生物 工程 名 词 解释 k《 日 ] 广 川 秀夫 . 丸 O 内 棣 “车 胡 宝 华 译 高 崇明 校 wii 内 8 本 书 收录 生物 工程 及 其 相关 领域 中 常见 的 种 类 名 称 及 学 术 用 语 318 条 ， 涉 及 细胞 工程 、 基 因 工 程 、 ey A Wy FE. SL 程 及 医学 、 药 学 、 农 学 等 各 方面 的 内 容 ， 可 供 生物 、 化 工 * 轻 工 、 医 药 、 环 保 等 部 门 的 读者 作为 工具 书 使 用 。 著者 “ 广 川 秀夫 FLOW KRAAFZIAL—-OrLEE 198346212H 1B 1 wIlszeT Setar PRR th MR AL 生物 工程 名 词 解释 胡 宝 华 ” 译 高 崇明 校 责任 编辑 : 尹 建 国 封面 设计 : 许 立 * 化 学 码 业 多 及 藤 出 版 发 行 (北京 和 平 里 七 区 十 六 号 楼 ) 你 学 工业 出 版 社 印 刷 厂 印刷 豆 各 庄 装 订 厂 装订 ie ALR AO TAA 开本 787 x 1092 ws 印张 557; 字 数 126 千 字 1991 年 9 月 第 1 版 1991 年 9 月 北京 第 1 次 印刷 印 数 1- 2,350 ISBN 7-5025-0911-9/Q"5 定价 3.85 元 HOU 在 本 世纪 后 半 叶 生物 科学 获得 迅速 发 展 ， 以 分 子 生物 学 为 中 心 通过 医学 、 药 学 、 农 学 等 各 个 不 同 领域 的 相互 启迪 ， 更 加 推动 了 这 一 发 展 过 程 ， 并 且 也 在 影响 着 更 加 广阔 的 其 它 领 域 。 当 某 一 研究 领域 处 于 迅速 发 展 的 阶段 时 ， 会 不 断 地 发 现 一 些 新 的 现象 并 产生 一 些 新 的 词汇 、 术 语 。 近 年 来 生物 科学 的 发 展 可 以 认为 正 是 这 方面 的 一 个 典型 代表 。 在 生物 科学 范畴 内 ，、 由 于 专业 分 工 不 同 , 也 会 由 于 词汇 问题 而 产生 互 不 相通 的 情况 。 通常 所 说 的 生物 工程 ， 包 括 的 范围 极其 广泛 。 因 此 著者 决 定 ， 挑 选 其 中 与 基因 重组 及 细胞 工程 相关 领域 中 常用 的 词汇 加 以 解释 。 对 于 每 一 个 词汇 ， 与 其 说 是 作为 学 术 用 语 进行 精确 的 解释 ， 倒 不 如 说 是 把 重点 放 在 一 般 的 应 用 意义 上 加 以 介绍 。 在 本 书 所 选用 的 词汇 中 ， 至 少 包 括 以 下 四 种 类 型 第 一 ， 是 已 经 确定 了 的 学 术 用语 。 对 于 这 些 学 术 用 语 ， 如 果 查 阅 任 何 一 本 专业 书 藉 或 者 辞典 均 可 找到 确切 的 记载 。 但 在 辞典 中 ， 其 文字 解释 似乎 还 需要 另外 加 以 注解 ， 因 为 读 起 来 使 人 很 难 理解 。 著 者 有 鉴于 此 ， 故 试图 使 用 尽 可 能 通俗 易 懂 的 语 言 加 以 说 明 。 第 二 ， 虽 然 是 同一 术语 ， 但 对 象 或 内 容 随 着 时 代 的 推移 而 RAS AE. MM “transformation” (转化 ) 一 词 ， 对 于 从 事 向 生物 遗传 学 的 工作 者 而 言 ， 是 指 “ 细 菌 的 质 体 转换 ?， 而 现 在 则 常 被 用 于 培养 细胞 中 所 见 到 的 “ 癌 化 ?。 第 三 ， 把 一 个 应 用 极其 普遍 的 术语 挪用 于 某 一 特定 的 生物 现象 。 例 如 “splicing”( 拼 接 ) 原 指 影片 生产 中 ， 把 已 Baie 的 长 卷 胶 片 加 以 剪接 的 作业 。 现 在 作为 一 个 术语 ， 是 指 真 核 细 胞 中 的 信使 RNA 进 行 加 工 的 一 个 阶段 ， 即 把 不 用 部 分 〈 内 会 FHF) 切除 ， 而 把 有 意义 的 一 串 碱 基 序 列 加 以 连接 的 现象 。 两 者 在 内 容 上 有 类 似 性 ， 可 以 说 是 对 复杂 现象 用 一 个 词汇 加 以 表达 oily abcawaat >t ok A See 语 也 有 可 能 成 为 学 术 用 语 。 第 四 ， 在 相同 群 类 之 间 名 称 相似。 例如 与 southerm tra- nsfer 相 对 应 的 有 northern transfer; 在 表达 抑制 敏感 突变 型 时 ， 有 焉 珀 突变 型 、 赭 石 突 变型 、 乳 白 突变 型 等 等 。 在 本 书 中 ， 对 所 有 这 类 术语 均 不 置 轻重 ， 了 予以 并 列 引 用 。 语言 常常 随 着 时 间 的 推移 而 发 生变 化 ， 特 别 是 在 发 展 迅速 的 领 域 中 ， 新 的 术语 不 断 涌现 ， 某 一 术语 保持 不 变 ， 某 一 术语 已 成 废 词 的 现象 是 难以 避免 的 。 任何 语言 ， 特 别 是 学 术 用语 ， 在 于 表达 方便 。 使 用 语 的 内 容 、 概 念 表达 明确 ， 以 使 任何 人 在 相同 的 理解 上 作为 传递 情报 的 手段 而 加 以 运用 。 因 些 ， 可 以 说 对 语言 的 了 解 ， 就 意味 着 对 其 内 容 、 概 念 的 了 解 。 而 在 生物 学 中 就 是 了 FX hh EDM 象 。 离 开 这 一 点 就 无 法 谈论 语言 的 有 用 性 。 此 外 ， 即 使 对 每 一 个 很 熟悉 的 术语 ， 但 如 果 不 把 它 融 合 在 一 系列 的 生物 现象 的 演 - 变 中 去 理解 也 会 失去 其 意义 。 基 于 上 述 观 点 ， 为 了 把 术语 用 活 ， 和 希 望 读者 能 通读 现代 生物 学 著作 ， 特 别 是 分 子 生 物 学 、 细 胞 生物 学 、 尖 因 工 程 等 的 概论 书籍 。 在 本 书 中 所 选用 的 术语 ， 是 根据 作者 的 理解 自由 地 加 以 选 用 的 ， 有些 重要 的 术语 很 可 能 没有 收录 ， 反 之 也 可 能 使 不 太 重 要 的 术语 占用 了 本 书 的 篇 幅 。 此 外 ， 由 于 著者 水 平 所 限 ， 对 某 些 术 语 可 能 也 有 阅 述 不 够 完善 之 处 。 敬 希 读 者 批评 指正 。 在 本 书 的 编写 过 程 中 ， 承 蒙 上 智 大 学 生命 科学 研究 所 的 松 本 幸 次 、 水 上 由 纪 子 ， 兼 让 秀 生 ， 齐 芯 俊 行 ， 三 萎 化 成 生命 科 学 研究 所 的 松本 洋 一 ;， 细 谷 弘 美 等 诸 君 协助 完成 一 部 分 书稿 在 本 书 出 版 时 又 得 到 高 龟 雅 映 ， 吉 田茂 子 ， 佐 雯 正则 等 诸 君 协 助 ， 在 此 一 并 表示 感谢 ， 此 外 还 应 感谢 广 川 享 子 对 本 书 校 阅 所 付出 的 劳动 。 rMBR ILD A 4k 总 (cancer) RAINE TEPER. BURA A ERA a ER CEA fe) MARL RAH BE CAI). MAPA RAE 率 远 较 AHAB. NA PARI. FRM. Bie. FL. Fe OR ii. BB. Be. RES Ret AA AA. TAA 2. ERA. UH. KAR. FAR. WAAR. MEA 瘤 、 神 经 肉瘤 等 等 。 近 年 来 ， 由 于 证 明白 血 病 是 因 未 成 熟 的 白 细胞 无 限制 增殖 而 形成 ， 故 也 可 归属 于 癌症 类 。 艾 姆 斯 氏 试 验 法 (Ames test) 用 于 致癌 物质 和 致 突变 物质 的 一 种 短期 检测 方法 ， 由 艾 姆 斯 氏 于 1971 年 建立 。 采用 伤寒 沙门 氏 菌 (Salmonella ty phimuriwn) 组 AB RBM R Chis) 作 实 验 对 象 菌 。 当 以 致 突变 物 质 作 用 于 该 菌 的 基因 时 ， 便 可 产生 不 需 组 气 酸 的 回复 突变 株 。 故 可 把 突变 的 出 现 频率 作为 测定 致 突变 性 的 指标 。 这 一 变异 是 由 两 种 突变 机 制 一 一 碱 基 置 换 型 或 者 移 码 型 中 的 一 种 所 诱发 。 可 根据 匡 姆 斯 氏 实 验 法 中 所 采用 的 菌株 种 类 ， 判 断 出 究竟 是 邵 一 种 机 制 诱发 的 变异 。 此 外 ， 改 良 菌 种 使 损伤 的 DNA 不 易 被 修复 并 使 化 学 物质 易于 透 入 到 万 体内 ， 这 样 可 以 提高 致 突变 物质 的 检 出 效率 。 化 学 物质 在 动物 体内 被 吸收 后 ， 由 于 代谢 而 被 活化 亦 可 出 现 致 突变 性 反应 ， 因 此 ， 可 把 化 学 物质 样品 预先 与 水 鼠 或 ARAVA RAE (microsome) 部 分 (S-9) 发 生 反 应 ， 然 后 使 之 作用 于 菌 体 。 艾 姆 斯 氏 试 验 法 是 短期 检查 方法 ， 它 虽然 不 是 致癌 性 试验 方法 ， 但 却 是 以 与 致 瘤 有 密切 关系 的 基因 变异 作为 检测 指标 的 一 种 方法 。 在 采用 和 常规 的 动物 实验 方法 的 情况 下 ， 一 般 需 要 为 期 2 一 3 年 的 检查 ， 使 用 动物 嫉 养 细 胞 进行 的 试验 〈 染 色 体 异 2 常 等 ) ， 大 约 需要 一 个 月 左右 ， 而 用 艾 姆 斯 氏 试 验 法 在 一 周 内 就 可 得 到 结果 ， 因 此 艾 姆 斯 氏 试 验 法 的 优点 是 所 需 费 用 少 ， 比 较 经 济 。 采用 艾 姆 斯 氏 试 验 法 获得 的 致 突变 性 与 致 瘤 性 之 间 的 相交 率 可 达 约 90% ， 故 使 该 检查 方法 获得 了 广泛 的 应 用 。 .氨基 喉 叭 (aminopterin) 氨基 喉 叭 为 叶酸 的 类 侯 物 。 已 知 叶 酸 在 有 关 的 各 种 生化 反 应 中 ， 特别 是 在 甲 基 的 转移 反应 中 CATR BRD) 能 显示 捕 抗 阻 碍 作用 。 氨基 叹 叭 作为 抗 瘤 剂 是 众所周知 的 。 它 通过 对 胸腺 喀 啶 合 成 的 抑制 而 阻碍 DNA 复 制 和 细胞 增殖 。 利 用 -这 一 作用 也 可 以 对 培养 细胞 进行 同步 培养 〈 同 步 培养 ， 氨基 酸 (amino acid) 氨基 酸 为 一 种 分 子 中 含有 所 基 和 羧基 的 化 合 物 , 通 常用 有 R- CHCNH2:)COOH 表 示 。 根 据 侧 链 及 的 不 同 ， 可 把 氨基 酸 分 为 酸 性 氨基 酸 和 碱 性 氨基 酸 等 不 同 的 类 型 。 氮 基 酸 是 蛋白 质 的 基本 构成 单位 ， 由 相 邻 氨基 酸 的 氨基 与 羧基 形成 的 Ik 键 《 一 CO 一 NH—) 可 多 达 100 个 以 上 。 蛋 白质 中 大 约 有 20 种 氨基 酸 存在 。 FE eG A SERRE DRA Sik (polypeptide), EH 有 的 多 肽 是 作为 激素 和 生长 因子 等 生理 活性 物质 而 发 挥 作用 。 靶 有 顺序 (target sequence) 转 座 子 和 揪 入 序列 可 在 DNA 链 的 任何 点 上 捅 六 。 在 所 入 点 的 DNA 上 没有 碱 基 序 列 的 共性 和 特别 结构 。 