遗传工程的新成就— 猴肾细胞内合成了兔β-珠蛋白

1979年的《Nature》第277卷5692期上发 表了斯坦福大学医学中心Mulligan, R. C.等人 的工作。他们将兔β珠蛋白m RNA的。DNA 插人SV40 DNA，建成了SV40β一珠蛋白重组基 因组— SVGT-5-RaβG。这个重组基因组在 猴肾细胞转录了含有β-珠蛋日rnRNA的polyAmRNA 杂种分子。这些细胞合成了大量的兔β- 珠蛋白多肪，也即兔β-珠蛋白基因在猴肾细胞 中实现了表达。     

羟基脲诱导前后HEL细胞内GATA转录因子与人β—类珠蛋白基因调控元件的结合模式分析

HEL细胞是一株人红白血病细胞株,其中成年型β-珠蛋白基因不能表达。我们以往的试验证明,羟基脲诱导以后,能使HEL细胞内成年型β-珠蛋白基因表达。本文以此为模型,探索了β-珠蛋白基因在HEL细胞内诱导表达的分子机制。结果表明,羟基脲诱导之后,与人β-珠蛋白基因5’远侧端DNaseⅠ超敏感点2核心DNA序列以及近侧端启动子DNA序列相结合的GATA-1蛋白因子量明显增多,而GATA-2蛋白因子量明显减少。结果显示,GATA蛋白家族各成员在HEL细胞分化及珠蛋白基因表达的过程中扮演着不同的角色。推测GATA-1可能有促进β-珠蛋白基因的表达,使HEL细胞趋向终末分化的作用,GATA-2则可能与胚胎型珠蛋白基因表达有关,并有抑制红细胞向终末分化的功能。     

小球菌核酸酶对裸露DNA分子和染色质的水解作用

鸡成年型β-珠蛋白基因5′端延伸区域的裸露DNA分子,经小球菌核酸酶水解后,按Maxam和Gilbert顺序分析方法,分析酶水解的位点。结果表明,此酶专一性地水解A和T硷基位点,优先水解由多聚A和/或T碱基构成的顺序以及排列在多聚C后面的T碱基位置。但是,当此DNA分子存在于鸡红细胞染色质结构中时,小球菌核酸酶的水解特性明显地与染色质结构有关。     

导致血红蛋白P-Nilotic的β-δ杂合基因的研究

本文通过基因克隆和测定DNA顺序,证明导致血红蛋白变异体P-Nilotic的β-δ杂合基因的不等交换发生在β珠蛋白基因第275位碱基与330位碱基之间长54bp的DNA片段上。即第31与50编码子之间。因此,该杂合基因的第一外显子和第一内含子源于β基因,而第二、三外显子和第二内含子源于δ基因。这些结果支持关于第二个内含子影响β珠蛋白基因表达水平的观察。     

DNA探针在检测和鉴定植物病原细菌中的应用

一、前言 所谓DNA探针是指能识别特异碱基序列(基因)的有标记的一小段单链DNA分子,即是一段与被测定的核苷酸序列(靶序列),互补的带标记的单股脱氧核糖核苷酸。     

鲤形目五种鱼α-珠蛋白基因cDNA的克隆

从血液中提取总RNA,根据α珠蛋白氨基配序列的N末端和C末端碱基序列的保守性设计20个碱基长的简并引物,用RT-PCR方法扩增并克隆了鲤鱼(Cyprinus carpio)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲫鱼(Carassius auratus)、泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)和大鳞副泥鳅(Paramisgurnus dabryanus)5种我国常见鱼类的α-珠蛋白基因cDNA。序列同源性检索表明：所克隆的cDNA片段为这5种鱼各自的α-珠蛋白基因,其GenBank注册号分别为AF528156、AF528157、AF528197、AF528198、AF528199;克隆的5种鱼的α-珠蛋白基因氨基配编码序列均为429bp。氨基配序列比较后发现：泥鳅与大鳞副泥鳅的相似性最高为94．41％;大鳞副泥鳅与草鱼的相似性最低为83．92％;其余的相似性介于二者之间。另外,对已克隆的α-珠蛋白基因用Within-group方法进行了聚类分析,聚类结果显示：进化关系较近的物种α-珠蛋白氨基酸序列的相似性与其从形态解剖所得的系统进化关系是一致的;进化关系较远的物种α-珠蛋白氨基酸序列的相似性与其生存环境具有较密切的关系。     

