胚胎干细胞名词解释遗传学(细胞遗传学的名词解释)
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- 1、医学细胞生物学名词解释重点
- 2、内细胞团是免疫细胞冻存液如何存储一种ES细胞(胚胎干细胞),它主要存在于胚胎...
- 3、高中生物选修3知识点
- 4、动物胚胎干细胞的安徽干细胞公司排名应用
- 5、高中生物:胚胎干细胞是由早期胚胎的什么阶段提取的(4细胞,8细胞,桑椹胚,囊胚,原肠腔)?谢谢!
医学细胞生物学名词解释重点
细胞生物学名词解释
1. 细胞(cell)是组成包括人类在内的所有生物体的基本单位,这一基本单位的含义即包括结构上的,也包括功能上的。
2. 细胞生物学(cell biology)是在细胞水平上研究生物体的生长、运动、遗传、变异、分化、衰老、死亡等生命现象的学科。
3. 医学细胞生物学(medical cell biology)以人体或医学为对象的细胞生物学研究或学科。
4. 原核细胞(prokaryotic cell)是组成原核生物的细胞,这类细胞主要特征是细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜,且遗传信息量小,因此进化地位较低。
5. 真核细胞(eukaryotic cell)指含有真核(被核膜包围的核)的细胞,主要特征是有细胞膜、发达的内膜系统和细胞骨架体系。
6. 生物大分子(biological macromolecules)也称多聚体,由许多小分子单体通过共价键连接而成,相对分子质量比较大,包括蛋白质、核酸和多糖等。
7. 多肽链(polypeptide chain)多个氨基酸通过肽键组成的肽称为多肽链。
8. 细胞蛋白质组(proteome)将细胞内基因活动和表达后所产生的全部蛋白质作为一个整体,研究在个体发育的不同阶段,在正常或异常情况下,某种细胞内所有蛋白质的种类、数量、结构和功能状态,从而阐明基因的功能。
9. 拟核(nucleoid)原核细胞没有核膜包被的细胞核,也没有核仁,DNA位于细胞中央的核区就称为拟核。
10. 质粒(plasmid)很多细菌除了基因组DNA外,还有一些小的双链环形DNA分子,称为质粒。
11. 细胞膜(cell membrane)又称质膜,是指围绕在细胞最外层,由脂质、蛋白质和糖类所组成的生物膜。
12. 生物膜(biological membrane)人们把生物膜和细胞内各种模性结构统称为生物膜。
13. 单位膜(unit membrane)生物膜在电镜下呈现出较为一致的3层结构,即电子致密度高的内、外两层之间夹着电子密度较低的中间层。
14. 脂质体(liposome)脂质体是脂质分子在水相中形成的一种自我封闭的稳定的脂质双层膜。
15. 细胞外被(cell coat)细胞外被即为细胞膜中糖蛋白和糖脂伸出细胞外表面分支或不分支的寡糖链,其蛋白质和脂质部分参加了细胞膜本身的构造。
16. 细胞表面(cell surface)细胞膜、细胞外被、细胞内面的胞质溶胶、各种细胞连接结构和细胞膜的一些特化结构统称为细胞表面。
17. 内膜系统(endomembrane system)指真核细胞内在结构、功能及发生上有一定联系的有膜构成的细胞器。
18. 初级溶酶体(primary lysosome)只含水解酶而没有底物的溶酶体称为初级溶酶体。
19. 次级溶酶体(secondary lysosome)初级溶酶体与底物结合后的溶酶体称为次级溶酶体。
20. 残质体(residue body)吞噬溶酶体到达终末阶段,水解酶活性下降,还残留一些未被消化和分解的物质,形成在电镜下电子密度高、色调较深的残余物,这时的溶酶体称为残质体。
21. 类核体(nucleoid)有的过氧化物酶体中央含有电子密度高、呈规则形的结晶状结构,称类核体,实质是尿酸氧化酶的结晶。
22. 微粒体(microsome)利用蔗糖密度梯度离心法得到的由内质网碎片组成的封闭小泡。
23. 线粒体(mitochondrion)是细胞进行生物氧化和能量转换的主要场所,被称为能量转换器,细胞生命活动所需能量的80﹪由线粒体提供,所以线粒体被比喻为细胞的“动力工厂”。
24. 基粒(elementary particle)又称ATP合酶复合体,是产生ATP的部位,形态上分为三部分:头部,突出于内腔中,具有ATP酶活性,能催化ADP磷酸化生成ATP;柄部,连接头部与基部;基部,嵌入内膜内。
25. 嵴内空间(intracristal space)线粒体由于嵴向内腔突进造成的外腔向内伸入的部分称为嵴内空间。
26. 嵴间腔(intercristal space)线粒体嵴与嵴之间部分称为嵴空间。
27. 基质导入序列(matrix-targeting sequence,WTS)又称导肽,是输入线粒体的蛋白质在其N端具有的一段氨基酸序列,能够被线粒体膜上的受体识别并结合,从而定向蛋白质的转运。
28. 核糖体(ribosome)是由rRNA和蛋白质共同组成的非膜性细胞器,是细胞内蛋白质合成的场所。
29. 多聚核糖体(polyribosome)蛋白质合成时,多个核糖体结合到1个mRNA分子上,成串排列,形成蛋白质合成的功能单位,称为多聚核糖体。
30. 细胞骨架(cytoskeleton)是细胞内蛋白质成分组成的一个复合网架系统,包括微管、微丝和中间丝。
31. 微管组织中心(microtuble organizing center,MTOC)包括中心体、基体和着丝点等,它们提供了微管组装所需要的核心,在微管装配过程中起重要作用。
32. 动态微管(dynamic microtuble)细胞中有的微管存在时间很短,发生快速组装和去组装,称动态微管,如纺锤体。
33. 染色质(chromatin)是细胞核内能被碱性染料着色的物质,也是遗传性息的载体。
34. 染色体(chromosome)当细胞进入有丝分裂时,伸展、弥散的丝状染色质高度折叠、盘曲而凝缩成条状或棒状的特殊形态,称为染色体。
35. 核孔复合体(nuclear pore complex)核孔并非单纯的孔道,而是一个复杂的盘状结构体系,每个复合体由一串大的排列成八角形的蛋白质颗粒组成,中央是含水的通道。
36. 核小体(nucleosome)是构成染色质的基本单位结构。每个核小体由5种组蛋白和200bp左右的DNA组成,其中H2A、H2B、H3、H4各两分子形成八聚体,构成核心颗粒。DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面,每圈约80bp,共1.75圈,约146bp,相邻核心颗粒之间为一段60bp的连接DNA,H1位于DNA进出核心颗粒的结合处,功能与染色质的浓缩有关,形成直径为11nm的核小体。
37. 常染色质(euchromatin)指间期细胞核内染色质纤维压缩程度低,处于伸展状态,用碱性染料染色时着色浅的染色体。
38. 异染色质(heterochromatin)指间期细胞核内,染色质纤维压缩程度高,处于聚缩状态的染色质组分,碱性染料染色较深的组分,分结构和兼性异染色质。
39. 端粒(telomere)是染色体末端特化部位,具有维持染色体结构稳定性的作用,端粒DNA为高度重复DNA序列,富含GC。