和 但 是 , HAY Tn 和 IS 的 碱 基 序 列 两 侧 则 有 一 定 长 度 的 碱 基 序 列 沿 相 同方 向 | 进行 重复 〈 顺 疝 重复 ，direct repeat, DR) 。 这 种 具 一 定 长 度 的 碱 基 序 列 是 插入 侧 DNA 原 有 的 排列 顺序 ， 称 之 为 靶 顺 序 。 在 | 靶 顺 序 的 碱 基 序 列 中 未 见 有 特殊 性 。 视 Tn, ISA BPA 不同 ， 3 REE FAMKEBSA— HN. ART, BINA3.5.9, 11 oe 对 长 度 。 SP AA (target cell) 靶 细 胞 是 指 受 激 素 、 抗 体 等 生理 活性 物质 作用 的 对 象 细 胞 ， 是 在 表示 特异 性 时 常用 的 一 种 术语 。 在 靶 细 胞 中 常常 含有 对 生理 活性 物质 的 特殊 受 体 〈 如 抗体 则 指 抗原 ) 。 白血病 病 豆 (leukemia virus) 白血病 病毒 是 在 RNA 肿 瘤 病 毒 中 能 诱 发 白血病 的 一 种 病 春 。 曾 以 鸡 和 小 鼠 为 实验 材料 进行 过 一 系列 研究 。 在 日 本 的 西 南部 地 区 发 现 了 成 人 工 细胞 白血病 病毒 。 3 (packaging) ， FI ZE LTE UGTA DNA AAMT EBS. MP RR Seo Ne Jaa Be BAe BEFFDNA 43 itil PTE eR PR, 增殖 的 DNA EVRA RSSAEB, BENT SC RA AR ERC. WN EA 菌 体 , 则 这 一 反应 也 能 在 试管 内 再 现 。 在 被 包 入 的 DNA 中 ， 必 须 RAMP ARSa (COS) 的 结构 和 一 定 范围 的 大 小 (分子量 1.9x 10' 一 3.0x107) 。 在 试管 中 把 重组 的 DNA 庄 入 到 叭 菌 体 头 部 ， 通过 感染 可 高 频率 地 进入 细菌 中 ， 因 而 成 为 基因 工程 中 经 常 采 用 的 一 种 重要 方法 。 AUB De (cytosine) 构 威 核酸 CDNA, RNA) 的 一 种 喀 啶 碱 基 (以 C 表 示 ) 。 与 鸟 嘎 叭 人 G) 通 过 氢 键 而 形成 碱 基 对 。 胞 质 体 (cytoplast) 也 称 细胞 质 体 。 是 经 细胞 松弛 素 等 处 理 而 得 到 的 无 核 细 胞 。 可 保持 代谢 活性 2 一 3 日 。 胞 质 杂 种 (cybrid) 胞 质 杂 种 是 指 把 胞 质 体 与 细胞 用 细胞 融合 方法 加 以 融合 的 A 一 种 细 有 。 与 此 相反 ， 由 胞 质 体 与 核 体 的 融合 而 产生 的 细胞 称 为 再 合成 细胞 〈 人 参见 图 1-1) 。 Oo a A 胞 质 体 B 纲 胞 Nau BB O (e) cns 人 Ai iad B 核 体 (b) (a) 胞 质 杂 种 ，(b ) 再 合成 细胞 图 1-1 (CDNA) 半 保留 复制 (semi-conservative replication) 半 保 留 复制 是 由 华 特 生 (Watson) A yg B GE (Crick) 于 1953 年 提出 的 DNA 复 制 模型 。 其 实质 是 先 解 开 亲 代 DNA 的 双 链 ， 然后 分 别 以 它们 的 一 条 链 为 模板 合成 具有 互补 碱 基 序列 的 新 链 ， 单 链 就 变 成 双 链 。 即 是 说 ， 在 这 种 合成 双 链 中 有 一 条 是 新 合成 的 ， 而 另 一 条 是 由 亲 代 继承 下 来 的 ， 称 此 为 半 保 留 复制 。 有 人 提出 ， 双 链 DNA 的 复制 可 能 有 保留 的 、 分 散 的 ， 半 保 留 的 等 三 种 形式 。1958 年 ， 梅 SEAR PR 〈Meselson) 租 斯 塔 尔 (Star) 曾 用 大 肠 宇 菌 进行 实验 并 证 明了 半 保留 复制 形式 。 其 方法 是 ， 首 先 把 大 肠 杆菌 置 于 以 SN 标记 的 硫酸 AE ARE 5 的 培养 基 中 进行 培养 ， 再 将 其 移 至 !4N 的 培养 基 中 ， 从 此 开始 | RSA SUL, 同时 利用 分 析 用 超速 离心 机 对 细 菌 的 DNA 的 密度 变化 进行 分 析 〈 见 图 1-2) 。 通 过 实验 ， 弄 清 了 从 人 到 病 毒 等 许多 生物 的 DNA 的 复制 形式 。 半 保留 复制 的 机 理 已 成 为 普遍 公认 的 原理 。 本 Y H 在 含 MN 的 pfs. 4 1 a 培养 基 中 复制 bette 图 1-2 Meselson 和 Stahl 的 实验 模式 图 说 环 状 DNA[L(covalently) closed circular DNA, (c) cc- DNA) FEV S RS A A A DNA A, 均 可 发 现 这 种 结构 。 双 链 DNA 是 螺旋 式 结构 ， 但 当 在 其 双 链 上 没有 UR 而 呈 闭合 状态 时 ， 由 于 在 双重 螺旋 上 发 生 乍 斜 ， 从 而 使 整个 分 子 呈 现 扭 曲 的 三 级 结构 ， 称 此 为 超 螺 旋 化 的 DNA (supercoiled DNA) 或 捏 曲 环 状 DNA(twisted circle DNA), 。 如 果 在 某 一 条 单 HE 有 一 个 切口 ， 则 能 使 之 变 成 不 扭曲 的 开 环 状 DNA。 采 用 电子 显微镜 能 清楚 地 将 两 种 不 同 的 结构 加 以 区 别 。 此 外 ， 采 用 琼脂 糖 电 瀛 、 密 度 梯 度 离 心 及 有 省 化 乙 锭 存在 下 的 平衡 密度 梯度 离 心 可 了 予以 分 离 。 它 作为 质粒 分 离 方法 的 选 择 十 分 重 要 。DNA 的 三 级 结构 与 DNA 复 制 、 重 组 的 机 理 具 有 密切 关系 。 病毒 肿瘤 (virus tumor) 病毒 肿瘤 是 由 于 病毒 感染 而 诱发 的 肿瘤 。 仅 限于 在 肿瘤 细 臣 中 确实 证 明 有 感染 病毒 粒子 的 情况 。 把 作为 肿瘤 病因 的 病毒 6 称 为 肿瘤 病毒 。 肿 瘤 病毒 可 分 为 DNA 肿 瘤 病毒 和 了 NA 肿瘤 病 毒 。 对 于 人 ， 已 知 有 成 人 工 细 胞 白血病 病毒 (ATLV) 引起 的 成 人 工 细胞 白血病。 (质粒 的 ) AF RIE (incompatibility) 所 谓 不 亲 和 性 ， 是 指 两 种 质粒 不 能 共存 于 同一 个 细胞 中 的 一 种 特性 。 利 用 这 种 特性 可 以 把 大 肠 杆菌 的 许多 质粒 划分 为 几 类 。 目 前 在 质粒 DNA 上 已 经 发 现 了 支配 不 亲 AH WEA, 已 开始 对 其 进行 分 子 水 平 的 研究 。 不 正常 重组 (illegitimnate recombination) 正如 人 们 所 了 解 的 那样 ， 遗 传 基因 的 重组 一 般 是 在 相同 的 染色 体 或 相同 的 DNA 碱 基 序 列 之 间 发 生 的 。 但 有 时 也 会 在 DNA 碱 基 序列 并 不 相同 的 条 件 下 发 生 重 组 。 这 种 现象 称 为 不 正常 重 组 。 当 转 座 子 〈Tn) 和 插入 序列 CIS) 或 Mu 鸣 菌 体 等 被 插入 到 某 DNA 时 ， 该 DNA 的 特定 碱 基 序 列 并 不 完 全 相同 ， 但 eG 入 的 DNA 碱 基 序列 则 各 个 是 一 定 的 。 在 这 一 重组 中 ， 并 不 需要 一 般 重 组 中 具有 作用 功能 的 蛋白 质 Gk Bit 菌 重 组 ， 需 要 recA 蛋 白质 ) ， 故 Tn、IS、Mu 鸣 菌 体 是 以 各 自 具 有 的 特性 进 行 重组 的 。 操纵 子 (operon) 在 染色 体 上 与 启动 子 (promoter)、 操 纵 基 因 (operator)、 结构 基因 (和 群 ) 相 连接 ， 并 一 律 由 调 节 基 因 加 以 控制 的 一 系列 ImRNA 转 录 单 位 称 为 操纵 子 。 乳 糖 操纵 子 是 典型 的 例子 。 大 肠 杆菌 等 细菌 的 染色 体 ， 约 含有 3000 种 蛋白 质 分 子 的 基 因 〈 结 构 基 因 ) 。 不 过 , 通常 并 非 所 有 的 结构 基因 都 被 转录 而 生 成 蛋白 质 分 子 。 当 培养 基 中 的 营养 成 分 等 发 生 改变 时 ， 可 使 某 些 基 因 受 到 活化 ， 而 另 一 些 基因 则 受到 抑制 。 这 是 细菌 适应 环 境 变化 的 一 种 结构 。 当 几 种 酶 协调 地 受到 诱导 或 者 抑制 时 ， 其 i mRNA lac mRNA —_—— | 时 二 CO 蛋白 质 Oo AMT , oS ce 透 性 酶 CREH BR FL aD B ~ 2 FUR ES RNA 图 1-3 FeRAAA i nr. 通过 imRNA 合 成 乳糖 阻 遇 物 (repressor)。 由 4 分 子 构成 上 个 单位 ; P 一 一 启动 子 ， 在 此 位 置 上 结合 RNA 聚 合 酶 ; o 一 一 操纵 基因 ， 如 果 乳 糖 阻 过 物 结合 在 此 位 置 上 ， 则 RNA 束 Ca 合 ， 不 能 发 生 mRNA 的 合成 ; Z,Y,a AAB--E FL, BERS, 76 弛 福音 志 栈 基 转 移 酶 的 续 构 基 因 ， 这 三 种 酶 与 乳糖 的 代谢 有 交 基因 互 成 前 后 而 存在 ， 并 转录 成 mRNA 。 在 这 种 情况 下 ,RNA 聚合 酶 的 结合 部 位 就 被 称 为 启动 子 。 而 当 多 种 蛋白 质 分 子 的 信 息 被 转录 成 mRNA 时 ， 便 把 相对 应 的 基因 称 为 多 顺 RF 〈po- 17cistron) 。 因 此 ， 可 以 认为 操纵 基因 是 在 单一 启 动 子 下 受到 控制 的 多 顺 反 子 。 在 一 般 情 况 下 与 酶 系统 有 关 的 糖 的 分 解 等 异化 作用 〈ca- tabolism)， 通 过 诱导 可 以 使 合成 能 力 增加。 往 培 养 基 中 加 入 乳 糖 ， 能 形成 诱导 乳糖 操纵 子 就 是 一 个 典型 的 例子 。 在 这 种 情 况 下 ， 分 解 乳糖 的 8- 半 乳糖 苷 酶 (8B-galactosidase)， 以 细胞 平 Bit, Fy aA 3 个 分 子 增 加 到 300 个 分 子 。 另 一 方面 ， 与 氨基 酸 等 同化 作用 (anabolism) 有 关 WHA 统 亦 可 受到 抑制 。 例 如 , FESS FEE PIMA AR (tryptophan), 则 与 色 氮 酸 合 成 有 关 的 5 种 酶 的 合成 便 会 受到 抑制 (ABE 纵 子 ，tryptophan operon), 操纵 子 是 由 雅 各 布 和 莫 诺 德 在 研 究 乳 糖 引 起 的 酶 系统 的 诱导 现象 时 ， 于 1961 年 作为 实验 假说 而 提出 来 的 。 这 一 假说 ， 。 在 其 后 的 基因 调节 机 制 的 研究 中 起 到 了 先导 作用 ， 而 且 它 的 正 确 性 得 到 了 证 实 。 当 时 ， 曾 有 许多 研究 者 就 此 模 型 展开 了 讨 论 ， 并 进行 范围 广泛 的 实验 研究 。 雅 各 布 和 英 诸 矢 也 因 这 一 研 究 成 果 而 获得 了 1965 年 的 诺 贝 尔 奖 。 