DNA限制性片段长度多态性

限制性内切酶的发现和应用,给生命科学研究带来了深刻变化。通过测定DNA分子中核苷酸排列顺序,研究基因的结构与功能,从而揭示生命现象的本质,是一个具有十分重要意义的课题。其中利用DNA重组和分子探针技术在基因水平上进行限制性酶切图谱分析,确定DNA结构中具有多态性的核苷酸位点,进行基因定位和异常基因的检测,是近年来分子遗传学研究中颇受重视的一个新领域。Kan和Dozy 1978年首先在β-球蛋白基因中发现第一个DNA多态性位点以来,人们已将注意力从基因表达产物——酶和蛋白质水平的多态性研究     

牛科动物HSL基因序列分析及其分子进化研究

在对牛科中4种动物即牦牛、瘤牛、普通牛和水牛HSL基因外显子Ⅰ部分核苷酸序列进行测定的基础上,与Gen-Bank中其他物种相应基因核苷酸序列、氨基酸序列进行了比对分析,并构建了牦牛与其他物种间分子系统进化树。结果表明:牦牛与普通牛、瘤牛、水牛、猪、人、小鼠、大鼠7个物种HSL基因外显子Ⅰ部分核苷酸序列间保守性较高,同源性大小依次为99.8%、99.6%、97.4%、90.6%、88.4%、83.5%、82.3%。相应氨基酸序列间保守性更高,同源性分别为100%、100%、98.2%、94.0%、92.2%、89.8%、89.8%。牦牛与各物种该基因部分核苷酸序列间碱基变异类型主要表现为碱基转换和颠换,无碱基插入和缺失发生,碱基转换的频率高于颠换的频率;在核苷酸水平上的多数碱基替换都是同义替换;序列间单碱基变异位点大多出现在同一位点,多发生在密码子第3位,其次是第1位,最少发生在第2位,符合分子进化的中性学说。HSL基因外显子Ⅰ部分核苷酸序列进行多序列对位排列构建的各物种间分子系统进化树结果表明,普通牛和瘤牛首先聚为一类,再分别与牦牛、水牛、猪、人聚类,最后与大鼠、小鼠聚为一类。该聚类结果与动物学上的分类结果一致,表明HSL基因外显子Ⅰ部分核苷酸序列适合于构建物种间分子系统进化树。研究表明,牦牛、普通牛和瘤牛3个物种间的遗传距离大小相近,牦牛和水牛间的遗传距离与普通牛、瘤牛和水牛间的遗传距离大小相当。牦牛、普通牛和瘤牛3个物种间的遗传距离远小于它们各自与水牛这一物种的遗传距离,它们三者之间的亲缘关系也相对于它们各自与水牛间的亲缘关系都较近,故将牦牛、普通牛和瘤牛划分在同一个属——牛属(Bos)更为合理。     

人、猴、兔BPI活性部位基因的克隆和序列分析

为比较不同动物来源杀菌／通透性增加蛋白（BPI）的活性部位在基因组成上的差异,为今后对人BPI进行分子改构打下基础,分别从人、恒河猴和家兔外周血白细胞中克隆出BPI全长或活性部位基因,进行序列分析和比较,并进行蛋白二级结构预测。结果发现：猴、兔BPI活性部位序列与人序列在核苷酸水平的同源性分别为94％和77％,在氨基酸水平的同源性分别为88％和62％;人氨基酸序列中包含一个糖基化位点,而猴、兔序列没有;兔序列比人、猴序列少一个氨基酸;3种BPI活性部位有近似的二级结构。     

一个α,β地中海贫血复合家系β珠蛋白基因的进一步研究

 前文~[1]曾报道广西一个α,β地中海贫血复合家系的血红蛋白组成及α珠蛋白基因分析结果,并讨论了各成员可能的β珠蛋白基因结构情况。本文利用先进的PCR即基因扩增技术,结合特异寡核苷酸探针斑点杂交及扩增后直接测定DNA序列的技术,进一步研究并彻底搞请了该家系各成员的β珠蛋白基因结构情况。结果显示:母亲及两个弟弟都是编码子41—42TTCT四个碱基缺失造成框架位移所致β地中海贫血的杂合子。父亲与先证者的β基因均属正常。前三个成员均为α地贫复合β地贫,其α与β珠蛋白链合成的不均衡状态得到改善,贫血症状也明显轻。     

