基因的名词解释

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篇1:基因的名词解释

基因的名词解释

基因(遗传因子)是产生一条多肽链或功能RNA所需的全部核苷酸序列。基因支持着生命的基本构造和性能。储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等过程的全部信息。环境和遗传的互相依赖,演绎着生命的繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。生物体的生、长、衰、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。它也是决定生命健康的内在因素。因此,基因具有双重属性:物质性(存在方式)和信息性(根本属性)。

带有遗传讯息的DNA片段称为基因,其他的DNA序列,有些直接以自身构造发挥作用,有些则参与调控遗传讯息的表现。组成简单生命最少要265到350个基因。(这涉及到了基因工作组的力量,人类的基因工作组与果蝇的基本相似)

基因的分类

结构基因

基因中编码RNA或蛋白质的碱基序列。

(1)原核生物结构基因:连续的,RNA合成不需要剪接加工;

(2)真核生物结构基因:由外显子(编码序列)和内含子(非编码序列)两部分组成。

非结构基因

结构基因两侧的一段不编码的DNA片段(即侧翼序列),参与基因表达调控。

(1)顺式作用元件:能影响基因表达,但不编码RNA和蛋白质的DNA序列;

其中包括:

启动子:RNA聚合酶特异性识别结合和启动转录的DNA序列。有方向性,位于转录起始位点上游。

上游启动子元件:TATA盒上游的一些特定DNA序列,反式作用因子可与这些元件结合,调控基因的转录效率。

反应元件:与被激活的信息分子受体结合,并能调控基因表达的特异DNA序列。

增强子:与反式作用因子结合,增强转录活性,在基因任意位置都有效,无方向性。

沉默子:基因表达负调控元件,与反式作用因子结合,抑制转录活性。

Poly(A)加尾信号:结构基因末端保守的AATAAA顺序及下游GT或T富含区,被多聚腺苷酸化特异因子识别,在mRNA 3′端加约200个A。

(2)反式作用因子:能识别和结合特定的顺式作用元件,并影响基因转录的一类蛋白质或RNA。

基因的特点

基因有两个特点,一是能忠实地复制自己,以保持生物的基本特征;二是在繁衍后代上,基因能够“突变”和变异,当受精卵或母体受到环境或遗传的影响,后代的基因组会发生有害缺陷或突变。绝大多数产生疾病,在特定的环境下有的会发生遗传。也称遗传病。在正常的条件下,生命会在遗传的基础上发生变异,这些变异是正常的变异。

含特定遗传信息的核苷酸序列,是遗传物质的最小功能单位。除某些病毒的基因由核糖核酸(RNA)构成以外,多数生物的基因由脱氧核糖核酸(DNA)构成,并在染色体上作线状排列。基因一词通常指染色体基因。在真核生物中,由于染色体在细胞核内,所以又称为核基因。位于线粒体和叶绿体等细胞器中的基因则称为染色体外基因、核外基因或细胞质基因,也可以分别称为线粒体基因、质粒和叶绿体基因。

在通常的二倍体的细胞或个体中,能维持配子或配子体正常功能的最低数目的一套染色体称为染色体组或基因组,一个基因组中包含一整套基因。相应的全部细胞质基因构成一个细胞质基因组,其中包括线粒体基因组和叶绿体基因组等。原核生物的基因组是一个单纯的DNA或RNA分子,因此又称为基因带,通常也称为它的染色体。

基因在染色体上的位置称为座位,每个基因都有自己特定的座位。在同源染色体上占据相同座位的不同形态的基因都称为等位基因。在自然群体中往往有一种占多数的(因此常被视为正常的)等位基因,称为野生型基因;同一座位上的其他等位基因一般都直接或间接地由野生型基因通过突变产生,相对于野生型基因,称它们为突变型基因。在二倍体的细胞或个体内有两个同源染色体,所以每一个座位上有两个等位基因。如果这两个等位基因是相同的,那么就这个基因座位来讲,这种细胞或个体称为纯合体;如果这两个等位基因是不同的,就称为杂合体。在杂合体中,两个不同的等位基因往往只表现一个基因的性状,这个基因称为显性基因,另一个基因则称为隐性基因。在二倍体的生物群体中等位基因往往不止两个,两个以上的等位基因称为复等位基因。不过有一部分早期认为是属于复等位基因的基因,实际上并不是真正的等位,而是在功能上密切相关、在位置上又邻接的几个基因,所以把它们另称为拟等位基因。某些表型效应差异极少的复等位基因的存在很容易被忽视,通过特殊的遗传学分析可以分辨出存在于野生群体中的几个等位基因。这种从性状上难以区分的复等位基因称为同等位基因。许多编码同工酶的基因也是同等位基因。