播 入 序列 (insertion sequence, IS) 播 入 序列 是 指 能 够 在 DNA 上 移动 的 一 组 DNA 碱 基 序 列 ， 亦 称 转移 因子 或 者 迁移 基因 。 碱 基 序 列 可 分 为 IS1(768， 碱 基 对 =bp). 182(1327"), 1S3(1400"). IS4(1400°?) ,IS5 (1400) RrS(5700") 。 这 种 碱 基 序列 所 具有 的 特征 ， 是 在 两 个 末端 上 有 15 一 40 个 碱 基 对 的 反 向 重复 序列 ， 可 在 DNA 的 各 个 部 位 上 播 入 ， 但 其 靶 序列 为 3 一 11 个 碱 基 对 。 捅 入 序列 的 来 源 尚 不 清楚 ， 但 已 经 知道 ， 它 能 引起 原核 生物 中 广泛 存 EM DNA RR, 移 和 逆转 等 现象 。 这 种 捅 入、 转移 也 可 以 被 看 作 是 一 种 DNA 重组 〈 非 正常 重组 )， 不 过 它 与 细胞 所 具有 的 重组 机 制 并 无 关系 。 成 人 工 细 胞 白血病 (aqult T cell leukemia, ATL) 成 人 工 细 胞 白血病 为 日 本 西南 部 的 一 种 多 发 性 疾病 。 患 有 这 种 疾病 的 患者 ， 在 其 血清 中 均 已 发 现 有 ATLA (ATL=associ-— atedantigen, 成 人 工 细 胞 白血病 结合 抗原 ) 的 抗体 存在 。 自 从 证 明 ATLA 是 C 型 病毒 以 来 ， 一 般 认 为 ，ATI 病 因 与 逆 转 病 毒 的 一 种 ， 即 成 人 工 细 胞 白血病 病毒 (ATLV) 有 关 。 此 前 曾 在 小 9 AASAA RP ARES ARs, AEA WAR 种 提示 与 病毒 有 关 者 当 以 此 病 为 最 早 。 1982 年 ， 吉 田光 昭 等 搞 清 了 ATIL 病 毒 基 因 的 全 部 结构 ， 并 证 明 ，ATIL 病 毒 是 不 带 有 来 自 人 体 正 常 细胞 典型 的 致癌 基因 类 型 的 道 转 病毒 。 成 纤维 细胞 (fibroblast) 成 纤维 细胞 来 源 于 间 充 组 织 ， 具 有 较 明 显 的 非 分 化 状态 ， 旦 纺锤 形 。 是 机 体 组 织 中 梅 成 纤维 性 结缔 组 织 的 重要 成 分 ， 在 组 织 培养 中 最 容易 增殖 (LAM). HZ (passenger) 用 基因 重组 技术 把 外 源 性 DNA 片 段 与 质粒 或 叭 菌 体 等 载 体 相 连结 ， 再 使 之 进入 细胞 ， 把 这 一 外 源 性 DNA 片 段 就 称 之 为 乘客 。 即 比喻 为 乘 载体 的 乘客 。 传递 性 质粒 (transmissible plasmid) 传递 性 质粒 是 指 通过 细菌 与 细菌 接触 而 传递 的 质粒 。 在 大 肠 杆 菌 的 质粒 中 ， 下 因子 和 许多 耐 药 性 因子 (RAD 都 具有 这 一 特性 。 除 了 与 细菌 接合 ， 质 粒 移动 有 关 的 分 子 生物 学 的 研 究 外 ， 耐 药性 质粒 在 流行 病 学 中 也 是 十 分 重要 的 。 传 递 性 质粒 与 非 传 递 性 质粒 相 比 , 前 者 通 币 是 由 较 大 的 DNA 所 构成 , 而 且 细胞 内 的 拷贝 数 也 较 少 , 而 在 非 传 递 性 质粒 中 如 CoE1 因 子 等 ， 其 拷贝 数 有 的 可 多 达 数 十 个 。 次 黄 嘎 叭 鸟 嘎 叭 转 磷酸 核糖 基 酶 (hypoxanthine guanine phosphoribosyltransferase, HGPRT) HGPRT Sik 4 2) 4h He PR RS. A Pe 常用 的 突变 体 之 一 。HGPRT 是 赖 以 从 次 黄 嘎 叭 和 鸟 嘎 聆 分 别 生成 核酸 前 体 的 肌 苷 酸 ( 肌 苷 -5“- 一 磷酸 酯 ,inosine-5'-mono- phos phate, IMP), SHR (〈 乌 嗓 叭 -5“- 一 磷酸 酯 ，guanine- 10 5’-monophosphate, GMP) 的 一 种 酶 ， 同 时 也 BI Apes 成 途径 中 的 一 种 酶 。 由 于 6- 琉 基 乌 嗓 吟 和 8- 气 杂 鸟 味 叭 是 与 次 黄 野 叭 及 鸟 味 叭 具有 类 似 结 构 的 代谢 持 抗 剂 ， 因 此 有 毒 ， 它 可 使 含 该 种 酶 的 野生 株 致死 。 此 外 ， 这 种 酶 缺陷 型 的 细胞 株 ， 会 丧失 对 结构 类 做 物 的 代谢 能 力 ， 导 致 出 现 耐 性 株 。 藉 丝 可 以 进 行 缺 陷 型 菌株 的 筛选 。 HGPRT 缺 陷 型 株 能 在 从 原料 开始 进行 .全程 合成 过 程 中 发 ， 生 作 用 ， 故 不 会 致死 ， 但 如 在 培养 基 中 加 入 全 程 合成 抑制 齐 一 一 氨基 唆 吟 ， 则 会 引起 死亡 。 因 此 ， 在 实验 中 如 果 同 时 把 次 黄 味 哈 和 氨基 喉 叭 加 于 培养 基 中 ， 则 可 自 HGPRT 人 缺陷 : 株 中 分 离 得 到 再 CPRT 的 恢复 株 。 这 样 可 利用 HGPRT 疝 两 个 不 同方 向 的 突变 特性 作为 筛选 的 实验 材料 。 HGPRT 的 基因 存在 于 广 染 色 体 上 。 因 此 ， 把 HGPRT 帮 为 解释 入 染色 体 失 活 机 理 的 一 个 指标 ,也 己 样 基 有 十 分 重要 的 意 义 。 HGPRT 的 表现 型 为 隐 性 变异 ， 把 野生 株 的 DNA 引 六 于 人 馈 陷 株 中 可 以 获得 一 种 新 的 基因 转换 株 。 最 近 ， 采 用 这 一 方法 已 可 使 人 的 也 GPRT 基 因 实 现 克 隆 化 。 错 义 突变 (missense mutation) 错 义 突变 是 指 遗 传 信息 中 的 一 个 碱 基 由 于 突变 而 被 其 它 碱 基 所 取代 ， 遗 传 密码 发 生 改 变 ， 使 某 一 氨基 酸 被 错误 地 揪 六 到 蛋 日 质 中 。 为 与 无 义 突变 相对 应 而 称 之 为 错 义 突变 。 根 据 被 置 换 的 一 个 氨基 酸 的 位 置 和 种 类 不 同 ， 酶 活性 的 减退 程度 也 不 同 。 突 异型 的 蛋 昌 质 与 野生 型 的 相 比 ,更 容易 变性 。 因 此 宛 在 低温 (25~80°C) 条 件 下 能 正常 繁殖 ， 但 在 高 温 〈40 一 45"C) 条 件 下 ， 有 的 就 不 能 进行 繁殖 。 大 肠 杆 菌 (Escherichia Coli) 大 肠 杆 万 为 一 种 (2~4 x (0.4~0.7) uma AY HEA 11 HH. CRAAADBHS, LARAMANRAEA, WR FRARHGHRS HR. ABITRAUA Tee, Alt 是 多 年 来 在 分 子 遗 传 学 领域 中 被 广泛 使 用 的 一 种 典 型 实验 材 料 。 可 以 认为 它 不 仅 在 遗传 学 领域 而 且 在 生物 化 学 领域 ， 都 是 二 种 研究 了 解 得 相当 充分 的 生物 。 近 年 来 ,大肠 杆菌 也 用 于 质 粒 遗 传 学 及 DNA 的 转化 研究 ， 并 取得 了 进展 。 从 自然 界 中 分 离 HRN ATA ha REA, (ERS PAW KAN SERIA K-1lOA RU RAE, HkADA 固 着 性 ， Aimee A. Ibs, HRAKAMA ER, AIR 作为 基因 操作 的 宿主 菌 获 得 了 最 为 广泛 的 应 用 。 单 层 细胞 培养 (monolayer culture) 把 由 动物 组 织 取 出 的 细胞 在 培养 器 中 进行 静 置 培养 时 ， 正 第 细胞 沉 附 于 培养 器 的 底部 〈 锚 地 依赖 HE, anchorage depe- ndency) 。 边 形成 保持 组 织 、 脏 器 特征 形态 的 一 个 细胞 层 ， 边 开始 分 裂 增 殖 ， 这 种 状态 称 为 单 层 培养 。 当 细胞 密度 增高 、 细 胞 闻 的 接触 增强 时 ， 增 殖 受 到 抑制 。 这 种 现象 称 为 接触 抑制 (contact inhibition) 。 转 化 细胞 也 可 利用 单 层 培 养 进行 增 殖 。 培 养 时 ， 细 胞 相互 交叉 重合 成 多 层 而 增殖 ， 形 成 所 谓 的 细 胞 团 〈 单 层 培 养 时 形成 的 细胞 群岛 ) ， 但 不 产生 接触 抑制 现象 。 使 培养 瓶 旋转 ， 细 胞 呈 悬 浮 状 培养 时 也 能 增殖 ， 称 此 为 悬浮 培 养 (suspension culture) 。 大 多 数 正 党 细胞 (软骨 细胞 等 除外 ) 在 琼脂 培养 基 中 不 能 增殖 ， 但 经 转化 而 降低 了 锚地 依赖 性 则 能 增殖 。 这 时 ， 可 以 观 察 到 细胞 锚地 依赖 性 和 接触 抑制 同时 存在 的 现象 ， 可 把 这 一 性 质 作 为 转化 的 考核 指标 。 单 克隆 抗体 (monoclonal antibody) 单 克 隆 抗体 是 由 单 克隆 细胞 群 产生 的 一 种 单一 种 类 分 子 的 12 抗体 。 先 形成 杂种 瘤 ， 然 后 通过 杂种 瘤 的 克隆 化 而 制 得 单 克隆 抗体 。 用 这 种 方法 制 得 的 单 克隆 抗体 与 过 去 自 抗 氨 清 中 得 到 的 抗体 相 比 ， 具 有 如 下 优点 : 中 在 抗 血 清 中 ， 对 于 一 种 抗原 物 质 ， 由 于 其 抗原 决定 复 的 不 同 、， 故 有 复合 抗体 存在 ， 面 单 克 距 抗体 分 子 种 类 则 是 单一 的 ; 思 可 以 得 到 抗体 效 价 较 高 的 抗 体 ; @ 只 要 维持 杂种 瘤 的 克隆 ， 就 能 获得 均一 抗体 ， 特 别 是 由 于 杂 稳 瘤 可 以 冷冻 保存 ， 故 稳定 的 到 隆 ， 其 寿命 是 半 永 丸 性 的 ; 由 抗原 中 即使 有 不 纯 物 ， 在 克隆 的 选择 阶段 也 可 实现 单一 化 ， 因 此 抗原 纯化 比较 容易 。 单 克 隆 抗 体 在 医学 、 农 业 、 生 物 学 领域 都 得 到 了 广泛 应 用 。 今 后 其 应 用 范围 将 会 更 加 扩大 。 特 别 在 比较 落后 的 细胞 才 面 结 构 和 功能 的 研究 方面 ， 已 成 为 一 种 必 不 可 少 的 研究 手段 。 目前 正在 利用 大 量 的 单 克隆 抗体 ， 对 每 一 个 具有 免疫 个 性 的 废 胞 和 脑 神经 系统 细胞 进行 分 类 和 功能 分 化 相关 性 的 研究 忆 对 肿 瘤 特 异 抗原 性 的 有 关 问 题 ， 也 是 一 个 引 大 注目 的 研究 课题 。 单 克隆 抗体 用 于 肿瘤 的 早期 诊断 ， 也 正在 研究 开发 之 申 ; 蛋白 质 ， 蛋 白质 生物 合成 (protein，protein biosynthesis) 蛋 日 质 是 构成 机 体 的 主要 物质 ， 也 是 主 字 生 命 现 象 的 活 公 物质 〈 酶 ) 。 在 生物 界 中 ， 各 种 各 样 的 蛋白 质 都 是 20M AR 的 缩合 物 ，20 种 氨基 酸 的 排列 顺序 和 数目 都 无 例外 地 由 和 遗传 信 息 所 严格 控制 。 