吴琼-03基因与研究方法

基因及其研究方法利用克隆、PCR、分子杂交方法研究多元化的基因基因类别结构基因包括编码结构蛋白和酶蛋白的基因，也包括编码阻遏蛋白和激活蛋白的基因。调控基因包括调节基因、启动基因和操纵基因。Operon:rDNA,tDNA……思考•操纵子（operon）？•操纵基因（operator）？•调节基因（regulatorygene）？操纵子J.Monod与F.Jacob断裂基因（SpliteGene）•70年代由R.J.Roberts和P.A.Sharp首先报道。10S珠蛋白前体RNA以及其15S珠蛋白mRNA与小鼠珠蛋白基因杂交形成R环的电镜图Intron，Extron卵清蛋白基因及其与mRNA或cDNA的杂交图1978年，Gilbert提出内含子、外显子概念。mRNA剪切插入序列的生物学功能1在mRNA加工中改变拼接方式或途径可以增加基因片断的利用，使DNA信息储藏量增加。2内含子的存在可能有利于进化过程。3控制RNA拼接系统可以调控基因的表达。4内含子的相对性。肌球蛋白轻链LC1与LC3基因TATATATAAATAAA123456789转录加工1456789polyALC1mRNALC3mRNA2356789酵母细胞色素b基因的内含子2参与编码成熟酶，成熟酶又反过来参与内含子2的剪接，产生成熟的mRNA内含子编码内切酶插入序列与间隔区•插入序列内含子•间隔区转录间隔区非转录间隔区剪切的思考－Crick1978年提出的几个问题•剪切作用若是通过酶来作用的，酶是如何识别RNA上特定位点的？•剪切酶有没有特异性？不同RNA是否需要不同的酶？•切除的RNA是以线状还是环状存在的？命运如何？•内含子有无调控作用？前体mRNA的拼接•核酶的发现及意义1981年，T.Cech和S.Altman•剪接识别顺序ChambonsruleGT------AG•内含子结构•SnRNA在RNA剪接中的作用。(smallnuclearRNA)U-SnRNA90-400nt编码核苷酸比实际多，Why？•1978年，Sanger分析了ΦΧ174中的核苷酸，5386个。•9个基因，编码2000个氨基酸。•???•Barrell（Sanger实验室）重叠基因噬菌体X174的重叠基因各基因的功能：A，DNA单链合成和双链的复制；B、C、D，单链的合成和（或）包装；F、G、H，噬菌体衣壳的结构蛋白；J，参与病毒颗粒构成的一种小的碱性蛋白；K，产物未知；E，细胞裂解基因重叠的方式•包含•首尾重叠•三个基因的三重重叠•反向重叠•操纵子重叠跳跃基因1950年，B.McClintock发现玉米中的Ac-Ds系统。转座子转座子转移原核生物的转座模型转座带来的基因重排转座子的遗传学效应•引起插入突变。•插入位置上出现新基因。•原来位置上保持或切离着原有的转座子。•造成插入位置上受体DNA形成正向重复序列。•调节基因活动的开关。•增加同源序列的整合。C值矛盾不同门类生物的C值分布基因特性•结构基因，调控基因•操纵子，操纵基因•断裂基因，Intron，Extron•重叠基因•跳跃基因，转座子•C值矛盾DNA分析方法与技术组成Hemoglobin的四种多肽链在发育中是变化的。我们要做什么？•将庞大的DNA链切成小的可操作片断。•对要保存和进一步研究的DNA片断进行扩增。•证明、获取DNA片断中所需基因。•对感兴趣的片断进行表征。限制性内切酶常用限制性内切酶种类及特性W.Arber和H.O.Smith限制性内切酶的剪切方式切点出现的频率及片断大小部分消化和完全消化DNA限制酶分析其它工具酶•连接酶T4DNALigase1967•修补工具酶DNA聚合酶I大片断Klenow1971•末端加工酶S1核酸酶，碱性磷酸单脂酶•末端转移酶人工加polyA或polyT尾•反转录酶DNA扩增PCR反应DNA片断的克隆载体:AspecializedDNAsequencethatcanenteralivingcell,signalitspresencetoaninvestigatorbyconferringadetectablepropertyonthehostcell,andprovideameansofreplicationforintselfandforeignDNAinsertedintoit.载体的条件：a复制起点b适宜的限制酶切点c选择标记载体的类型克隆载体穿梭载体表达载体质粒噬菌体人工染色体质粒载体噬菌体载体粘粒载体酵母人工染色体基因文库的建立AcollectionofDNAclonesthatcontainsmultiplecopiesofnearlyeveryfragmentinthewholegenomeinsertedintoasuitablevectorandplacedintostorage.重组DNA的鉴定遗传学方法免疫学方法如鸡的原肌球蛋白基因的检测肌球蛋白的免疫血清为抗体表达产物为抗原重组DNA的鉴定核酸分子杂交重组DNA的鉴定Southern杂交－检测DNASouthern杂交－检测DNANorthern杂交－检测RNA如何进行分子遗传研究？•限制性内切酶•PCR•载体•基因文库•DNA检测的几种方法