40. 核仁组织者区(nucleolair organizing region,NOR)位于某些染色体的次缢痕处,具有缔合核仁的功能,称为核仁组织者区,即NOR。
41. 核型(karyotype)根据染色体的相对大小、着色粒的位置、臂的长短、次缢痕及随体的有无乃至带型等特征,把某种生物体细胞中的全套染色体按照同源染色体配对,依次排列起来,就构成了这一个体的核型。
42. 核骨架(nuclear skeleton)也称核基质,是间期细胞核内,除去染色质和核仁之外的网架体系和均质物质。其基本形态与细胞质内的细胞骨架相似,且在结构上有一定的联系,因此也称为核骨架。与DNA复制和染色体的构建有关。核骨架由3~30um的蛋白纤维和一些颗粒结构组成,主要成分是蛋白质,还含少量的RNA和DNA。核基质可能参与染色体DNA的包装和构建、DNA复制、基因表达以及核内的一系列生物活动。
43. 细胞外基质(extracellular matrix,ECM)是基体发育过程中,由细胞合成并分泌到细胞外的生物大分子构成德纤维网状物质,分布于细胞与组织之间、细胞周围或形成上皮细胞的基膜,将细胞与细胞或细胞与基膜相联系,构成组织与器官,使其连成有机整体。为细胞的生存及活动提供适宜的场所,并通过信号转导系统影响细胞的形态、代谢、功能、迁移、增殖和分化。
44. 胶原(collagen)是动物体内含量最丰富的蛋白质,约含人体蛋白质总量的30%以上。它遍布于体内各种器官和组织,是细胞外基质中的框架结构,可由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外。
45. 前胶原(procollagen)是指带有前肽的3股螺旋胶原分子。
46. 纤连蛋白(fibronectin.FN)是一种大型的糖蛋白,存在于所有脊椎动物。以可溶的形式存在于血浆及各种体液中,以不溶的形式存在于细胞外基质及细胞表面,可将细胞连接到细胞外基质上。
47. 层粘连蛋白(laminin)是一种大型的糖蛋白,与IV胶原一起构成基膜,是胚胎发育过程中出现最早的细胞外基质成分。
48. 氨基聚糖(glycosaminoglycan,GAC)是重复二塘单位构成德无分支长链多糖,二糖单位通常由氨基己糖和糖醛酸组成,但硫酸角质素中糖醛酸由半乳糖代替。
49. 蛋白聚糖(proteoglycan)是氨基聚糖(除透明质酸外)与线性多肽形成的共价结合物,能形成水性的胶状物。
50. 锚定依赖性(anchorage dependence)正常真核细胞除成熟血细胞外,大多需黏附于细胞外基质才能抑制凋亡而存活,称为锚定依赖性。
51. 基膜(basement membrane)是上皮细胞下方一层柔软的特化的细胞外基质,也存在于肌肉、脂肪和神经膜细胞周围。它不仅起保护和过滤的作用,还决定细胞的极性,影响细胞的代谢、存活、迁移、增殖和分化。
52. 被动运输(passive transport)物质顺浓度梯度,从高浓度到低浓度运输,不消耗能量。
53. 单纯运输(simple diffusion)不需要膜运输蛋白帮助,不消耗能量,物质从高浓度到低浓度运输。
54. 帮助运输(facilitated diffusion)借助于细胞膜上载体蛋白的构象改变而顺浓度的物质运输方式。
55. 协同运输(coupled transport)载体蛋白在运转一种溶质分子的同时或随后转运另一种溶质分子。
56. 主动运输(active transport)物质逆浓度梯度,从低浓度到高浓度运输,消耗能量。
57. 结构性分泌途径(constitutive pathway of secretion)分泌蛋白合成后,立即包装入高尔基复合体的分泌泡中,然后迅速带到细胞膜处排出。
58. 调节性分泌途径(regulated pathway of secretion)分泌蛋白或小分子合成后,储存在分泌泡中。只有当接受细胞外信号的刺激时,分泌泡才移到细胞膜处,将分泌泡中的物质排出。
59. 信号肽(signal peptide)是位于蛋白质上的一段连续氨基酸序列,一般有15~60个残基,在引导蛋白质到达目的地后被切除。
60. 信号斑(signal patch)是位于蛋白质不同部位的氨基酸序列,在多肽链折叠后形成的一个斑块区,它是一种三维结构。
61. 信号识别颗粒(signal recognition particle,SRP)是由6个多肽亚单位和1个分子7SrRNA组成的11S核糖体蛋白。它既能识别特异的信号肽,又可以与核糖体的A位点结合。
62. 细胞通讯(cell communication)是指在多细胞生物的细胞社会中,细胞间或通过高度精确和高效发送与接收信息的通讯机制,并通过放大引起快速的细胞生理反应,或者引起成为基因活动,尔后发生一系列的细胞生理活动来协调各组织活动,使之成为生命的统一整体对多变的外界环境作出综合反应。
63. 信号转导(signal transduction)指细胞外因子通过与受体(膜受体或核受体)结合,引起细胞内的一系列生物化学反应以及蛋白间相互作用,直至细胞生理反应所需基因开始表达、各种生物学效应形成的过程
64. 信号分子(signaling molecules)是指生物体内的某些化学分子,即非营养物,又非能源物质和结构物质,而且也不是酶,它们主要是用来在细胞间和细胞内传递信息,如激素、神经递质、生长因子等统称为信号分子,它们的唯一功能是同细胞受体结合,传递细胞信息。
65. 受体(receptor)是指任何能够同激素、神经递质、药物或细胞内的信号分子结合并能引起细胞功能改变的生物大分子,通常是指位于细胞膜表面或细胞内与信号分子结合的蛋白质。
66. 离子通道偶联受体(into-channel linked receptor)具有离子通道作用的细胞质膜受体称为离子通道受体。
67. G蛋白偶联受体(G-protein linked receptor)配体与受体结合后激活相邻的G蛋白,被激活的G蛋白又可激活或抑制一种产生特异第二信使的酶活离子通道,引起膜电位的改变。由于这种受体参与的信号转导作用要与GTP结合的调节蛋白相偶联,因此它称为G蛋白偶联受体。G蛋白偶联受体是最大的一类细胞表面受体。
68. 酶联受体(enzyme linked receptor)这种受体蛋白即是受体,又是酶。一旦被配体激活既具有酶活性并将信号放大,又称催化受体。酶联受体也是跨膜蛋白,细胞内结构域常常具有某种酶的活性,故称为酶联受体。按照受体的细胞内结构域是否具有酶活性将此类受体分成两大类:缺少细胞内催化活性的酶联受体和具有细胞内催化活性的受体。
69. 信号级联放大(signaling cascade)从细胞表面受体接收外部信号到最后作出综合性应答是一个将信号逐步放大的过程,称为信号的次级联放大反应。组成次级联反应的各个成员称为一个级联,主要是由磷酸化和去磷酸化的酶组成。
70. 第二信使(second messengers)细胞表面受体接受细胞外信号后转换而来的细胞内信号称为第二信使。细胞内有5种最重要的第二信使:cAMP、cGMP、1,2-二酰甘油、1,4,5-三磷酸肌醇、Ca2+等。