属于同一染色体的基因构成一个连锁群(见连锁和交换)。基因在染色体上的位置一般并不反映它们在生理功能上的性质和关系,但它们的位置和排列也不完全是随机的。在细菌中编码同一生物合成途径中有关酶的一系列基因常排列在一起,构成一个操纵子(见基因调控);在人、果蝇和小鼠等不同的生物中,也常发现在作用上有关的几个基因排列在一起,构成一个基因复合体或基因簇或者称为一个拟等位基因系列或复合基因。

篇2:结构基因的名词解释

结构基因的名词解释

结构基因是编码蛋白质或RNA 的基因。细菌的结构基因一般成簇排列,多个结构基因受单一启动子共同控制,使整套基因或都表达或者都不表达。结构基因编码大量功能各异的蛋白质,其中有组成细胞和组织器官基本成分的结构蛋白、有催化活性的酶和各种调节蛋白等。

结构基因的简介

结构基因是一类编码蛋白质或RNA的基因.

在大肠杆菌乳糖代谢的基因调节系统中有3个连锁在一起的结构基因:

LacZ基因:决定β-半乳糖苷酶的形成.而β-半乳糖苷酶将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖,作为细菌代谢活动的碳源。

LacY基因:决定β-半乳糖苷透性酶的合成。该酶的作用是使乳糖易于进入E.coli的细胞中。

LacA基因:编码β-半乳糖苷乙酰基转移酶,此酶的功能尚不清楚。

这3个结构基因具有两方面的特征:1.它们彼此紧密连锁。按Z,Y,A顺序排列,而且在一起转录形成一个多顺反子的mRNA;2.只有当乳糖存在时,这些基因才迅速转录,形成多顺反子的mRNA,并翻译成相应的酶.所以这些酶,就是由乳糖诱导产生的诱导酶,其活性的产生和活性的提高不是已有的酶被激活所致,而是在诱导物的诱导下酶的重新合成,并随着合成的进行,酶的浓度迅速增加的结果。

结构基因的分类

这三者是对基因的功能所作的区分,是以直线形式排列在染色体上。

结构基因:是决定合成某一种蛋白质或RNA分子结构相应的一段DNA。结构基因的功能是把携带的遗传信息转录给mRNA(信使核糖核酸),再以mRNA为模板合成具有特定氨基酸序列的蛋白质或RNA。

调节基因:是调节蛋白质合成的基因。它能使结构基因在需要某种酶时就合成某种酶,不需要时,则停止合成,它对不同染色体上的结构基因有调节作用。

操纵基因:位于结构基因的一端,是操纵结构基因的基因。当操纵基因“开动”时,处于同一染色体上的,由它所控制的结构基因就开始转录、翻译和合成蛋白质。当“关闭”时,结构基因就停止转录与、翻译。操纵基因与一系列受它操纵的结构基因合起来就形成一个操纵子。

结构基因的理论功能

结构基因在理论上有如下两种功能:其核苷酸顺序决定一条多肽链(蛋白质链)一级结构上的氨基酸序列,即一个顺反子(cistron)(带着足以决定一个蛋白质分子的全部组成需要信息的最短DNA片段);其核苷酸顺序也决定一条多核苷酸链(如mRNA)的核苷酸顺序。一种结构基因对应于一种蛋白质分子。结构基因在调节基因作用下进行转录或停止转录,故细胞中某一结构基因的存在并不意味着某一蛋白质的存在。当结构基因发生突变时,相应的蛋白质分子结构可能也将发生改变,从而往往使该蛋白质失活并导致代谢或形态异常。例如,当一个决定人的血红蛋白的结构基因发生突变时,可能造成遗传性贫血症;又如一个决定某种微生物合成某种氨基酸的酶的结构基因发生突变时,可能会使这一微生物菌株成为需要某种氨基酸的营养缺陷型。

篇3:基因诊断的名词解释

基因诊断的名词解释

基因诊断可分为基因直接诊断和基因间接诊断。核酸分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。 基因诊断技术它的基本原理是互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链,即能够进行杂交。限制性核酸内切酶是基因工程和基因诊断重要的一类工具酶。它们的发现和应用为从基因组中分离目的基因提供了必要的手段。

基因诊断的分类

基因诊断可分为两类:

基因直接诊断

直接检查致病基因本身的异常。它通常使用基因本身或紧邻的DNA序列作为探针,或通过PCR扩增产物,以探查基因无突变、缺失等异常及其性质,这称为直接基因诊断,它适用已知基因异常的疾病;