高原世居藏族α、β珠蛋白编码基因的克隆与测序

目的:通过对高原世居藏族α、β珠蛋白编码基因的分析,探讨藏族Hb高氧亲合力的分子机制.方法:高原现场采集健康成年男性藏族人骨髓样品,提取总RNA,通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)获得人α和β珠蛋白的cDNA,与PGEM-T Easy质粒连接后,将α和β珠蛋白的cDNA转化JM109大肠杆菌中扩增培养,经酶切鉴定后测序,结果与NCBI数据库进行同源性比较.结果:藏族人α珠蛋白的cDNA与NCBI数据库登录的人cDNA序列相同,没有突变位点.一例藏族人β珠蛋白143位密码子发生了氧亲和力增高的碱基突变(CAC-＞CGC),其对应的氨基酸由His变为Arg(即Hb Abruzzo).结论:藏族人高氧亲和力变种的发现,为今后高原低氧适应相关基因的研究提供了线索.     

正痘病毒属成员血凝素分子的结构及分子进化途径的分析

利用DNA聚合酶链式反应(PCR)及其它分子生物学技术克隆了23株包括所有正痘病毒属成员在内的病毒血凝素(HA)基因.核苷酸序列分析及结构与功能的研究发现HA分子具有与细胞粘着分子超家族成员(CAM)相似的结构,其生物学功能主要与结构中的IgG结构域和广泛的O型糖基化结构有关.另外,以HA分子基因的核苷酸和其氨基酸序列为比较指标,首次在基因水平对正痘病毒的起源和进化途径以及病毒间的抗原相关性等进行了分析.基因的分子进化树和蛋白质系统分类树的演段揭示了病毒在宿主选择压力作用下的自然进化途径及相互间的亲缘关系,为进一步阐明正痘病毒的进化过程和控制与预防该类病毒性疾病的流行提供了有价值的依据.     

青藏高原高原鼠兔Na+,K+-ATP酶β2亚基基因编码区的克隆与分析

目的:克隆青藏高原高原鼠兔Na ,K -ATP酶β2亚基(ATP1B2)的基因编码区,并分析其序列特征,以揭示高原鼠兔低氧适应的分子基础。方法:采用RT-PCR技术从高原鼠兔脑组织中扩增出ATP1B2基因编码区cDNA序列并进行序列测定,采用生物信息学技术对其进行分析。结果:ATP1B2基因编码区由873bp组成,编码290个氨基酸残基。序列分析结果显示,高原鼠兔ATP1B2编码区的核酸序列与兔、人、牛、大鼠、小鼠及狗分别有99%、93%、91%、91%、90%和90%的同源性。结论:克隆出青藏高原高原鼠兔ATP1B2基因编码区,为进一步了解高原鼠兔低氧适应的分子机制提供了基础。     

例析有关"中心法则"中的计算

在高中生物学《遗传与进化》教学中常会出现计算,如关于DNA中某含氮碱基的含量,复制时需某碱基多少、转录时需某碱基多少,翻译时基因中某碱基的含量等。这类问题涉及到DNA双链（没有特殊声明与暗示时,DNA分子视为双链）和RNA单链,五种含氮碱基、八种核苷酸以及碱基互补配对原则等知识,常使学生感到千头万绪,无从下手     

DNA序列分析技术的发展

测定DNA的核苷酸序列,对于了解基因及其产物的结构、基因表达、及其表达的调控机制,乃至对于基因改造和分子进化研究等方面,均具有重要的意义。本文将就DNA序列分析技术的产生、应用和发展作一简单综述。一、DNA序列间接测定技术在分子生物学研究的早期,DNA序列信息只能由获得的氨基酸序列或RNA序列推测而来。在Waston和Crick的DNA双螺旋模型建立(1953年)不久,Sanger发明了氨基酸序列测     