71. GTP结合蛋白(GTP binding protein,G蛋白)与GTP或GDP结合的蛋白质,又叫鸟苷酸结合调节蛋白。从组成上看,有单体G蛋白(一条多肽链)和多亚基G蛋白(多条多肽链组成)。G蛋白参与细胞的多样生命活动,如细胞通讯、核糖体与内质网的结合、小泡运输、蛋白质合成等。
72. 腺苷酸环化酶(adenylate cyclase,AC)是膜整合蛋白,它的N端和C端都朝向细胞质。腺苷酸环化酶在膜的细胞质面有两个催化结构域,还有两个膜整合区,每个膜整合区分别有6个跨膜的a螺旋。哺乳动物中已发现6个腺苷酸环化酶异构体。由于腺苷酸环化酶能够将ATP转成cAMP,引起细胞的信号应答,因此,腺苷酸环化酶是G蛋白偶联系统中的效应物。
73. 钙调蛋白(calmodulin)是真核生物细胞中的胞质溶胶蛋白,每个末端有两个Ca2+结构域,每个结构域可以结合一个Ca2+。这样,一个钙调蛋白可以结合4个Ca2+,钙调蛋白与Ca2+结合后的构型相当稳定。在非刺激的细胞中钙调蛋白与Ca2+结合的亲和力很低。如果由于刺激使细胞中Ca2+浓度升高时,Ca2+同钙调蛋白结合形成Ca2+-钙调蛋白复合物,就会引起钙调蛋白构型的变化,增强了钙调蛋白与许多效应物结合的亲和力。
74. SH结构碱(SH domain)SH结构域是“Src同源结构域”(Src homology domain)的缩写(Src是一种癌基因,最初在Rous sarcoma病毒中发现)。这种结构域是能够与受体酪氨酸激酶磷酸化残基紧紧结合,形成多蛋白的复合体进行信号传导。
75. Ras蛋白(Ros protein)Ras是大鼠肉瘤(rat sarcoma,Ras)的英文缩写。Ras蛋白质是原癌基因c-ras的表达产物,属单体GTP结合蛋白,具有弱的GTP酶活性。
76. Grb2蛋白(growth factor receptor-bound protein 2)Grb2是生长因子受体结合蛋白2,又叫Ash蛋白。该蛋白参与细胞内各种受体激活后的下游调节,它能够直接与激活的表皮生长因子(EGF)受体磷酸化的酪氨酸结合,参与EGF受体介质的信号转导,也能通过与Shc磷酸化的酪氨酸结合间接参与由胰岛素受体介导的信号转导。Grb2蛋白含有一个SH2结构域和两个SH3结构域,属SH蛋白。
77. Sos蛋白是编码鸟苷释放蛋白的基因sos的产物(sos是son of sevenless的缩写)。Sos蛋白在Ras信号转导途径中的作用是促进Ras释放GDP,结合GTP,使Ras蛋白由非活性状态变为活性状态,所以Sos蛋白是Ras激活蛋白。Sos蛋白不含SH结构域,不属于SH蛋白。
78. 信号趋异(divergence)是指同一种信号与受体作用后在细胞内分成几个不同的信号途径进行传播,最典型的是受体酪氨酸激酶的信号转导。
79. 窜扰(crosstalk)是指不同信号传导途径间的相互影响,即通常所说的“相互作用”(interaction)。
80. 受体钝化(receptor desensitization)受体对信号分子失去敏感性称为受体钝化,一般是通过对受体的修饰进行钝化的。如肾上激素受体在丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化后,则失去对肾上腺素的信号转导作用。分为同源钝化(homologousdesensitization)和异源钝化(heterologousdesensitization)。
81. 受体减量调节(receptor down-regulation)通过内吞作用减少质膜中受体量来调节信号传导,称为受体减量调节。
82. 自养生物(autotroph)能够通过光合作用,将无机物转化为可被自身利用的有机物的生物,包括含叶绿素的植物和一些有光合作用的细菌。
83. 细胞生物(cellular respiration)细胞内特定的细胞器在O2的参与下,分解各种大分子产生CO2,同时将分解代谢所释放的能量储存于ATP中的过程,称细胞氧化。
84. 氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)由高能底物水解放能,直接将高能磷酸键从底物转移到ATP上,使其磷酸化成为ATP的作用。
85. 电子传递呼吸链(electron transport respiratory chain)在内膜上有序地排列成相互关联的链状传递电子的酶体系,它们能够可逆地接收和释放H+和电子。
86. ATP合酶(ATP synthase)基粒位于线粒体的内膜上,由头部、柄部和基片组成,是生成ATP的关键部位,因此称为ATP合酶。
87. 细胞松弛素(cytochalasins)真菌产生的一种代谢物(生物碱),可以切断微丝并结合在微丝(+)端,阻抑肌动蛋白聚合,但对解聚没有影响。
88. 鬼笔环肽(phalloidin)由毒性蘑菇毒蕈产生的一种双环杆肽生物碱,与微丝有强亲和力,使肌动蛋白纤维稳定,抑制解聚,且只与F-肌动蛋白结合,不与G-肌动蛋白结合。
89. 肌球蛋白(myosin)与微丝运动有关的动力蛋白,分头部、颈部和尾部。头部能结合肌动蛋白和ATP。
90. 驱动蛋白(kinesin)与微丝运动有关的动力蛋白,分头部、颈部和尾部。头部是产生力的活性部位,尾部能与膜泡结合。
91. 有丝分裂器(mitotic apparatus)有丝分裂中期的一个动态结构,由纺锤体和星体组成。其中星体有3种微管组成;动力微管、极间微管和星体微管。
92. 转录(transcription)在细胞核中以DNA为模板合成mRNA的过程,成为转录。
93. 翻译(translasion)mRNA从细胞核进入细胞质,在核糖体上合成蛋白质的过程,称为翻译。
94. 转座子(transposon)即移动基因,是指可以从染色体的一个位置转移到另一个位置或在不同染色体之间移动的基因。
95. 重叠基因(overlapping gene)是指在同一段DNA序列中存在两个基因的核苷酸序列彼此重叠的现象。
96. 基因表达(gene expression)DNA分子中由4种碱基不同组合而构成的遗传信息通过转绿“传抄”给mRNA,进而mRNA通过遗传密码将其翻译成特定蛋白质氨基酸序列的过程,称为基因表达。
97. 遗传密码(genetic code)遗传信息由DNA通过碱基互补转录至mRNA后,mRNA分子上相邻的3个核苷酸能合成一种氨基酸或是终止信号者称为密码子,所有密码子统称为遗传密码。
98. 引发体(primosome)由6种蛋白与DNA单链结合所形成的引发前体和引物酶组装而成,能够识别DNA复制起点位置。
99. DNA复制体(replisome)是指在DNA复制过程中,在复制叉附近,形成的由两套DNA聚合酶Ⅲ全酶分子、引发体和螺旋酶构成的类似核糖体大小的复合体。
100. 转录子(transcription)DNA链上从启动子到终止子为止的长度称为一个转录单位,即转录子。
101. 模板链(template strand)在DNA的两条链中只有其中一条链可作为模板,这条链叫作模板链。又叫作义链。
102. 启动子(promoter)转录是从DNA模板上的特定部位开始的,这个部位也是RNA聚合酶结合的部位,称为启动子。