所 谓 蛋白 质 的 生 物 合成 ， 是 指 把 DNA 含 有 的 遗传 信息 转录 给 mRNA， 在 核糖 体 上 ， 根 据 mmRNA 上 的 密码 子 ， 把 tRNA 答 送 的 氨基 酸 有 秩序 地 进行 缩合 的 一 系 列 复杂 过 程 : 狭义 上 的 蛋白 质 合成 ， 多 指 核糖 体 上 的 氨基 酸 缩合 过 程 ， 即 所 谓 的 多 肽 结合 反应 。mRNA 的 密码 子 在 核糖 体 主 沿 5 =>3/ 方向 解读 ， 氨 基 酸 的 缩合 则 由 N 未 端 向 C 末 端 进 行 。 因此 在 mRNA 的 5 末端 一 侧 含 有 氨基 酸 缩 合 起 始 密 码 于 AUG( 或 GU- 13 G) ， 从 与 这 一 密码 子 相 对 应 的 甲 酰 甲 硫 氨 酸 开 始 氨 基 酸 的 合 Rio HAH EILRGE CUAG, UAA, UGA) 发 出 终止 指令 而 告 结束 。 在 生物 合成 蛋白 质 时 ， 在 N 末 端 上 并 不 总 是 含有 甲 酰 甲 硫 氨 酸 。 这 是 因为 ， 在 蛋 白 质 的 成 熟 过 程 中 ， 或 者 由 于 甲 酰 基 证 切断 ， 或 者 由 于 从 末端 起 向 里 的 几 个 氨基 酸 处 的 肽 键 被 切 断 的 结果 。 在 氨基 酸 的 缩合 ， 即 在 肽 链 的 合成 过 程 中 ， 多 肽 链 的 起 始 因子 、 延 长 因子 、 终 止 因子 等 蛋白 质 和 三 磷酸 鸟 苷 GTP) 的 作用 都 是 必需 的 。 (CDNA 或 染色 依 的 ) 倒 位 (inversion) 所 谓 倒 位 ， 是 指 DNA 碱 基 序列 的 一 部 分 倒转 TH 向 之 后 再 回 到 原来 的 位 置 。 其 结果 是 使 遗传 信息 发 生变 化 ， 成 为 发 生 突变 的 一 个 原因 。 染 色 体 的 倒 位 ， 本 质 上 和 DNA 的 倒 位 相同 ， 使 用 光学 显微镜 可 以 观 圭 到 其 形态 变化 。 利 用 电子 显微镜 可 以 看 到 DNA 倒 位 的 异 源 双 链 DNA。 灯 刷 染色 体 (ljampbrush chromosome) 指 在 所 有 动物 的 卵 母 细 胞 中 均 可 见 到 的 巨大 染色 体 。1882 年 首次 为 弗 勤 明 (Fleming) 发 现 。 此 外 ， 在 几 种 精 母 细 胞 和 4-% (Acetabularia) 的 巨大 核 中 也 可 找到 。 其 形状 如 同 刷 灯 晶 的 刷子 ， 故 而 得 名 。 在 减 数 分 裂 期 的 双 线 期 ， 当 两 条 相同 的 密切 接触 的 染色 体 开始 松 开 时 ， 便 可 观察 到 这 种 灯 刷 染色 体 。 一 条 纤细 的 染色 体 轴 及 由 该 处 产生 的 10' 个 环 状 物 ， 组 成 一 个 突起 的 侧 环 〈late- ral loop) 。 突 起 的 侧 环 约 占 全 部 DNA 的 5%，RNA 的 合成 就 是 在 这 个 部 位 进行 的 。 孵 的 形成 和 初期 胚胎 发 育 所 必需 前 所 有 mRNA 也 都 是 在 这 一 时 期 被 合成 的 。 突 起 的 侧 环 的 轴 是 DNA, 沿 该 轴 的 直角 方向 ， 密 集 伸 展 着 由 RNA 和 蛋白 质 构成 的 链 。 14 在 电子 显微镜 下 可 以 观察 到 由 突起 的 侧 环 的 一 端 至 另 一 端 呈 现 如 圣诞 节 纵 树 般 的 形状 。 一 个 突起 的 侧 环 可 形成 一 至 数 个 转录 单位 ， 因 此 对 突起 的 侧 环 的 详细 分 析 ， 可 塑 为 搞 清 蛋白 质 合 成 控制 机 理 提供 重要 线索 。 但 是 为 什么 仅 在 卵 母 细胞 中 才能 观察 到 这 种 现象 ， 目 前 仍 不 清楚 。 定向 突变 (directed mutagenesis) 即使 是 在 自然 突变 中 ， 或 者 通过 紫外 线 和 药物 “变异 原 性 物质 ) 进行 处 理 ， 也 不 发 生 特 定性 状 的 突变 。 为 得 到 特定 的 变 异体 ， 必 须 在 变异 后 对 所 期 望 的 突变 体 进 行 选 择 。 最 近 ， 由 于 DNA 碱 基 序 列 的 测定 技术 已 被 掌握 ， 并 且 已 经 能 够 对 DNA 的 特定 片段 进行 死 隆 化 ， 把 死 隆 化 了 的 DNA Be Ge AD 在 试 管 中 进 行 化 学 处 理 ， 改 变 碱 基 序列 ， 使 其 与 质粒 连接 再 返回 细 胞 中 ,就 能 表现 出 突变 功能 ， 并 可 由 此 而 选择 出 所 需要 的 特定 基因 突变 体 ， 从 而 有 可 能 对 突变 所 显示 出 来 的 功能 和 碱 基 序 列 的 关系 进行 分 析 研 究 。 & SAREE (polyadenylic acid, poly A) HBA PHIMRNA, 463! Rig LAA RE AAR HE 合 结构 ， 即 poly A (4200 ORE) 的 结合 而 形成 的 ， 通 过 核 膜 移动 到 细胞 质 中 。 逆 转 病 毒 的 RNA 在 3“ 末端 上 也 结 侣 有 poly A。 可 利用 这 一 结构 , 把 与 poly A 互 补 的 poly 工 配 对 作为 引物 ， 利 用 逆转 录 酶 合成 c DNA， 并 可 使 目的 DNA 克隆 化 。 最 近 ， 在 原核 生物 中 也 发 现 了 在 m RNA 上 结合 有 30 一 60 个 碱 基 长 度 的 poly A。 但 不 管 属 于 那 种 情况 ， 其 在 细胞 中 的 作用 目前 尚未 搞 清 。 多 能 性 (pluripotent, multipotent) 多 能 性 是 指 细 胞 具有 分 化 成 多 种 类 型 细胞 的 能 力 。 例 如 ， 两 栖 类 的 原 肠 且 外 胚 叶 组 织 ， 由 于 其 中 胚 叶 的 性 质 ， 而 在 表皮 15 以 外 还 分 化 为 神经 和 感觉 器 官 等 各 种 器 官 。 在 细胞 中 ， 脾 脏 的 造血 于 细胞 具有 分 化 为 红细胞 、 白 细胞 和 巨 吻 细胞 等 的 多 能 性 。 RR GH) 结构 (stem and loop structure) 发 夹 结构 与 转 座 子 (Tn) aA CIS) 等 结构 一 样 ， 当 在 两 未 端 上 含有 互 成 相反 方向 的 重复 碱 基 序 列 〈 倒 装 重 复 ; IR) 的 DNA 片 断 拆 开 成 单 链 时 ， 而 在 同一 链 中 的 倒 装 重 复 碱 基 序列 〈IR) 又 是 互补 的 ， 故 容易 构 MME. KREBS 结构 之 间 的 碱 基 序列 成 为 单 链 而 残留 。 用 电子 显微镜 观察 ， 可 以 看 到 SC 样 的 结构 。 双 链 部 分 称 为 柄 ， 赤 在 柄 中 的 单 链 部 分 称 为 环 。 些 外， 在 引入 了 Tn 或 者 IR 的 DNA、 与 原来 的 DNA 之 间 形 成 异 源 双 链 时 ， 也 发 现 有 这 样 的 结构 。 根 据 发 夹 结 构 的 位 置 就 可 以 知道 Tn、Ts 捅 入 的 部 位 。 翻译 (translation) 翻译 是 指 阅读 mRNA 的 遗传 密码 〈 碱 基 序 列 、 密 码 子 )， 把 对 应 于 密码 的 氨基 酸 逐 一 结合 而 成 蛋白 质 的 过 程 。 换 言 之 ， 把 碱 基 序 列 转 变 为 氨基 酸 的 排列 顺序 称 之 为 翻译 。 这 一 翻译 过 程 是 通过 核糖 体 上 的 mRNA 与 tRNA (ABEtCRNA, aminoacyl- tRNA) 的 共同 反应 而 完成 的 。 译 读 密码 是 由 tRNA 完成 。tRNA 在 3“ 末 端 通过 结 合 各 个 氨基 酸 的 氨 酰 tRNA 的 形式 进行 反应 。 氨 本 tRNA 分 子 中 含有 对 各 个 氨基 酸 指定 的 反 密 码 子 《与 密码 子 互 补 的 碱 基 序列 ) 。 识别 这 个 反 密 码 子 和 密码 子 ， 可 以 认为 是 翻译 的 中 心 反应 。 对 于 特定 的 tRNA 分 子 是 如 何 使 特定 的 氨基 酸 与 其 自身 所 具有 的 反 密 码 子 相对 应 ,还 有 很 多 地 方 不 清楚 。 放射 免疫 测定 (radioimmunoassay) 16 放射 免疫 测定 也 称 放 射 性 同位 素 标记 免疫 定量 法 。 是 使 用 以 放射 性 同位 素 :25I 标 记 的 抗原 及 其 相应 抗体 ,定量 测定 未 经 标记 的 未 知 量 抗原 的 一 种 方法 。 最 初 ， 采 用 胰岛 素 等 多 肽 激素 作为 抗原 ， 研 究 其 定量 方法 ， 其 后 经 过 技术 上 的 改进 ， 作 为 类 省 醇 类 激素 和 多 种 蛋白 质 的 微量 测定 方法 而 得 到 广泛 应 用 。 其 简单 原理 是 : 在 一 定量 的 :2I 标 记 抗 原 (激素 ) 中 加 入 一 定量 的 抗体， 使 之 形成 抗原 抗体 复合 物 。 加 入 未 经 标记 的 搞 BR 〈 需 要 定量 的 激素 ) ， 由 于 与 标记 抗原 互相 争夺 抗体 的 结果 ， 使 游离 的 标记 抗原 量 增加 。 事 先 用 已 知 量 的 未 标记 抗原 制 成 这 一 关系 的 标准 曲线 ， 则 由 标记 抗原 的 游离 、 结 合 的 分 配 中 ， 可 以 定量 测定 样品 中 的 抗原 量 。 用 这 一 方法 能 测 出 十 亿 分 之 一 克 BY KERR , 放射 自 显 影 (autoradiography) 放射 自 显影 是 使 用 放射 性 同位 束 进 行 生理 学 、 生 物化 学 实 验 和 基因 操作 实验 中 必 不 可 少 的 一 种 方法 。 把 经 放射 性 同位 素 标记 的 物质 引入 细胞 或 进行 〈 生 物 ) 化 学 反应 之 后 ， 再 用 适当 方法 进行 处 理 GAMA. Ao. Boe. Bk). 固 定 。 在 试验 样品 上 紧密 地 复 以 照 像 感光 材料 CALA. XR 针 )， 使 感光 一 定时 间 后 进行 显影 。 于 是 吸收 子 放射 性 ,同位 素 的 部 分 便 呈 现 出 黑色 。 这 一 操作 方法 即 称 之 为 放射 自 显影 。 在 基因 操作 中 ， 当 使 用 标记 探 针 进行 杂交 CREPE, AR ar) 时 ， 在 硝化 纤维 滤 膜 (nitrocellulose filter) 上 ， 使 广 射 线 软片 紧密 与 之 接触 、 感 光 并 显影 后 ， 便 可 获得 放射 自 显影 照 片 。 在 决定 DNA 碱 基 序列 的 方法 中 ， 把 样品 在 层 析 IPR 丙烯 酰胺 凝 胶 上 用 X 射 线 软片 紧密 与 之 接触 、 感 光 、 显 影 便 可 获得 放射 自 显影 照片 。 放 喜 因子 ckiller factor) BS 17 当 把 两 个 不 同系 统 的 草 履 虫 或 酵母 菌 置 于 同一 容器 中 进行 培养 ， 有 时 会 出 现 一 方 杀 死 另 一 方 的 现象 。 杀 死 对 方 的 一 方 称 AMBE (Killer type) ， 被 杀 的 一 方 称 为 敏感 型 (sense ty- pe) ， 放 毒 型 因子 称 为 放 毒 因子 。 放 毒 因 子 是 属 细 胞 质 遗 传 。 FER hp, WAS AMAA EA Re 的 k 粒 子 (卡巴 粒子 ) 中 ，#x 和 粒子 的 存在 是 与 核 基因 “〈 开 ) 有 关 。 