血红蛋白疾病基因治疗研究进展

血红蛋白疾病是由于血红蛋白分子突变造成其结构或合成异常引起的一类疾病,分为血红蛋白病和地中海贫血两大类。前者表现为血红蛋白分子的珠蛋白肽链结构异常,如镰刀状贫血;后者表现为珠蛋白肽链合成速率的降低,如β-地中海贫血。本文主要以β-地中海贫血和镰刀状贫血为例,从DNA水平、RNA水平和基因调控及干细胞移植等方面介绍血红蛋白疾病基因治疗的研究进展,并结合生命科学的最新发现,对该领域将来可能出现的新的治疗方法提出展望。     

2型腺相关病毒载体介导正常人β珠蛋白基因在重型地贫流产胎儿造血细胞中的表达

目的:探讨2型重组腺相关病毒(recombinant adeno-associated virus 2,rAAV2)载体介导人β-珠蛋白基因转染地贫患者造血细胞治疗β-地中海贫血的可行性.方法:分离β 41-42/β 654杂合子型重型β-地贫流产胎儿造血细胞,经rAAV2-β-globin病毒转染(MOI=50)后移植入经X射线照射的BALB/c裸小鼠体内,分别于移植后14d、21d处死受体小鼠,RT-PCR及等位基因特异性PCR法检测人珠蛋白基因在受体小鼠体内的表达.结果:RT-PCR方法于3只受体小鼠骨髓样本中成功检测到人β-actin和人β-珠蛋白基因的表达,而21d处死的转染与对照小鼠外周血样本中未检测到人β-珠蛋白基因表达;等位基因特异性PCR方法在所有受体鼠体内同时检测到β 41-42和β 654突变基因,以及正常β-珠蛋白基因的表达,但rAAV2-β-globin转染组小鼠体内正常人β-珠蛋白基因表达水平明显高于对照组.结论:rAAV2可有效转染β 41-42/β 654杂合子型重型地中海贫血患者造血细胞,并通过exvivo途径介导β-珠蛋白转基因的体内表达,提高红系细胞内正常β-珠蛋白基因的表达水平.     

β珠蛋白基因5'远端新沉默子克隆及定点诱变

通过凝胶滞留分析和荧光素酶报告基因检测系统,鉴定出人类β珠蛋白基因5'旁侧远端帽位上游-2 132～-1 82 2 bp间存在一个活性沉默子片段(310 bp),将其亚克隆至pUC-T载体中,然后采用人工设计的突变引物,将经DNA足纹分析确定的两个结合位点的核心基序(β珠蛋白基因帽位上游 -2 017～-2 011 bp间的"CTTCCGC"序列和-2 006～-1 997 bp间的"CACTTT ATTT"序列) 分别定点诱变为"CTTAAGC"和"CACTTAAGTT"两个突变序列,从而构建成两种突变型310 bp片段,可用于对活性沉默子位点的结构与功能及β珠蛋白基因表达调控机制的深入研究.     

DNA计算的规律及其在解题中的应用

归纳了DNA计算题的解题规律．如DNA分子中碱基数目的计算规律、DNA复制所消耗的脱氧核苷酸数的计算规律、基因指导蛋白质合成的计算规律、脱氧核苷酸脱水缩合的规律、碱基排列顺序数的计算规律和DNA分子中氢键数的计算规律等及其在解题中的应用。     

东亚钳蝎蝎毒素BmKBT基因组序列的克隆及其分析

东亚钳蝎 (ButhusmartensiiKarsch ,BmK)蝎毒素BmKBT(又名BmKabT)是一个在初级结构上相似于β类哺乳动物毒素和功能接近于α类哺乳动物毒素的Na+ 通道毒素 .基于从毒腺cDNA文库中筛选得到的全长BmKBT前体核苷酸序列设计引物 ,以蝎基因组总DNA为模板进行聚合酶链式反应 (PCR) ,将PCR产物克隆至T载体、测序 .序列分析表明 :在BmKBT信号肽编码区的 3′端的- 4位Gly密码子的第 1位与第 2位碱基中有 1个长 2 2 5nt的内含子 ,插入位点距离该基因的起始密码子 4 6nt ,AT含量为 78 7% ,其内含子可能的剪接分枝位点距离 3′剪接受体位点 4 7nt.内含子的大小及其基因组织结构分析表明 :BmKBT具有与α类哺乳动物毒素类似的基因组织结构 ,进一步说明BmKBT是一个介于α类和β类Na+ 通道毒素之间的中间型蝎毒素 ,可以作为研究蝎毒素分子进化的合适材料