103. 中心法则(central dogma)是指细胞内遗传信息的流动方向。遗传信息的流动时从DNA转录至RNA,最后流向蛋白质;同时也包括mRNA通过反转录酶形成DNA的方式。
104. 细胞增殖(cell proliferation)细胞通过生长和分裂获得和母细胞一样遗传特性的子细胞,使细胞数目成倍增加的过程。
105. 细胞增殖周期(cell generation cycle)从亲代细胞分裂结束到子代细胞分裂结束之间的间隔时期。
106. 限制点(restriction point,R点)细胞周期中G1期的特殊调节点,在控制细胞增殖周期起到开和关的“阀门”作用。
107. 有丝分裂促进因子(mitosis-promoting factor,MPF)M期细胞质中存在的异二聚体,由调节细胞进出M期所必须的蛋白质激酶和细胞周期蛋白组成,通过促进靶蛋白的磷酸化调节细胞周期。
108. 纺锤体(mitotic spindle)有丝分裂前期,中心粒分别移向细胞两级,微管加速聚合,形成纺锤形结构,称为纺锤体。
109. 细胞周期蛋白(cyclin)是一类随细胞周期的变化呈周期性出现或消失的蛋白质,可以时相形地激活CDK,从而调控细胞周期。
110. 细胞分裂周期基因(cell division cycle,cdc)细胞内的与细胞周期运转和调控有关的基因,产物调节细胞周期的进程。
111. 原癌基因(proto-oncogene)正常细胞基因组中存在与病毒癌基因相似的一类基因,产物是正常细胞增殖所必不可少的,突变为癌基因则导致细胞生长失控。
112. 抑癌基因(tumor suppression oncogene)正常细胞中存在可抑制恶性增殖的一类基因,产物可以抑制细胞的生长和分裂。
113. 联会(synapsis)第1次减数分裂偶线期,同源染色体发生配对现象,称为联会。
114. 四分体(tetrad)同源染色体联会的结果是形成二价体,每个二价体都由两条同源染色体组成,这样一个二价体有4条染色单体,称为四分体。
115. 生长因子(growth factor,GF)通过与膜上受体相结合诱发一系列生理反应,对细胞的增殖活动进行调节的多肽类物质。
116. 抑素(chalone)是一类细胞中产生的对细胞增殖具有抑制作用的调节因子,有些是小分子可溶性蛋白,有些是糖蛋白。
117. 收缩环(contractile ring)有丝分裂末期,胞质分裂开始时,大量肌动蛋白和肌球蛋白在细胞膜下聚集形成收缩环。
118. 分裂沟(cleavage furrow)收缩环通过微丝滑动、直径逐渐变小、使细胞膜凹陷,产生与纺锤体轴相垂直的分裂沟。
119. 细胞分化(cell differentiation)细胞后代在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程称为细胞分化。
120. 细胞决定(cell determination)通常情况下,细胞在发生可识别的形态变化前,已经受到约束向着特定的方向分化,确定了未来的发育命运,因此细胞从分化方向确定开始到出现特异形态特征之前这一时期,称为细胞决定。
121. 细胞全能性(cell totipotency)是单个细胞在一定条件下增殖、分化发育成为完整个体的能力,具有这种能力的细胞称为全能型细胞(totipotent cell)
122. 管家基因(housekeeping gene)是维持细胞最低限度功能所不可缺少的基因,对细胞分化一般只有协助作用。
123. 奢侈基因(luxury gene)是指与各种分化细胞的特殊性状有直接关系的基因,丧失这类基因对细胞的生存并无直接影响。
124. 同源框基因(homeobox gene)凡是含有同源异型基因序列的基因,均称为同源框基因。
125. DNA甲基化(DNA methylation)是指DNA分子上的胞苷加上甲基形成甲基胞嘧啶的现象,特别多见于CG序列中。
126. 细胞诱导(cell induction)是指一部分细胞对邻近细胞的形态发生影响,并决定其分化方向的作用。
127. 细胞抑制(cell inhibition)是在胚胎发育中,分化的细胞受到邻近细胞产生抑制物质的影响,其作用与诱导相对。
128. 癌基因(oncogenes)是控制细胞生长和分裂的正常基因的一种突变形式,能引起正常细胞癌变。
129. 干细胞(stem cell)是处于分化过程中仍具有增殖分裂能力,并能分化产生一种以上的“专业”细胞的原始细胞。根据其存在的部位以及分化潜能的大小,将其分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞是具有分化成为机体任何一种组织器官潜能的细胞,如囊胚内细胞团中的细胞;成体干细胞是存在于成熟个体各种组织器官中的干细胞,具有自我更新能力,但通常只能分化成为相应或相邻组织器官的专业细胞。
130. 成体干细胞(adult stem cell)是在成体组织中具有自我更新能力,能分化产生一种或一种以上组织细胞的未成熟细胞。例如造血干细胞、间充质干细胞、神经干细胞、表皮干细胞、肠干细胞、肝干细胞等。
131. 转分化(trans-differentiation)由一种组织类型的干细胞在适当条件下分化为另一种组织类型细胞的现象。
132. 不对称分裂(asymmetry division)是细胞分裂时产生异型的细胞,如两个子细胞一个是干细胞,而另一个是分化细胞。
133. 过渡放大细胞(transit amplifying cell)是介于干细胞和分化细胞之间的过渡细胞,其分裂较快,经若干次分裂后产生分化细胞,起作用是可以通过较少的干细胞产生较多的分化细胞。
134. 衰老(aging)又称老化,通常指在正常状况下生物发育成熟后,随年龄增加,自身功能减退,内环境稳定能力与应激能力下降,结构、组分逐步退行性变,趋向死亡的不可逆转的现象。
135. 自由基(free radical)是指在外层轨道上具有不成对电子的分子或原子基团,是一种高度活化的分子,它可夺取其他nk免疫细胞多久打一次物质的电子,使该物质氧化,进而对细胞产生有害的生物效应。
内细胞团是一种ES细胞(胚胎干细胞),它主要存在于胚胎...
【答案】C
【答案解析】试题分析:胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺,如果胚胎发育到囊胚期,这时的内细胞团就是胚胎干细胞;故选C。
考点:胚胎干细胞。
点评:考查了学生对基础知识掌握和应用能力。
高中生物选修3知识点
专题1 基因工程
基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术。
(一)基因工程的基本工具
1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶
(1)两种DNA连接酶(E•coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较:
①相同点:都缝合磷酸二酯键。
②区别:E•coliDNA连接酶来源于T4噬菌体,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合两种末端,但连接平末端的之间的效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——载体