在 酵母 菌 中 ， 放 毒 因 子 是 分 子 量 约 为 12, 000KWREA, 都 家 等 报道 ， 在 直 链 状 质粒 PGK11 DNA 上 含有 它 的 基 A. PGK3II 的 存在 与 另外 的 质粒 PGK12 有 关 。 关 于 放 毒 因子 的 作用 机制 ， 目 前 还 不 太 清楚 。 非 组 蛋白 Cnon-histone (chromosomal) protein) 非 组 蛋白 为 高 等 动 植物 的 核 蛋 白质 中 ， 除 组 蛋白 之 外 的 其 它 蛋 白质 的 总 称 。 组 蛋白 是 碱 性 的 ， 而 非 组 蛋白 则 大 多 是 酸性 的 。 目 前 对 其 作用 功能 大 部 尚未 弄 清 。 核 内 的 DNA 形 成 组 蛋白 及 核 小 体 结构 ， 这 是 Be 色 体 的 基 本 单位 。 核 小 体 与 核 内 的 RNA、 非 组 蛋白 等 结 合 ， 形 成 更 为 高 级 的 结构 。 染 色 体 的 高 级 结构 ， 由 于 受 细胞 的 生理 状态 变化 的 影响 而 发 生变 化 。 因 此 认为 ， 非 组 蛋白 的 功能 是 ,中 醇 CRNA GA. BABIES), 包 遗 传 信 息 的 RRM wid 〈HMG14、HMG17 及 许多 酸性 染色 体 蛋 白质 ); 图 染色 体 的 结构 支持 体 (matrix _ protein 三 基质 蛋白 质 等 ，scaffold protein= XREA MS). RaBRAMR (Friend leukemia) RP ERA WARP i (Friend) 于 1957 年 报告 的 小 鼠 Ai. DRG YT RY BRA Ia BH 〈 一 种 RNA fey 病毒 ) Ja, H1~2) AY SRT YES 3S] RD RR a 红细胞 发 生 癌 化 反应 ， 造 成 睛 应 病 ， 数 周 内 导致 小 鼠 死亡 。 18 癌 化 细胞 在 前 幼 红细胞 阶段 停止 分 化 ， 并 可 进行 培养 〈 其 培养 细胞 亦 称 Eriend 细 胞 ) 。 在 进行 这 种 细胞 培 养 时 ， 需 在 培 养 基 中 加 入 一 定 百分比 的 二 甲 亚 硕 等 极 性 溶剂 ， 于 是 细胞 便 可 逐渐 分 化 为 成 熟 红 细胞 ， 合 成 血红 蛋白 。 这 一 方法 常 被 作为 一 种 细胞 分 化 模型 系统 而 使 用 。 分 化 (differentiation) 在 某 一 正在 发 育 的 个 体 细胞 中 进行 形态 的 、 功 能 的 特殊 变 : ”化 并 建立 起 其 它 细胞 所 没有 的 特征 ， 这 样 建立 特异 性 的 过 程 称 之 为 分 化 。 通 第 在 胚胎 发 育 早期 ， 在 某 一 胚 域 内 具有 分 化 成 几 . 种 器 官 和 组 织 的 能 力 〈 多 分 化 能 力 )， 但 随 着 发 育 HER, 化 能 力 就 会 受到 限定 。 此 外 ， 已 经 发 现 ， 在 形态 或 者 功能 发 生 变化 之 前 ， 有 时 某 一 胚 域 的 发 展 规律 已 被 确定 ， 称 此 为 决定 性 分 化 。 在 哺乳 动物 中 ， 最 初 分 化 为 营养 外 胚 叶 和 内 部 细胞 块 ， 再 由 后 者 生成 胚芽 。 豚 芽 可 分 化 为 内 胚 叶 、 中 胚 叶 和 外 胚 时 ， 其 - 后 再 进一步 分 化 成 如 图 所 示 的 器 官 和 组 织 。 表皮 外 胚 叶 { 神经 系统 . Rita Ss 分 化 细胞 具有 各 个 器 官 、 组 织 所 特有 的 形态 及 功能 。 有 关 - 19 分 化 过 程 的 形态 学 、 生 物化 学 现象 的 研究 已 有 很 长 的 历史 ， 并 积累 了 丰富 的 资料 。 不 但 已 经 发 现在 分 化 细胞 中 有 组 织 特 有 的 基因 “奢侈 基因 Luxwry gene) ， 而 且 还 能 合成 在 该 组 APH 征 的 酶 及 结构 蛋白 质 。 为 什么 在 特定 的 细胞 中 有 特定 的 基因 得 到 表达 ， 这 是 现代 发 育 生 物 学 中 的 一 个 中 心 研究 课题 。 ink (episome) 在 质粒 中 ， 指 能 搬入 于 宿主 染色 体内 并 整合 到 染色 体 复 制 机 构 中 进行 增殖 ， 和 在 细胞 内 进行 自我 复制 时 能 同时 具有 两 者 状态 的 质粒 称 为 附加 体 。 大 肠 杆菌 的 性 因子 (PAS) 等 是 这 种 附加 体 的 代表 。 过 去 ， 常 把 大 肠 杆菌 素 (colicin) 因子 或 溶 原 性 喉 菌 体 等 也 称 为 附加 体 ， 但 目前 已 不 大 使 用 。 复制 子 (replicon) 把 由 DNA 的 复制 的 起 点 (Cori) 到 终点 称 为 一 个 复 制 子 。 通常 ， 复 制 是 由 起 点 开始 ， 向 两 个 方向 进行 。 多 数 鸣 菌 体 、 质 粒 、 细 草 等 具 环 状 DNA 结 构 ， 并 从 一 个 固定 的 位 点 开始 复制 ， 因此 可 把 整个 染色 体 看 作 是 一 个 复制 子 。 在 真 核 生 物 中 ， 一 条 ARM KA AA ANAT RRA, MAAK EH 多 数 复 制 子 构成 的 〈 多 复制 子 ) 。 人 的 一 个 复制 子 的 平均 长 度 约 为 30um， 单 倍 体 (haploid) DNA 的 长 庆 约 为 1m 左右 ， 因 此 由 大 约 30, 000 个 复制 子 构 成 。 此 外 ，DNA 的 合 成 速 BE 每 分 钟 为 0.5&m， 全 部 复制 子 同时 各 沿 两 个 不 同 的 方向 进行 DNA 的 复制 ， 整 个 染色 体 的 复制 时 间 约 需 30min。 但 是 实际 上 并 不 是 所 有 的 复制 子 都 同时 开始 合成 ， 全 部 合成 完毕 约 需 几 个 小 时 。 目前 ， 对 于 复制 起 始点 的 结构 及 起 始 反 应 尚未 弄 清 楚 。 FRE (interferon) FRR FEF HES Dy Ay Hd TE BE. WHERNARMWRER 20 点 1 个 复制 子 多 复制 子 ‘ 图 1-4 复制 子 的 合成 途径 等 诱发 剂 的 作用 下 合成 的 一 种 能 干扰 病毒 增殖 的 分 记性 糖 蛋白 i. FRE (IEN) 除 具 抗 病毒 作用 外 ， 还 具有 抗 细胞 增殖 ; 抗 肿瘤 及 免疫 调节 等 多 种 作用 。 其 作用 机 制 极为 复杂 ， 目 前 尚 未 充分 搞 清 楚 。 干 扰 素 能 诱导 蛋白 质 磷 酸化 酶 、 核 酸 酶 二 磷酸 二 酯 酶 等 的 合成 。 IEN 大 致 可 分 为 cs、8、7 三 种 。c-IEN 主 要 由 白细胞 产生 ， 故 亦 可 称 为 白细胞 IFEN 8p-IEN 由 正常 的 二 倍 体 细胞 (成 纯 维 细胞 等 ) 合成 ， 称 为 成 纤维 细胞 IFEN。c 和 Ap 的 性 质 很 相似， 混 一 种 由 病毒 及 双 链 RNA 诱 发 而 产生 的 在 酸性 中 稳定 的 蛋白 质 。 7-IEN 由 工 淋巴 细胞 产生 ， 称 为 免疫 IEN， 被 认 济 是 一 种 淋巴 因子 Cymphokine), IEN 具 有 抗 病毒 和 抗 肿瘤 活性 ， 对 它 能 否 用 于 临床 治疗 引 起 人 们 的 极 大 关注 。 不 同 种 类 的 动物 其 IEN BA TR BY 性 。 大 以 外 的 干扰 素 不 能 用 于 人 。 此 外 》 由 于 于 扰 素 的 产量 很 低 等 原因 ， 从 而 促使 人 们 去 研究 开发 大 量 生产 方法 ;例如 大 量 培养 人 体 细 胞 、 和 采用 基因 的 克隆 化 此 大 肠 杆 菌 合 成 二 加 素 的 方 法 等 等 都 在 研究 开发 之 列 。 不 过 ， 于 扰 素 能 否 像 最 初 所 曾 期 闻 的 那样 ， 作 为 病毒 性 疾病 和 癌症 的 治疗 药 而 在 广泛 范围 内 获得 21 WA. REM AEE. 干细胞 (stem cell) 于 细胞 存在 于 动物 的 各 种 组 织 中 。 当 进行 分 化 细 胸 的 补充 之 际 ， 其 基础 细胞 被 称 之 为 和 干细胞。 机体 组 织 中 的 干细胞 的 特 征 是 ， 在 细胞 进行 一 次 分 裂 时 在 生成 的 子 细胞 中 ， 至 少 有 一 个 细胞 其 性 质 与 母 细 胞 相同 〈 能 自己 进行 再 繁殖 ) ， 并 在 个 体 的 整个 生存 期 间 一 直 保 持 这 一 性 质 。 于 细胞 为 各 种 组 织 所 特有 ， 从 这 种 意义 上 讲 ， 它 属于 分 化 细胞 ;但 另 一 方面 ， 就 它 又 能 重 新 成 为 分 化 的 终 末 细 胞 的 基础 这 一 意义 而 言 ， 也 可 以 把 它 看 作 是 末 分 化 细胞 。 在 成 体 中 ， 正 常 的 成 熟 细胞 丧失 ， 这 时 新 的 细胞 会 被 不 断 地 补充 到 器 官 、 组 织 〈 造 血 、 上 皮 、 生 殖 ) 中 ， 而 当 肝 、 和 肾 等 组 织 遭 到 损伤 时 ， 则 由 新 分 化 细胞 加 以 补充 。 因 此 ， 可 以 说 干 细胞 的 存在 对 各 种 组 织 器 官 都 是 非常 重要 的 。 在 细胞 的 补充 过 程 中 ,把 在 于 细胞 与 终 末 细 胞 之 间 处 于 分 化 过 程 的 后 备 细胞 群 ， 称 为 前 体 细 胞 。 不 同 组织 的 前 体 细 胞 具有 一 定 的 分 裂 次 数 并 分 化 为 特定 的 细胞 ， 这 是 一 种 寿命 比较 得 的 细胞 。 干细胞 在 机 体 中 所 起 作用 极为 重要 。 它 所 具有 的 分 化 至 中 途 并 保持 无 限 分 裂 能 力 的 这 一 性 质 ， 在 生物 学 上 引起 人 们 的 极 大 兴趣 ， 但 是 ， 至 今 很 多 问题 尚未 获得 解决 。 如 果 干 细胞 的 基 因 发 生 损 伤 ， 将 给 机 体 组 织带 来 重大 影响 。 近 年 来 ， 也 从 致 瘤 机 制 的 角度 进行 了 研究 。 研 究 得 最 多 的 是 血液 细胞 。 通 过 促 红 AAR (erythropoietin) 等 多 种 增殖 因子 的 作 用 ， 发 现 具有 多 分 化 能 力 的 脾脏 造血 干细胞 可 分 化 成 为 红细胞 、 洪 巴 细 胞 、 扎 史 细 胞 等 各 种 细胞 。 为 了 前 明 这 种 现象 ， 目 前 采用 组 织 培养 方法 进行 深信 探讨 。 胚胎 细胞 作为 胚 幼 干 细 胸 (embryonic stem cell) 可 形成 22 恶性 肿瘤 化 的 畴 胎 瘤 ， 它 是 作为 发 育 生 物 学 及 肿瘤 学 的 重要 实 : 验 材料 。 感受 态 细 胞 (Competent Cell) 把 外 源 性 DNA 引 入 于 细胞 内 ， 使 对 依赖 外 源 性 了 NA 这 一 : 性 质 具 有 表达 能 力 〈 转 化 能 力 ) 的 细胞 ， 称 为 感受 态 细胞 。 已 - 有 关于 某 些 放 线 菌 、 流 感 嗜 血 杆 菌 、 肺 炎 球 戎 、 枯 草 杆菌 等 菌 存在 感受 态 细胞 的 报道 。 当 把 在 合成 培养 基 中 培养 4<5h: 的 村 ” 草 杆 菌 ， 转 移 至 新 的 培养 基 中 进行 培养 时 , :就 会 发 现 感受 态 细 胞 。 目 前 ， 对 感受 态 细胞 的 详细 的 生成 机 制 还 不 清楚 。 推 测 ， 它 可 能 是 由 细胞 壁 的 架 桥 结 构 发 生变 化 而 引起 的 。 