与荧光报告基因不同，发光报告基因产生的信号是通过化学反应而不是外界激发的。
最著名的发光报告基因是荧光素酶（Luciferase）。
荧光素酶能够与底物反应产生可观察的发光信号。
利用基因编辑技术，研究人员可将荧光素酶基因导入细胞中，使细胞或组织发出明亮的光。
这种发光报告基因被广泛应用于生物学研究中，特别是在研究生物体内基因表达调控以及蛋白质相互作用网络等方面。
最后，酶活报告基因是第三种常用的报告基因。
酶活报告基因利用某种特定酶的活性将底物转化为产物，并随之产生可观察的信号。
例如，β-galactosidase（β-半乳糖苷酶）是一种经典的酶活报告基因。
在研究中，研究人员可将β-半乳糖苷酶基因导入细胞或动物模型中，通过加入半乳糖苷底物，观察酶活性并测量产生的产物。
酶活报告基因被广泛应用于基因表达调控及信号传导等领域的研究。
总的来说，报告基因在生物学研究中起到了举足轻重的作用。
荧光报告基因、发光报告基因和酶活报告基因是其中三种常见类型。
这些报告基因使得科学家们能够实时观察和监测基因表达和生物过程，促进了对生命机制的深入理解。
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常见的报告基因
报告基因必须具备的特点：①由原核基因编码的基因产物必须与同转染前真核细胞内任何相似的产物相区别；②细胞内其他基因产物不会于扰报告基因产物的检测；③报告基因编码产物的检测应该快速、简便、灵敏度高，而且重现性好。
到目前为止，报告基因通常是在报告基因载体质粒中与被检测基因序列相连，先让质粒在大肠杆菌中进行增殖，再提取质粒，转染感兴趣的真核细胞中。
与此同时还要将有真核启动子和增强子的另一种报告基因质粒共转染同一细胞，作为转染率的内对照。
(1)氯霉素乙酰基转移酶(CAT)：该报告基因来源于大肠杆菌转位子9，是第1个用于检测细胞内转录活性的报告基因。
氯霉素乙酰基转移酶可催化乙酰CoA的乙酰基转移到氯霉素3羟基，而使氯霉素解毒。
CAT在哺乳细胞无内源性表达，性质稳定，半衰期较短，适于瞬时表达研究。
可用同位素、荧光素和酶联免疫吸附测定(enzyme—linkedimmunosorbantassay，ELISA)检测其活性，也可进行蛋白质印迹(Westernblotting)和免疫组织化学分析。
CAT与其他报告基因相比，线性范围较窄，灵敏性较低。
(2)β半乳糖苷酶：β半乳糖苷酶由大肠杆菌lacZ基因编码，可催化半乳糖苷水解。
最大优势是易于用免疫组织化学法观测其原位表达，是最常用的监测转染率的报道基因之一。
以邻—硝基苯—β—D—半乳吡喃糖苷(ONPG)为底物可用标准的比色法检测酶活性，其检测动力学范围为6个数量级。
氯酚红—β—D —半乳吡喃糖苷(CPRG)是另一个可用比色法检测酶活性的底物，其灵敏度比ONPG高近10倍。
以MUG和荧光素二半乳糖苷(FDG)为底物则可用荧光法检测其活性。
此法可检测单个细胞的酶活性，并可用于流式细胞学(FACS)分析。
如以二氧杂环丁烷为底物，可用化学发光法检测酶活性，其检测动力学范围最大，灵敏度最高，与用生物发光法检测荧光素酶活性的灵敏度相似。
(3)荧光素酶：荧光素酶是能够催化不同底物氧化发光的一类酶，哺乳细胞无内源性荧光素酶。
最常用的荧光素酶有细菌荧光素酶、萤火虫荧光素酶和Renilla荧光素酶。
细菌荧光素酶对热敏感，因此在哺乳细胞的应用中受到限制。
萤火虫荧光素酶灵敏度高，检测线性范围宽达7～8个数量级，是最常用于哺乳细胞的报道基因，用荧光比色计即可检测酶活性，因而适用于高通量筛选。
随着具有膜通透性和光裂解作用的萤火虫荧光素酶的应用，无需裂解细胞即可检测酶活性。
Renilla荧光素酶催化肠腔素(coelenterazine)氧化，产物可透过生物膜，可能是最适用于活细胞的报告分子。
将荧光素酶报告基因载体转染到细胞中，可用荧光素酶检测系统灵敏方便地测定荧光素酶基因的表达。
自1986年起，萤火虫荧光素酶基因被用作测定基因表达的报告基因，获得了广泛的应用。
Promega公司的pGL3及pGL2系列载体，含SV40启动子及增
强子的不同组合，有助于分析DNA片段的转录活性。
荧光素酶报告基因有许多优点：①非放射性；②比CAT及其他报告基因速度快；③比CAT灵敏100倍；④荧光素酶在哺乳细胞中的半衰期为3小时，在植物中的半衰期为3．5小时。
由于半衰期短，故启动子的改变会即时导致荧光素酶活性的改变，而荧光素酶不会积累。
相反，CAT在哺乳细胞中的半衰期为50小时。
荧光素酶浓度在10—16mol／L(10pS／L)到10-8mol／L(1mg／L)范围内，荧光信号强度与酶浓度成正比。
在理想条件下，可检测到l0-20mol／L的荧光素酶。
Promega公司的荧光素酶检测系统比一般的方法灵敏及简单，产生的光稳定。
(4)分泌型碱性磷酸酶(SEAP)：SEAP是人胎盘碱性磷酸酶的突变体，无内源性表达。
SEAP缺乏胎盘碱性磷酸酶羧基末端的24个氨基酸。
其优点是无需裂
解细胞，只用培养介质即可检测酶活性，便于进行时效反应试验。
以间硝基苯磷酸盐(PNPP)为底物时可用标准的比色法测定酶活性，操作简单，反应时间短，价格廉价，但灵敏度低。
以黄素腺嘌呤二核苷酸磷酸为底物进行比色测定，其灵敏度增高。
SEAP可催化D—荧光素—O—磷酸盐水解生成D—荧光素，后者又可
作为荧光素酶的底物，此即两步生物发光法检测酶活性的原理。
此方法灵敏度高，接近于荧光素酶报告基因的检测。
还可用一步化学发光法检测酶活性。
(5)荧光蛋白家族：荧光蛋白家族是从水螅纲和珊瑚类动物中发现的相对分
子质量为20 000～30 000的同源蛋白。
绿色荧光蛋白(GFP)是应用最多的发光蛋白。
GFP存在于发光水母(AequoreaVictoria)中。
用395 Bin的紫外线和475 nm
的蓝光激发，GFP可在508nm处自行发射绿色荧光，无需辅助因子和底物。
GFP 最大的优势是无需损伤细胞即可研究细胞内事件。
1991年克隆了GFP基因，目前已获得几个突变体，如“红色迁移”突变体(red—shiftmutant)，其荧光更强。
其他突变体还有蓝色荧光蛋白(BFP)、增强型GFP(EGFP)和去稳定EGFP(destabilizedEGFP)等。
红色荧光蛋白(RFP)是从珊瑚(Discosoma sp．)中分离的发光蛋白(drFP583或DsRed)，可发射明亮的红色荧光。
这些常用的报告基因也可被联合应用，同时检测2个甚至3个基因的表达。
报告基因的选择依赖于其灵敏性、可靠性及监测的动力学范围。
稳定性好的报告基因适于基因转录动力学研究和高通量筛选，尤其适用于基因转移的定性研究。