(1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入。
③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。
(2)最常用的载体是¬¬质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
(3)其它载体: 噬菌体的衍生物、动植物病毒
(二)基因工程的基本操作程序
第一步:目的基因的获取
1.目的基因是指: 编码蛋白质的结构基因 。
2.原核基因采取直接分离获得,真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。
3.PCR技术扩增目的基因
(1)原理:DNA双链复制
(2)过程:第一步:加热至90~95℃DNA解链;第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
第二步:基因表达载体的构建
1.目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。
2.组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因
(1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。
(2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段 ,位于基因的尾端。
(3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。
第三步:将目的基因导入受体细胞_
1.转化的概念:是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
2.常用的转化方法:
将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是 农杆菌转化法,其次还有 基因枪法和 花粉管通道法等。
将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是 显微注射技术。此方法的受体细胞多是 受精卵。
将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少 ,最常用的原核细胞是 大肠杆菌 ,其转化方法是:先用 Ca2+ 处理细胞,使其成为 感受态细胞 ,再将 重组表达载体DNA分子 溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程。
3.重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。
第四步:目的基因的检测和表达
1.首先要检测 转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用 DNA分子杂交技术。
2.其次还要检测 目的基因是否转录出了mRNA,方法是采用 用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交。
3.最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取 蛋白质,用相应的 抗体进行抗原-抗体杂交。
4.有时还需进行 个体生物学水平的鉴定。如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。
(三)基因工程的应用
1.植物基因工程:抗虫、抗病、抗逆转基因植物,利用转基因改良植物的品质。
2.动物基因工程:提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
3.基因治疗:把正常的外源基因导入病人体内,使该基因表达产物发挥作用。
(四)蛋白质工程的概念
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)
转录 翻译
专题2 细胞工程
(一)植物细胞工程
1.理论基础(原理):细胞全能性
全能性表达的难易程度:受精卵>生殖细胞>干细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞
2.植物组织培养技术
(1)过程:离体的植物器官、组织或细胞 ―→愈伤组织 ―→试管苗 ―→植物体
(2)用途:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
(3)地位:是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
3.植物体细胞杂交技术
(1)过程:
(2)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。
(3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
(二)动物细胞工程
1. 动物细胞培养
(1)概念:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和繁殖。
(2)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
(3)细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
(4)动物细胞培养需要满足以下条件
①无菌、无毒的环境:培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素,以防培养过程中的污染。此外,应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养:合成培养基成分:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。
③温度:适宜温度:哺乳动物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。
④气体环境:95%空气+5%CO2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(5)动物细胞培养技术的应用:制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。
2.动物体细胞核移植技术和克隆动物
(1)哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植(比较容易)和体细胞核移植(比较难)。
(2)选用去核卵(母)细胞的原因:卵(母)细胞比较大,容易操作;卵(母)细胞细胞质多,营养丰富。
(3)体细胞核移植的大致过程是:(右图)
核移植
胚胎移植
(4)体细胞核移植技术的应用:
①加速家畜遗传改良进程,促进良畜群繁育; ②保护濒危物种,增大存活数量;