这 一 现象 可 用 于 进行 DNA 重 组 (Plasmid vecter=i pi Ah) SH, 此 外 ， 感 受 态 细 胞 ， 有 时 也 指 发 育 系 统 中 的 分 化 诱导 现 : 象 ， 根 据 特 定 的 诱导 刺激 而 具有 一 定 分 化 能 力 的 细胞 。 冈 崎 片段 (Okazaki fragment) 从 染色 体 水 平 进行 观察 ， 可 把 DNA 的 复 制 看 作 是 沿 一 个 方 贸 连续 地 进行 。 但 如 从 分 子 水 平 对 DNA 的 合成 反应 进行 解 释 ， 就 DNA 链 的 方 回 性 、 温 和 引物 (temperate Primer) 、 基 . 质 、 合 成 酶 的 特性 等 而 论 ， 对 于 互 成 相反 方向 的 双 BE DNA, 很 难 同 意 是 同时 沿 一 个 方向 进行 合成 的 。 这 在 60 年 代 前 期 曾 是 一 个 令 人 费解 的 大 问题 。 其 后 在 1967 年 由 冈 崎 令 治 发 现 了 DNA 的 不 连续 复制 机 制 ， 从 而 使 此 问题 获得 解决 。 囚 崎 发 现在 双 链 中 的 一 条 链 的 复制 部 位 上 合成 是 相对 连续 地 进行 的 ， 而 在 另 一 条 链 的 复制 部 位 上 DNA 的 小 片段 的 合成 则 向 相反 方 向 进行 ， 然后 再 逐一 地 把 各 条 合成 链 连 接 起 来 而 形成 长 链 。 后 来 把 这 种 : DNA 小 片段 命名 为 囚 崎 片段 。 据 报道 ， 片 段 的 大 小 在 原核 生 物 〈 大 肠 杆 菌 及 其 史 菌 体 ) 为 1000 一 2000 个 核 苷 酸 ， 而 在 真 核 : 生物 为 100 一 200 个 核 苷 酸 。 zy 高 频 重 复 DNA 顺 序 (high repetitive DNA Sequence) 在 真 核 生 物 的 基因 组 (DNA) 中 ， 依 其 重复 的 频率 来 看 ， 存在 3 个 碱 基 序列 类 型 。 第 一 ， 在 基因 组 中 仅 有 单 一 拷贝 存 在 ;第 二 ， 含 有 高 频率 重复 序列 〈 即 高 频率 重复 DNA MF); 第 三 ， 介 于 两 者 之 间 ， 有 具 中 等 重复 序列 。 上 述 三 种 序列 ， 在 基 因 组 中 所 占 的 比例 及 其 重复 单位 的 长 度 、 种 类 和 碱 基 序 列 ， 根 据 动物 种 类 的 不 同 而 各 不 相同 。 特 别 是 高 频率 重复 序列 ， 即 使 在 分 类 学 上 的 近 缘 种 间 也 常常 会 有 明显 的 差异 。 例如 ， 对 于 人 类 ， 重 复 10^ 次 以 上 的 第 2 组 在 全 部 基因 组 中 约 占 20%， 10: 一 10* 次 重复 序列 的 第 3 组 约 占 25% 。 人 的 基 A 组 由 3.2 xI10? 个 碱 基 对 组 成 ， 故 从 第 2 组 的 重复 单位 平均 长 度 1004 PREM, BBA 3.2 10° x 0.2/(100 x 104) =640, 是 说 ， 大 的 基因 具有 640 种 重复 序列 。 而 实际 上 ， 基 因 组 是 由 数 十 乃至 数 百 个 这 样 的 碱 基 序 列 组 成 的 单位 。 在 重复 序列 中 ， 碱 基 序列 是 均一 的 ， 故 在 这 种 均一 的 碱 基 排 列 中 ， 如 果 有 限制 性 内 切 酶 的 切断 部 位 ， 则 被 切 成 的 DNA 片 段 ， 其 长 度 是 相等 的 。 把 重复 碱 基 序 列 的 DNA 进行 克隆 ， 研 究 其 排列 方 向 ， 便 可 发 现 多 达 数 千 甚 至 数 万 个 DNA 都 是 按 同一 方向 〈 头 一 尾 ， 头 一 尾 ， 头 …) 进行 排列 的 。 也 有 在 基因 组 中 呈 分 散 状 态 存 在 的 。 前 者 多 集中 在 染色 体 的 中 央 区 域 ， 而 后 者 ， 已 经 知道 ， 单 位 长 度 为 300 个 碱 基 对 约 3 x 10° 个 在 全 部 基因 组 中 呈 分 散 存在 的 例子 〈Alu 系 统 ) 。 #298 (leguminous bacteria, root nodule bacteria) 根瘤 菌 是 指 与 豆 科 植物 的 根 共 生 而 产生 的 根瘤 属 细菌 。 它 是 一 种 具有 运动 性 的 革 兰 氏 阴 性 杆菌 ， 可 以 通过 细胞 接合 而 发 生 基 因 交 换 。 近 几 年 来 ， 对 根瘤 菌 在 形成 根瘤 时 所 发 挥 出 来 的 固氮 能 力 又 重新 引起 人 们 的 重视 。 进 入 豆 科 植物 的 根 中 的 细 蕊 24 为 星 分 枝 结构 的 无 定形 状 ， 失 去 运动 性 ， 称 此 为 类 BH Ca- cterioid) 。 对 豆 科 以 外 的 植物 所 产生 的 根瘤 ， 如 具有 固氮 作用 的 放 线 菌 ， 广 义 上 也 被 看 做 是 根瘤 菌 。 共同 碱 基 序 列 (consensus sequence) 由 于 DNA 碱 基 序 列 分 析 方 法 的 迅速 发 展 ， 从 而 逐渐 曾 明 了 各 种 基因 的 碱 基 序列 、DNA 复 制 启 始 区 、mRNA 转 录 区 GR ” 纵 基 因 ， 局 动 区 ， 终 止 区 ) 以 及 外 显 子 -内 合子 接续 部 位 等 这 些 引 人 注 目的 各 种 部 位 的 碱 基 序 列 。 例 如 ， 对 有 关 mRNA 转 录 的 启动 区 ， 通 过 与 各 种 不 同 生物 的 碱 基 序 列 进行 比较 的 结果 ， 发 现 了 它们 所 具有 的 碱 基 序 列 虽 非 完全 相同 ， 但 却 是 非常 相 似 。 而 对 于 外 显 子 -内 含 子 接续 部 位 的 研究 结果 ， 也 发 现 有 同 样 的 现象 。 研 究 认 为 ， 这 种 十 分 相 科 的 碱 基 序 列 提示 大 们 ， 局 动 区 和 外 显 子 -内 含 子 接续 区 域 也 具有 共同 的 碱 基 序 列 。 Bea (myeloma) ye FI Po AE SR A a AE. AG AN SAE BM ET, HH KAY REA. R oy HE ZE FA BA EA, PEASE PAAR. 因为 Fa — 7 28 i 83 AS BE AE FR SCS AA, BF WER hea He ARN’ REA, MLAS rs; hil FR PIS BS PF eA ORO SPO a FS BY, HGPRT 缺 陷 变 异 株 。 已 知 有 产生 免疫 球 蛋 白 ， 但 并 不 分 刻 者 ， 也 有 部 分 产生 免疫 球 蛋 白 及 完全 不 产生 免疫 球 蛋 白 者 。 lf] (Azotobacter) fed 2 Bs FE EA A A TA E929) 壤 细 菌 ， 为 好 气 性 菌 ， 具 有 固氮 能 力 。 由 于 呼吸 活性 高 ， 故 可 id 25 以 氧化 多 种 有 机 物 ， 因 此 对 自然 界 中 的 碳 、 握 循环 起 着 重大 作 用 。 最 近 ， 从 维 涅 兰 德 固氮 菌 (Azotobacter vinelandii IFO 13581) 株 中 发 现 了 3 种 质粒 (分子量 15Xx10，5Xx10， 120X10°), 这 种 巨大 质粒 ba Ap A) 所 具有 的 功能 特别 引 人 注 目 。 国 毛 作用 (nitrogen fixation) 在 细菌 类 、 蓝 藻类 等 生物 中 ， 经 常 遇 到 能 直接 把 空气 中 分 子 态 氮 作 为 氮 源 而 加 以 利用 的 例子 。 对 在 人 的 肠 道 中 经 常 存在 的 肺炎 克 氏 杆菌 (Klebsiella Pnewmoniae) 所 进行 的 与 AA 作用 有 关 的 基因 mif 的 研究 中 ， 发 现 是 由 大 约 20 个 基因 群 所 组 成 。 而 在 自然 界 中 广泛 存在 的 根瘤 菌 与 豆 科 植物 共生 的 现象 也 aA), AAW nif 基因 是 能 够 用 基因 工程 方法 引入 到 植物 细胞 之 中 的 。 jw (crown gall) 冠 瘦 为 一 种 植物 肿瘤 〈 此 外 还 有 遗传 肿瘤 ， 病 毒 肿瘤 ) 。 是 由 致 瘤 农 杆菌 侵入 植 渐 伤口 后 感染 而 引起 。 这 种 感染 在 许多 双子 叶 植 狐 和 裸子 植 魏 中 都 有 发 生 ， 也 有 关于 在 极 少数 的 单子 叶 植 物 中 发 生 感 染 的 报道 。 最 近 有 报道 指出 ， 肿 瘤 的 形成 是 由 于 病原 性 致 瘤 农 杆菌 所 合 的 Ti 质粒 ， 侵 入 植 妇 细 胞 而 引起 的 。 就 是 说 ， 由 于 Ti 质粒 的 侵入 ， 诱 使 植物 细 有 跑 发 生 转 化 而 产生 了 肿瘤 ， 但 致 瘤 农 杆菌 仅 仅 把 Ti 质粒 传授 给 植物 细胞 ， 自 身 并 不 感染 细胞 。 肿瘤 一 旦 形成 ， 便 可 以 分 离 出 来 进行 组 织 培养 ， 也 可 以 移 植 于 健全 的 植物 内 。 正在 研究 利用 Ti 质粒 作为 转移 植物 的 外 源 性 DNA 的 载体 。 R48 (Drosophila) SM Iy Dey SSL ALA AY — ANAL, 野生 型 的 眼睛 为 红 26 色 故 而 得 名 。 作 为 遗传 学 的 实验 材料 ， 使 用 最 早 而 且 使 用 最 多 的 是 黑 腹 果 蜗 (Drosophila melanogaster) 。1906 年 开始 被 和 哈佛 大 学 用 作 近 亲 繁 殖 的 研究 材料 ，1910 年 摩尔 根 发 现 了 白眼 , 突变 种 。 之 后 ， 获 得 了 多 种 突变 体 和 研究 数据 。 现 在 被 作为 发 育 生物 学 、 细 胞 学 、 分 子 生物 学 及 群体 遗传 学 的 研究 材料 。 果 蝇 用 作 研 究 材料 的 优点 是 : 1 .容易 采 集 、 和 饲养; 2. 世代 时 间 短 ， 在 短期 内 〈 约 2 周 ) 就 可 以 了 解 经 历数 代 的 遗传 现象 ; 3 能 饲养 并 保持 多 种 突变 体 ， 且 以 此 为 研究 材料 的 技术 目 趋 发 展 ; 4. 能 从 硬 液 腺 获得 巨大 染色 体 ， 并 且 已 经 绘制 出 了 与 古 腺 染色 体 条 纹 和 诸多 基因 位 置 相对 应 的 唾液 腺 染色 体 图 。 此 外， 在 唾液 腺 染色 体 上 容易 进行 原 位 杂交 等 的 分 析 ; 5。 它 同时 也 是 是 虫 类 中 最 新 分 化 的 种 属 ， 适 宜 用 作 近 缘 种 间 的 相同 基因 的 分 化 ， 种 的 分 化 的 研究 对 象 。 近 年 来 ， 由 于 可 移动 遗传 因子 (movable genetic element) 和 道 转 病毒 样 粒子 的 发 现 等 等 更 加 引起 了 人 们 的 注意 。 海 拉 细 胞 (HeLa Cell) 海 拉 细 胞 是 最 早 被 株 化 的 一 种 人 体 细 胞 株 。 195146 a/R (Gey) HFRS PORN. CMADR ED RBS WL 细胞 株 一 样 ， 在 当今 世界 中 被 广泛 应 用 于 各 种 研究 领域 。 即 是 说 ， 除 被 应 用 于 营养 要 求 、 放 射 生 物 学 、 血 清和 药物 的 检定 等 培养 细胞 的 一 般 性 研究 外 ， 也 被 用 于 与 来 自 人 体 细 胞 的 融合 ， 以 形成 杂种 细胞 ， 以 及 病毒 的 增殖 实验 等 各 个 方面 。 