基因间接诊断

当致病基因虽然已知但其异常尚属未知时,或致病基因本身尚属未知时,也可以通过对受检者及其家系进行连锁分析,以推断前者是否获得了带有致病基因的染色体。连锁分析是基于紧密连锁的基因或遗传标记通常一起传给子代,因而考察相邻DNA是否传递给了子代,可以间接地判断致病基因是否传递给子代。连锁分析多使用基因组中广泛存在的各种DNA多态性位,特别是基因突变部位或紧邻的多态性位点作为标记。RFLP、VNTR、SSCP、AMP-FLP等技术均可用于连锁分析。

遗传病的基因诊断举例

1.基因缺失型遗传的诊断(1)α地贫的基因诊断:α地贫主要是由于基因缺失引起的,缺失的基因可以由1-4个。正常基因组用BamHⅠ切割,可以得到一个14kb的片段,而缺失一个α基因时切点向5’端移位,得到一条10kb的片段。因此,当用α基因探针与基因组DNA进行Southern杂交时(图13-8),在α地贫2可见一条14kb和一条10kb的带,在正常人可见一条双份的14kb的带,而在α地贫1则见一条单拷贝的14kb带,血红蛋白H病时只有一条10kb的带的,而在Barts水肿胎时,则无任何杂交带。

一种较简便的方法是直接用α探针进行斑点杂交,自显影后根据斑点深浅的不同也可以对α地贫作出诊断。更为简单的方法是PCR诊断,即在α基因缺失范围内设计一对引物,然后PCR扩增胎儿的DNA,如为Barts 水肿胎,则无扩增产物,电泳后无任何带纹,从而可建议进行人工流产,但此法不能诊断其它类型的地贫(除非另设计引物用作PCR)。

(2)DMD/BMD的缺失型诊断:DMD/BMD是一种Ⅹ连锁隐性遗传的神经肌肉系统受累的致死性遗传病(参阅第四章)。DMD/BMD有70%左右为缺失型。此基因很大,缺失可发生在不同部位,因此应尽可能采用多对引物作PCR扩增(多重PCR)来检测。如扩增产物电泳后发现有带纹的缺失,即可作出诊断并对缺失定位(图13-9),在进行产前诊断时,一般可先通过检测家系中有关成员,即确定先证者的缺失区,然后有针对性地作PCR扩增,包括缺失部分的两端,以判断胎儿或有关患儿是否也获得了相同的基因缺失,但非缺失型不能用此法查出。

2.点突变型遗传病的基因诊断2(1)镰形细胞性贫血的基因诊断:已知突变基因是编码β珠蛋白链的第6位密码子由GAG变为GTG,从而使缬氨酸取代了甘氨酸,因此可用如下方法进行诊断。

1)RFLP诊断:已知限制酶MstⅡ切割的识别顺序是CCTNAGG,它能切割正常β链中CCTGAGG序列,但不能切割突变了的CCTGTGG(A→T)。这样,由于突变消除了一个切点,使内切酶长度片段发生了改变,通过电泳,就可以区别正常的βA和βS。

2)ASO探针诊断:由于突变部位和性质已完全明了,也可以合成寡核苷酸探针,用32P标化来进行诊断。此时需要合成两种探针,一种与正常βA基因序列完全一致,能与之稳定地杂交;另一种与突变基因序列一致,能与βS基因稳定杂交,但不能与正常的βA基因杂交。根据杂交结果,就可以把发生了突变的βS基因检测出来。

PCR技术问世以来,ASO诊断又有新的改进,即先PCR扩增长约110bp的基因片段,然后再与ASO探针杂交。这样可减少目的基因DNA用量,并降低与基因组DNA杂交时的非特异性信号。

3.基因异常不明的遗传病的诊断 成年型多囊肾病(adult polycystic kidney disease,APKD)是一种常染色体显性遗传病,发病率高,约1000人中有1名致病基因的携带者,起病较晚,多在30岁以后,主要为肾和肝中出现多发性囊肿,临床表现为腰疼、蛋白尿、血尿、高血压、肾盂肾炎、肾结石等,最终可导致肾功能衰竭和尿毒症。本病基因定位在16p13,与α珠蛋白基因3’端相邻,但致病基因尚未克隆,基因产物的生化性质和疾病发病机理也尚未阐明。因此,只能用连锁分析来进行基因的发病前诊断和产前诊断。由于通过家系分析,已证实APKD的致病基因与α珠蛋白基因3’端附近的一段小卫星DNA序列即3’HVR(3’ hypervariable region)紧密连锁,而后者在人群中具有高度多态性,因此可以通过RFLP连锁分析进行诊断。

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