③生产珍贵的医用蛋白; ④作为异种移植的供体;
⑤用于组织器官的移植等。
(5)体细胞核移植技术存在的问题:
克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。
3.动物细胞融合
(1)动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞。
(2)动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同,诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似,常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。
(3)动物细胞融合的意义:克服了远缘杂交的不亲和性,成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。
(4)动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较:
比较项目 细胞融合的原理 细胞融合的方法 诱导手段 用法
植物体细胞杂交 细胞膜的流动性 去除细胞壁后诱导原生质体融合 离心、电刺激、振动,聚乙二醇等试剂诱导 克服了远缘杂交的不亲和性,获得杂种植株
动物细胞融合 细胞膜的流动性 使细胞分散后诱导细胞融合 除应用植物细胞杂交手段外,再加灭活的病毒诱导 制备单克隆抗体的技术之一
4.单克隆抗体
(1)抗体:一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。
(2)单克隆抗体的制备过程
(3)杂交瘤细胞的特点:既能大量繁殖,又能产生专一的抗体。
(4)单克隆抗体的优点:特异性强,灵敏度高,并能大量制备。
(5)单克隆抗体的作用:
① 作为诊断试剂:准确识别各种抗原物质的细微差异,并跟一定抗原发生特异性结合,具有准确、高效、简易、快速的优点。
② 用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症治疗,可制成“生物导弹”,也有少量用于治疗其它疾病。
专题3 胚胎工程
(一)动物胚胎发育的基本过程
1、胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。
2、动物胚胎发育的基本过程
(1)受精场所是母体的输卵管上段。
(2)卵裂期:特点:细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小。
(3)桑椹胚:特点:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹。是全能细胞。
(4)囊 胚:特点:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为囊胚腔。
(5)原肠胚:特点:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔。
(二)胚胎干细胞
1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
2、具有胚胎细胞的特性,在形态上表现为体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外,在体外培养的条件下,可以增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可进行遗传改造。
3、胚胎干细胞的主要用途是:
①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律;
②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料,在培养液中加入分化诱导因子,如牛黄酸等化学物质时,就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化,这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段;
③可以用于治疗人类的某些顽疾,如帕金森综合症、少年糖尿病等;
④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性,移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能;
⑤随着组织工程技术的发展,通过ES细胞体外诱导分化,定向培育出人造组织器官,用于器官移植,解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
(三)胚胎工程的应用
1.体外受精和胚胎的早期培养
(1)卵母细胞的采集和培养:
主要方法:用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,然后,从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子在体外受精。第二种方法:从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞,都要在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精。
(2) 精子的采集和获能:在体外受精前,要对精子进行获能处理。
(3) 受精:获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
(4)胚胎的早期培养:精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。培养液成分较复杂,除一些无机盐和有机盐外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植,小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植,人的体外受精胚胎可在8~16个细胞阶段移植。)
2.胚胎移植
(1)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体称为“受体”。(供体为优良品种,作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。)
地位:如转基因、核移植,或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎,都必须经过胚胎移植技术才能获得后代,是胚胎工程的最后一道“工序”。
(2) 胚胎移植的意义:大大缩短了供体本身的繁殖周期,充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。
(3) 生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。