这 种 海 拉 细胞 ， 在 形态 上 显示 有 上 皮 细 胞 的 序列 。 由 于 其 染色 体 的 数目 为 70 一 80 个 非 整 倍 体 ， 故 具有 肿瘤 形成 能 力 等 致癌 特性 。 海 拉 是 原 患 者 姓名 的 简称 。 #%{— (nucleolus) 在 一 个 核 中 一 般 含 有 一 至 数 个 核 仁 〈 不 同 生物 各 有 一 定数 us 27 目 )， 核 仁 的 大 小 约 为 数 微 米 。 构 成 核 仁 的 实体 ， 是 染色 体 上 含有 的 数 百 个 重复 排列 的 核 蛋白 体 核 糖 核酸 (CRNA) 基 A, 它 是 大 量 合 成 rRNA 的 地 方 。 故 此 , 核 仁 可 以 附着 在 含有 rRNA 基因 的 染色 体 上 。 在 各 个 rRNA 基因 上 ， 随 着 RNA 开始 合成 至 合成 结束 会 使 rRNA 和 逐渐 变 长 。 由 于 至 下 一 个 rRNA 基 因 合成 起 始 前 ， 有 少许 间隔 顺序 ， 所 以 当 用 电镜 对 核 仁 进行 观察 时 ， 可 以 看 到 以 rRNA 基因 为 基于 的 大 量 纵 回 结构 。 在 蛙 等 两 栖 类 动物 的 卵 母 细 胞 中 ， 只 有 rRNA 基因 被 扩 增 复制 ， 故 被 合成 的 仅 为 rRNA， 因 而 从 染色 体 中 游离 出 的 核 仁 约 含 有 1500 个 rRNA。 目前， 分 离 这 种 核 仁 的 方法 已 被 研究 成 功 ， 从 而 大 大 促进 了 以 蛙 的 卵 母 细 胆 作为 实验 材料 研究 TRNA GEA) 工作 的 进展 。 核酸 碱 基 对 (nucleotide base pair, base pair, bp) 在 构成 核酸 的 碱 基 CDNA 由 腺 嗓 叭 (A)、 胸 腺 喀 RECT). SiMe (G)、 胞 喀 啶 CC) 所 构成 。 而 在 RNA 中 ， 胸 腺 喀 喧 RE CU) 所 取代 ] 之 间 ， 根 据 化 学 结构 的 立体 WW, A 和 TIT(U)、G 和 C 通 过 氧 键 的 微弱 化 学 结合 而 组 成 一 对 ， 故 称 之 为 碱 基 对 。 对 于 双 链 DNA 中 的 每 一 条 单 链 碱 基 序 列 可 相互 形成 碱 基 对 式 序列 。 nals td Athi —TAC ce - 图 中 ， (加 点 表示 氨 键 ) 为 碱 基 对 。 由 此 可 见 每 一 条 单 链 的 碱 基 序列 能 自动 地 决定 另 一 条 链 碱 基 序列 。 通 常 把 这 种 碱 基 序列 称 为 互补 序列 。 例 如 对 A 而 言 ， 工 即 为 互补 碱 基 。 碱 基 序 列 中 所 具有 的 这 种 互补 性 作为 一 种 最 基本 的 规律 而 在 28 DNAS 4#i], mRNA, DNA 重 组 等 生物 反应 中 发 挥 重要 的 作用 ° CH. — HLN Hole eng 亡 -0.28 NH Ny NN-H---- \ / 腺 O He Hee 1.l1.0m 接 业 HN. 本 C—~C =(0 , 298. SA Fearne hee A \>0.30m= / 二 CH 碱 基 对 - 图 1-5 BBA Cendonuclease) 核酸 CRNA, DNA) 分 解 酶 ， 根 据 其 作用 方式 可 分 为 两 类 ; 一 类 总 称 为 核酸 内 切 酶 ， 顾 名 思 义 是 从 核酸 链 的 中 间 进 行 前 切 。 但 这 种 酶 也 能 分 解 环 状 DNA。 目 前 已 知 的 有 牛 胰 脏 脱 AZ IRM (DNase 1). Pati: AE. SIR. 酸 酶 (RNase A, RNase Ti) $4, B-KEMAGRIP>UE. 是 从 末端 对 核酸 CDNA, RNA) 进行 分 解 。 因 为 核酸 的 链 具 有 5 一 3 的 方向 性 ， 故 从 任何 一 个 末端 均 可 引起 分 解 。 核糖 核酸 CRNA) (ribonucleic acid) 核糖 核酸 是 在 DNA 的 遗传 信息 表达 的 时 候 ， 确 定 构 成 蛋 白质 的 氨基 酸 序列 中 起 主要 作用 的 核酸 。RNA 与 DNA 不 同 的 是 RNA 的 分 子 大 小 和 功能 是 多 种 多 样 的 。 比 如 有 可 阅读 DNA 磊 基 序列 并 进行 遗传 信息 传递 的 信使 RNA (messenger RNA, 29 mRNA)， 还 有 在 分 子 中 具有 与 mRNA 中 的 密码 子 相对 应 的 互 补 碱 基 序 列 的 〈 反 密码 子 anticodon) 转移 了 人 NA (transfer RNA, tRNA) 。 它 具有 把 对 应 于 tRNA 反 密 码 子 的 特定 氮 基 酸 结合 在 RNA 分 子 末端 ， 从 而 把 碱 基 序 列 的 信息 传递 给 氨基 酸 序 列 的 功能 。 此 外 核糖 体 是 氨基 酸 缩合 成 多 肽 的 场所 。 在 核糖 体 的 大 小 亚 基 中 分 别 含有 大 小 各 不 相同 的 rRNA。 这 些 RNA 的 合 成 ， 以 DNA 的 碱 基 序 列 作为 模板 ， 通 过 依赖 DNA 的 RNARS 酶 的 作用 而 实现 。 这 种 RNA 的 合成 过 程 称 为 转 He (transcri- ption) 。 研 究 证 明 ， 在 真 核 生 物 的 细胞 核 中 含有 mRNA 的 前 体 RNA ( 核 不 均 RNA，heterogenous nuclear RNA, hn RNA) 和 sn RNA (小 核 RNA, Small nuclear RNA), hnRNA 经 拼 接 后 ， 于 5“ 末 端 上 结合 成 帽 形 (Cap) 结构 ， 在 3“ 末 端 上 结合 LAERRR (poly A)， 然 后 作为 mRNA 由 核 移 向 细胞 质 ， 在 蛋白 质 合 成 系统 中 传递 遗传 信息 。snRNA 据 推测 多 为 与 hnRNA 的 拼接 有 关 的 分 子 。 已 知 有 把 RNA 作 为 基因 的 病毒 存在 。 这 种 RNA 的 合成 是 FER HRRNABY RNA RAMS THT. MMR Re WENA (retrovirus RNA) RA wists Bele A KE) DNA (cDNA), EMAREDNA, FER PIDNARJRNAR SA BE 的 作用 下 便 可 由 插入 的 DNA 合 成 得 到 病毒 RNA。 RNA 的 分 子 组 成 与 DNA 相 似 ， 是 由 腺 嘎 叭 、 鸟 Bw, i 喀 啶 、 尿 喀 啶 4 种 碱 基 组 成 ， 糖 为 核糖 。 由 核糖 的 3 -羟基 及 相 邻 的 核糖 5“ -羟基 之 间 以 磷酸 二 酷 键 结合 从 而 形成 HE. DNA 通常 是 由 双 链 构成 ， 与 此 相反 ，RNA 一 般 是 单 链 (有 时 弯曲 而 形成 一 部 分 双 链 ) 。 在 tRNA 中 ， 除 4 种 碱 基 外 ， 尚 有 微 量 的 修饰 碱 基 存 在 。 核糖 体 (ribosome) 30 核糖 体 是 细胞 内 的 小 颗粒 ， 是 进行 蛋白 质 生 物 合 成 的 场 所 ， 是 由 rRNA 和 蛋白 质 形 成 的 复杂 复合 物 。 无 论 是 真 核 生 物 还 是 原核 生物 ， 核 糖 体 都 是 由 大 小 不 等 的 两 个 亚 基 构 成 的 。 真 核 生 物 的 核糖 体 由 沉降 系数 为 60S 和 40 S 的 亚 基 构 成 ， 形 成 80S 大 小 的 颗粒 。60S 的 亚 基 由 大 约 40 种 蛋白 质 与 28S、7S 和 5S 等 三 种 RNA 构 成 。40S 的 亚 基 则 由 大 约 30 种 蛋白 质 与 18S RNAW 成 。 原 核 生 物 的 核糖 体 为 70S 大 小 的 颗粒 ， 它 是 由 50S 和 30S 的 亚 基 构成 。 前 者 是 由 34 种 蛋白 质 与 23S、5S RNA 组 成 , 后 者 则 由 21 种 蛋白 质 与 16S RNA 组 成 。 " EES SS, WR RLS OH aR HB AR A BS 存在 。 由 于 核糖 体 是 蛋白 质 合 成 所 必需 的 结构 物 ， 故 在 一 个 大 肠 杆菌 中 约 有 15000 个 这 种 核糖 体 ， 占 细胞 重量 的 25%%。 原核 生物 真 核 生物 KI CABO 70S 80S L NS i tt ie 亚 基 30 S 50 S 40 S 60 S 亚 基 的 蛋白 质 21 种 34 种 30 种 40 种 亚 基 的 RNA 16 S 5 S ,23S | 18S 5S,7S, 28S 核 体 (karyoplast) 当 应 用 细胞 松弛 素 〈cytochalasin) 处 理 培 养 细胞 时 ， 细 胞 内 的 纤细 网 状 结 构 和 便 被 切断 ， 从 而 使 被 细胞 膜 所 覆盖 的 细胞 核 移 位 。 经 离心 分 离 ， 便 可 从 胞 质 体 〈cytoplast) 中 分 离 得 到 被 称 为 核 体 的 物质 。 这 一 操作 方法 称 为 脱 核 。 由 于 核 体 是 被 一 层 薄 薄 的 细胞 质 层 和 细胞 膜 所 包围 ， 因 此 它 与 分 离 核 不 同 ， 可 以 与 其 它 的 细胞 或 者 胞 质 体 进行 融合 。 核 小 体 (nucleosome) an 核 小 体 是 染色 质 的 基本 结构 。1974 年 ， 奥 雷 斯 COlins) 夫妇 用 电子 显微镜 观察 真 核 生物 的 核 内 含 物 时 发 现 ， 沿 着 纤维 有 规则 排列 的 直径 7nm 的 颗粒 结构 物 ， 并 指出 它 就 是 染色 质 的 基本 结构 。 当 时 称 之 为 v- 小 体 ， 其 后 改称 核 小 体 。 核 小 体 是 由 4 种 组 蛋白 (CH2A, H2B, H3, H4) 各 2 分 子 结合 成 的 八 聚 体 〈octamer)， 其 140 个 碱 基 对 的 DNA 盘 绕 1?/， 圈 构 成 核 小 体 核 心 (nucleosome core) ， 而 核心 与 核心 之 间 通 过 平均 为 60 个 碱 基 对 的 DNA 连 结 起 来 。 在 联结 子 DNA 中 结合 有 组 蛋白 H1， 此 部 位 对 核酸 分 解 酶 高 度 敏 感 ， 只 需 经 温和 的 _ 酶 处 理 后 即 可 分 解 成 为 核 小 体 单位 。 在 核 中 ， 连 接 核 小 体 的 念珠 形 结构 弯曲 成 螺旋 状 ， 形 成 螺 RE (solenoid) 结构 ， 然 后 螺 线 管 再 弯曲 而 形成 超 螺 线 管 等 高 级 结构 。 核 型 (karyotype) 记载 一 组 染色 体 的 长 得 、 粗 细 、 着 丝 粒 的 位 置 的 图 示 称 为 核 型。 根据 生物 种 类 的 不 同 ， 染 色 体 的 数目 和 形态 是 各 自 男 定 的 ， 故 通过 核 型 比较 可 进行 分 类 学 上 的 亲缘 关系 推测 。 最 近 ， 由 于 采用 染色 体 显 带 法 ， 这 样 就 能 作出 更 为 准确 的 比较 。 在 培养 细胞 中 ， 由 于 转化 作用 ， 在 多 数 情况 下 核 型 会 发 生 变化 。 此 外 ， 与 正常 组 织 相 比 ， 核 型 发 生变 化 的 细胞 能 更 多 地 显示 出 有 肿瘤 形成 的 可 能 。 