③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。
④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
(4) 基本程序主要包括:
①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
②配种或人工授精。
③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。
④对胚胎进行移植。
⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
3.胚胎分割
(1)概念:是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
(2)意义:来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,属于无性繁殖。
(3)材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。(桑椹胚至囊胚的发育过程中,细胞开始分化,但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割。)
(4)操作过程:对囊胚阶段的胚胎分割时,要将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
专题4 生物技术的安全性和伦理问题
(一)转基因生物的安全性争论 :
(1)基因生物与食物安全:
反方观点:反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变
正方观点:有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据
(2)转基因生物与生物安全:对生物多样性的影响
反方观点:扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”
正方观点:生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限
(3)转基因生物与环境安全:对生态系统稳定性的影响
反方观点:打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体
正方观点:不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境
(二)生物技术的伦理问题
(1)克隆人:两种不同观点,多数人持否定态度。
否定的理由:克隆人严重违反了人类伦理道德,是克隆技术的滥用;克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念;克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人。
肯定的理由:技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。
中国政府的态度:禁止生殖性克隆,不反对治疗性克隆。四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。
(2)试管婴儿:两种目的试管婴儿的区别两种。不同观点,多数人持认可态度。
否定的理由:把试管婴儿当作人体零配件工厂,是对生命的不尊重;早期生命也有活下去的权利,抛弃或杀死多余胚胎,无异于“谋杀”。
肯定的理由:解决了不育问题,提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法,提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。
(3)基因身份证:
否定的理由:个人基因资讯的泄漏造成基因歧视,势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。
肯定的理由:通过基因检测可以及早采取预防措施,适时进行治疗,达到挽救患者生命的目的。
(三)生物武器
(1)种类:致病菌、病毒、生化毒剂,以及经过基因重组的致病菌。
(2)散布方式:吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。
(3)特点:致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等。
(4)禁止生物武器公约及中国政府的态度。
动物胚胎干细胞的应用
l 生产克隆动物
1.1 利用ES细胞生产克隆动物的优势 近年来的研究表明。动物早期胚胎细胞、动物胚胎内细胞团细胞,动物ES细胞和动物原始生殖细胞均具有全能性和多能性。动物早期胚胎细胞数最少,在体外培养易分化。动物原始生殖细胞具有和ES细胞相似的特性,在体外诱导分化可形成多种组织,但PGCs细胞数量有限,限制了其应用。动物ES细胞具有全能性和多能性,并可以在体外增殖、冷冻,因而是克隆动物的理想材料。
1.2 利用ES细胞生产克隆动物的意义
1.2.1 大幅度提高良种家畜的繁殖效率:ES细胞与胚胎嵌合和ES细胞核移植技术可使一头良种家畜在短期内生产较多的具有遗传同质型的动物。这不但可以充分发挥良种动物的生产潜力,而且可以加速动物良种化进程。
1.2.2 抢救濒危动物,保存稀有动物遗传资源:利用ES细胞克隆动物技术,一方面在短期内可以繁殖大量的濒危动物,迅速扩大濒危动物的群体数最;另一方面可以用冷冻的全能性细胞作供体进行细胞核移植克隆稀有动物。
1.2.3 创造新物种:用异种动物细胞核移植和异种动物胚胎嵌合的方法可获得具有新性状的克隆动物或异种动物的嵌合体,这样有可能克服种间繁殖障碍,创造出新物种,获得用传统交配方法无法获得的新性状。
1.2.4 为实验生物学提供新材料:利用细胞核移植技术可以同时克隆遗传基础完全相同的生物个体。这些生物个体可用于遗传参数的估测,饲料营养价值的评定以及环境与动物关系的研究等领域。
2 生产转基因动物
2.1 生产转基因动物的程序和方法 利用ES细胞生产转基因动物的方法有:
(1)胚胎嵌合法:将一定数量的转基因ES细胞注射入囊胚或将转基因ES细胞和裸胚共同培养,生产转基因嵌合胚,将转基因嵌合胚移植给同期发情的受体母畜,使其妊娠,生产携有外源基因的嵌合体动物;
(2)细胞核移植法:以转基因ES细胞作供体进行细胞核移植,生产转基因胚胎,将转基因胚胎移植给受体母畜,生产转基因动物。
2.2 生产转基因动物的意义 与传统育种方法相比较,用ES细胞生产转基因动物的优势是:
(1)打破了物种的界限,突破了亲缘关系的限制,加快了动物群体遗传变异程度。
(2)可以进行定向变异和育种。利用同源重组技术对ES细胞进行遗传操作,通过细胞核移植生产遗传修饰性动物。有可能创造新的物种;
(3)利用ES细胞技术,可在细胞水平对胚胎进行早期选择。这样可以提高选择的准确性,缩短育种时间。
利用阴细胞生产转基因动物,具有重要的作用,表现在:
2.2.1 促进动物生长,提高畜产品产量:目前,已将大鼠、牛、绵羊及人的GH基因先后导人小鼠基因组,得到的转基因小鼠在快速生长期(5~11周龄)生长速度为对照组的4倍。转bGH基因猪的研究结果表明,转基因猪日增重增加,饲料转化率大幅度提高。
2.2.2 生产药用蛋白:可以从转基因动物血浆和乳汁中获取外派药用蛋白质。从转基因动物血浆中提取重组蛋自质的优点是可以反复采血而不需要杀死动物,缺点是采血量受到限制和一些具有生物活性的重组蛋白质分泌进血浆对动物健康有一定的影响。动物乳腺摄取、合成、分泌蛋白质的能力很强,并且能对重组蛋白质进行加工(包括β-羟基化,糖基化,γ-羟基化等),同时能将重组蛋白质折叠成有功能的构象。因此,转基因动物乳腺成为公认的生产重组蛋白质的理想器官。
2.2.3 动物抗病育种:通过克隆特定病毒基因组中的某些编码片段,对其进行一定修饰后转人家畜基因组,如果转基因在宿主基因组中能够表达,那么畜禽对该病毒的感染应具有一定的抵抗能力。Yamashita等将克隆的小鼠Mx基因有意义链和反意义链插入禽反转录病毒载体中,并以之转染鸡胚胎成纤维细胞(CEF)。结果表明,插入有意义链反转录病毒载体转染的(CEF)对人流感病毒、禽流感病毒的感染具有抵抗作用。
3 生产用于人类器官移植的动物器官
3.1 使人类ES细胞与猪等动物的胚胎嵌合,通过人、猪嵌合体动物为人类提供可移植器官。这样,可以克服异种动物器官移植所出现的免疫排斥反应。
3.2 定向诱导人类ES细胞分化,形成供移植的人体器。利用体细胞核移植技术在体外生产人的克隆胚胎,当克隆胚胎发育至袋胚时,分离并体外培养人胚胎ICM,获取ES细胞。然后在体外定向诱导分化ES细胞,生产包括人肌肉、神经和造血细胞的细胞组织[5]。已有在体外定问分化诱导ES细胞产生造血细胞,神经细胞和心肌组织并将其移植给成年小鼠的报道。体外受精胚胎及体细胞核移植胚胎为人类ES细胞的分离与克隆提供了实验材料。从原始生殖细胞克隆人类ES细胞的成功为利用该项技术生产人体器宵开辟了新途径。Pittenger等已从人间充质细胞分离人的多能性细胞。这些都推动了以人类ES细胞为材料生产人体器官研究的进展。
3.3 将人的基因导入猪等动物ES细胞,生产禽人基因猪.利用转基因猪为人类提供器官移植的材料。
4 研究真核细胞基因表达与调控一种方法是将外派基因导人ES细胞,研究基因在细胞分化和胚胎发育中的作用。另一种方法是利用基因定位整合技术使ES细胞特定位点的基因突变,缺失或失去功能,研究缺乏特定基因的生物细胞分化及胚胎发育状况,从而确定特定基因在生物发育过程中的作用,具体表现在:
4.1 利用转基因技术研究动物内分泌功能的关系例如,利用基因定位技术破坏胚细胞相关基因,可以制备甲状腺、肾上腺、卵巢、胰腺功能紊乱的小鼠模型,来研究高血压和繁殖功能与下丘脑一垂体分泌激素调节的关系。携带有metallothionein启动子和人或大鼠生长激素基因的小鼠,由于人或大鼠生长激素基因的过度表达,使该小鼠比正常小鼠大得多。
4.2 利用基因定位技术可以研究肿瘤的形成过程转基因小鼠可用于研究肿瘤的形成过程。近交小鼠肿瘤发生过程的特异性表明,肿瘤的发生具有遗传性。转基因小鼠肿瘤的形成,为进一步了解从细胞增生到肿瘤形成的过程提供了材料。
4.3 利用基因定位技术研究激素与控制生物发育基因的关系 利用细胞遗传操作技术增加或删去控制发育的有关基因,制备基因缺失型或基因定型小鼠,观测这种小鼠的表现以及对有关激素作用的反应。ES细胞遗传操作技术为从细胞到个体水平系统研究激素和基因对动物生长发育的调控机制提供了工具。
4.4 寻找与生长发育有关的基因 诱捕载体(Entrapment)与ES细胞相结合形成的一种新技术,可以识别在动物发育过程中表达的任何基因及其活动。例如,已知在生物发育过程中具有重要作用的某种蛋白质的结构,利用RT-PCR技术可以合成其相应的cDNA,通过分子杂交技术就可确定该基因在染色体中的位置。利用ES细胞遗传操作技术,可以有目的的探索同源异型盒家族基因的时空表达格局及其与细胞分化和胚胎发育的关系。
5 建立人类遗传病研究的动物模型 Piedrahita等以PJPB和PNMC109为载体(含有抗新霉素G418基因和aPLOE基因序列),利用间源重组技术定位操作ES细胞的阿卟脂蛋白(apolipoprotein)E基因,制备aPloE基因缺失型ES细胞,将这种ES细胞导入囊胚腔,形成了嵌合胚胎。雌雄突变小鼠交配,生产了携带有ApLoE基因突变的小鼠[13]。这种APDE基因突变性小鼠为科学家研究阿卟脂蛋白缺乏症及其临床治疗方法提供了动物模型。
6 研究ES细胞在胚胎发育过程中的功能Hirofumi等将β-半乳糖苷酶基因导入ES细胞,将转染β-gal基因的ES细胞与早期胚胎嵌合,通过检测β-gal基因的表达来研究ES细胞在细胞分化、胚胎发育及参与各种组织形成过程中的作用。
7 研究基因表达及其产物的生理作用 ES细胞遗传操作技术也可用来研究蛋白质或酶的生理功能。Cozzi等用同源重组技术破坏ES细胞编码金属蛋白酶组织抑制因子(TIMP)的基因,产生金属蛋白酶基因缺失型ES细胞。其特性与同质细胞相似,比普通ES细胞更具有侵袭力。
8 研究同源重组序列长度与外源基因整台效率的关系 Heinte等将Rb基因片段与neo,hyg和HPRT标记基因相连接插入载体的BglⅡ位点,转染ES细胞,外源基因的整合率高达78%[16]。利用同源重组技术定位操作基因组,同源重组序列不可过小,否则会使操作的精确性降低。Thomas等设计了一种载体,使突变序列位于同源重组靶基因位点两侧数千个碱基之外。利用这种替换DNA序列载体,对小鼠ES细胞Hprt位点进行精细遗传操作,制备HPRT突变性细胞株,若同源重组序列DNA长度小于从1kd,重组的准确性降低。Hasty等研究表明,以插入载体和置换载体为工具,利用同源重组使压细胞特定位点发生突变,定点突变的效率与载体同源基因序列的长度有关,当同源序列在1.3~6.7kb之间逐渐增加时,定点突变的效率也随之增加。若同源重组碱基序列大于临界长度(6~8kb),定位突变的效率就会下降。
9 研究细胞分化的机制利用ES细胞体外培养技术,可不受干扰地对单一的影响胚胎细胞分化的因子进行系统研究。ES细胞在细胞分化研究中的主要作用是:
9.1 研究饲养层抑制ES细胞分化的生理机制 深入研究ES细胞分化抑制的机制,对于阐明细胞分化调节的生理机制,寻求细胞分化调节的途径,具有非常重要的作用。如果人们能利用ES细胞弄清细胞分化的机制,就能从基因转录、翻译等水平对细胞进行操作,定向改变细胞分化的方向。
9.2 研究ES细胞的定向分化 培养的ES细胞在去除分化抑制因素或添加诱导分化因子后就会发生定向分化,形成某种类型组织细胞。Thomas研究发现,体外培养的ES细胞能自行向内脏卵黄囊、血岛及心肌细胞定向分化。Smith等实验证明胚细胞在不含分化抑制物的培养基中能分化形成中胚层;当ES细胞在禽DIA和维生素A酸的培养基中,则分化形成体壁内胚层。
高中生物:胚胎干细胞是由早期胚胎的什么阶段提取的(4细胞,8细胞,桑椹胚,囊胚,原肠腔)?谢谢!
囊胚以及囊胚阶段之前,因为囊胚的时候部分细胞一开始分化,另一部分仍保持全能型,可做为胚胎干细胞,囊胚之后基本已全分化,囊胚之前基本都未分化,全有全能性。
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