核 移植 (nucleus transplantation) 是 指 于 去 核 后 的 未 受精 孵 中 移入 分 化 细胞 核 ， 然 后 ， 使 所 构成 的 卵细胞 正常 发 育 。1952 年 ， 布 里 格 斯 (Briggs) 和 人 金 (King) 在 蛙 的 核 移 植 实验 中 获得 成 功 之 后 ， 格 登 (Gurdon) 进一步 发 展 了 这 一 技术 。 在 动物 胚胎 进行 发 育 时 ， 分 化 细胞 是 否 失去 不 需要 的 基 32 Sh, — HAHEI. An Le ICT EAT 回答 。 即 细胞 分 化 并 非 选 择 性 地 丢失 了 不 需要 的 基因 ， 而 仅仅 是 出 于 必需 的 基因 受到 了 活化 。 此 外 ， 在 卵细胞 的 细 胆 质 中 ， AN/“-A 直 局 细胞 的 术 C2) 人 wpm% 和 革 图 1-6 核 移 植 的 程序 图 可 引起 分 化 了 的 细胞 核 发 生 返 幼 ( 脱 分 化 )， 这 一 发 现 也 提示 ， 其 中 售 有 可 使 胚胎 发 育 再 重复 的 因子 。 格 登 等 人 以 非 HT we REE AS 仁 ) 的 小 肠 上 皮 细 胞 作 为 供 体 进 行 了 核 移植 实 验 。 在 经 紫外 线 照 射 情 使 受 体 的 核 受 到 破坏 、 而 卵细胞 质 仍 正常 的 情 况 下 ， 用 毛细 管 注入 供 体 核 。 发 现在 发 育 中 的 胚胎 细胞 核 内 各 含有 一 个 核 仁 , 它 是 来 自 供 体 。 胚胎 并 非 全 部 都 能 发 育 成 圣 ， 其 中 很 多 是 异常 胚胎 。 随 着 供 体 分 化 的 BG, RES MSR. AMELIE 的 条 件 开展 研究 工作 。 对 小 鼠 等 异种 动物 进行 了 核 移植 试验 。 即 把 丧失 增殖 能 旋 的 小 鼠 的 细胞 核 移植 到 蛙 的 受精 卵 中 后 ， 也 能 合成 PNA。 在 进行 核 移植 法 的 实验 中 可 把 峙 卵 作 为 活 试管 而 加 以 使 用 。 即 把 重组 DNA 注 入 卵 母 细胞 中 ， 基因 就 能 转 录 RNA, 33 后 再 翻译 成 蛋白 质 。 而 当 把 克隆 化 的 DNA 注 入 卵细胞 中 时 ， 便 开 始 复制 DNA。 这 种 方法 是 解释 DNA、RNA 以 及 蛋白 RA 成 调节 机 制 的 很 有 效 的 手段 。 近年 来 也 已 开始 从 不 同 的 角度 对 哺乳 动物 进行 核 移植 的 试 验 研 究 。 =A (melanoma) 黑色 素 瘤 是 在 含 黑 色色 素 组 织 中 发 生 的 一 种 恶性 肿瘤 。 这 种 肿瘤 增殖 速度 很 快 ， 极 易 发 生 转 移 。 这 种 恶性 肿瘤 究竟 是 中 县 叶 性 或 外 胚 叶 性 起 源 ， 目 前 尚 不 清楚 。 fa = KR (constant region) ”” 指 在 免疫 球 蛋白 分 子 中 ， 氨 基 酸 序列 不 发 生变 动 的 区 域 。 红细胞 外 过 法 (融合 注入 法 ，fusion injection) 所 谓 红 细胞 外 壳 法 ， 是 使 红细胞 除去 血红 蛋白 而 成 为 中 空 细胞 〈ghost,， 外 壳 ) ， 然 后 再 往 这 种 中 空 细 胞 中 注入 活性 物质 的 方法 。 在 实验 中 ， 当 需要 往 细 胞 中 注入 不 能 透 过 细胞 跑 的 生 理 活 性 物质 时 常 采 用 此 方法 。 其 操作 程序 是 先 将 红细胞 置 于 低 渗 液 中 进行 透析 ， 使 血红 蛋白 从 红细胞 中 桥 出 ， 此 即 所 谓 的 红细胞 中 空 细 胞 制备 ， 些 时 ， 往 透析 管 中 加 入 和 欲 注 入 的 活性 物 质 。 于 是 活性 物质 便 取 代 迎 红 和 蛋白 而 进入 红细胞 内 。 然 后 ， 于 等 渗 液 中 进行 透析 ， 则 红细胞 的 细胞 膜 归 复 原状 ， 注 入 的 活性 声 质 便 被 封存 在 细胞 内 。 最 后 可 采用 仙人 台 病 毒 对 制备 好 的 外 壳 细胞 与 旦 的 细胞 进行 融合 。 人 、 独 及 豚鼠 等 哺乳 类 动物 的 红细胞 不 含有 细胞 核 及 线 粒 体 等 细胞 器 ， 而 且 蛋 白质 分 解 酶 和 DNA, RNA 分 解 酶 的 活性 也 非常 低 ， 故 被 封存 在 外 壳 细 胞 内 的 物质 是 相当 稳定 的 。 这 种 方法 是 由 古 泽 满 等 在 1974 年 研究 开发 成 功 的 。 互补 链 (complementai strand) 34 双 链 DNA 的 碱 基 序 列 ， 如 果 一 条 链 的 碱 基 排 列 已 被 确定 下 来 ， 则 另 一 条 链 的 碱 基 序列 就 将 按照 碱 基 配对 的 法 则 《〈A 和 T，G 和 C 组 成 碱 基 对 ) 自动 地 得 到 确定 。 具 有 这 种 碱 基 序 列 的 双 链 为 互补 结构 。 由 于 RNA 是 以 DNA 的 一 条 链 为 模板 合成 的 ， 因 此 ， 其 碱 基 序列 常 与 DNA 的 一 条 链 构 成 互补 。 由 于 这 种 互补 关系 ， 故 通常 以 + 链 和 -链表 示 DNA 的 双 链 。 例 如 ， 把 mRNA 的 碱 基 序 列 当做 + 链 ， 则 表明 是 HH DNA 的 - 链 作为 模板 进行 合成 的 。 把 具有 转录 信息 的 DNA 链 称 为 有 意义 链 (Sense Strand), 基因 的 复制 、 转 录 、 翻 译 的 反应 均 取 决 于 这 种 碱 基 序 列 的 互补 性 。 互补 DNA( 反 向 转录 DNA, complementary DNA, cDNA) 是 通过 反 转 录 酶 的 作用 ， 以 RNA 作 为 模板 合成 的 DNA, 由 于 它 具 有 与 RNA 的 碱 基 序 列 互补 的 碱 基 序 列 ， 故 称 为 互补 DNA。 在 试管 中 ， 由 真 核 生 物 的 mRNA 合成 cDNA， 把 这 个 cDNA 连接 在 适当 的 载体 上 ， 在 大 肠 杆 菌 等 细胞 中 进行 克 隆 ， 就 可 用 于 基因 工程 中 。 此 外 ， 逆 转 病毒 RNA 经 感染 后， 于 细 胞 内 形成 的 cDNA 可 反 入 于 细胞 核 的 DNA 中 。 回复 突变 (reverse mutation) 回复 突变 是 指 把 突变 株 回 复 为 野生 型 或 与 野生 型 相近 的 表 现 型 突变 。 其 表现 形式 有 二 : 一 是 最 初 的 突变 基因 再 次 发 生 突 变 ， 又 恢复 成 原来 的 基因 ; 二 是 突变 基因 部 位 的 一 部 分 发 生变 异 ， 结 果 又 回复 为 野生 型 的 表现 型 。 最 初 的 突变 基因 保持 原 状 ， 而 与 其 相 异 的 位 置 则 又 发 生 一 次 突变 ， 前 者 受到 后 者 的 抑 制 ， 外 观 呈 现 野 生 型 的 表现 型 , 称 为 抑制 突变 (SupPression) 。 当 突变 基因 并 不 显示 完全 回复 的 情况 下 ， 可 以 认为 是 缺失 突 变 。 35 回 文 结 构 (palindrome) 在 DNA 碱 基 序列 中 ， 以 某 一 处 为 轴 ， 其 碱 基 的 排列 形成 WUE tre Xt FREE HY (two fold rotational symmetry) Ay KR, 些 即 称 为 回 文 结构 。 在 一 般 情 况 下 ， 碱 基 序列 无 论 是 从 左 开始 读 ， 还 是 从 右 开始 读 均 为 相同 的 顺序 。 形 成 双 螺旋 对 称 的 双 链 DNA， 无 论 转录 哪 一 条 链 均 可 形成 完全 相同 的 碱 基 序列 mRNA, 把 部 分 具有 这 种 结构 的 双 链 DNA， 一 条 链 使 之 变性 ， 另 一 条 链 再 生 ， 则 仅 在 回 文 结 构 部 分 发 生 对 接 而 形成 双 链 的 发 夹 结 构 。 在 细胞 中 ， 具 有 回 文 结 构 的 双 链 也 有 以 各 自 的 链 形成 发 夹 结构 。 因 此 认为 ， 双 链 在 该 区 域 可 能 呈 十 字 结 构 。 这 种 回 文 结构 存 在 于 DNA 复 制 开 始 所 必需 的 区 域 及 与 转 乳糖 操纵 基因 区 域 的 部 分 碱 基 序 列 5' ------ TGGIAATTGTIGIAIGICIGIGJAIT|A[ACAATT |----- 3 3 ----- ACCITTAACAICITICIGIC|C|TIA|T|TGTTAA | ----- 5 ip) 以 ,为 中 心 形成 旋转 对 称 S> SAG PIO 口中 大 OP 4 RODE alee Py HR Eco RIP GRUBER: i Ae | Al IT S----TGG -*--- 3 ¥ GARTIC--- PE saat (Cie ee 5 3° == hen aa < 一 一 «-- Ta TA TI IA 和 is 以 .为 中 心 形 成 旋转 对 称 TA C G foie + 表示 切断 位 点 TVA Cc. T GC C 图 1-7 SCT RA FE 36 录 有 关 的 操纵 基因 的 碱 基 序 列 忠 。 这 一 现象 可 以 看 作 是 ， 回 文 结构 对 于 与 DNA 相 结合 的 蛋白 质 具 有 显示 结合 部 位 的 标记 作用 。 已 知 ， 基 因 操 作 中 使 用 的 许多 限制 性 内 切 酶 ， 它 们 识别 的 DNA 切 断 部 分 同样 也 是 回 文 结构 。 活性 染色 质 (active chromatin) 染色 质 是 真 核 生 物 的 DNA 和 核 蛋 白质 、RNA 等 的 复合 体 ， 其 中 能 够 进行 RNA 合 成 (HR) 的 部 分 称 为 活性 染色 质 ， 其 它 部 分 则 称 为 非 活 性 染色 质 。 采 用 各 种 不 同方 法 ， 把 分 离 出 来 的 核 加 以 破碎 和 分 离 , 把 各 分 离 部 位 的 染色 质 作为 模板 进行 了 NA 合成 活性 比较 ， 可 以 确定 各 种 染色 质 中 的 活性 染色 质 。 活 性 染 色 质 一 般 易 被 核酸 分 解 酶 所 分 解 ， 且 呈 分 散 状 态 存在 ， 而 无 活 性 染色 质 则 较为 凝聚 且 不 易 分 解 。 震 格 内 斯 盒子 (Hogness box) 霍 格 内 斯 盒子 亦 称 TATA 盒 子 ， 是 指 当真 核 生物 的 mRNA 转录 时 ，RNA 聚 合 酶 工 在 识别 结合 的 DNA 区 域 〈 局 动 区 ) 中 所 发 现 的 碱 基 序列 。RNA 自 第 1 号 碱 基 开始 进行 转录 , 转录 的 反 方 癌 一 侧 用 负 号 表示 。 以 - 30 号 为 中 心 , 大 多 表现 为 TATAAA 碱 基 序 列 。 霍 格 内 斯 指出 该 碱 基 序 列 与 转录 开始 功能 有 关 ， 故 称 之 为 霍 格 内 斯 盒子 。 基因 (gene) 基因 是 决定 遗传 信息 的 一 种 结构 单位 。 自 从 备 德 尔 (1822 一 1884) 进行 竞 豆 杂交 实验 以 来 ， 就 已 知道 有 决定 遗传 性 状 的 因 子 存在 ， 这 种 遗传 因子 不 为 重组 所 分 制 ， 并 且 是 具有 能 进行 复 制 的 作用 单位 。 随 着 分 子 遗 传 学 的 发 展 ， 基 因 精 细 结 构 的 分 析 也 取得 进展 , 并 采用 化 学 方法 对 基因 的 物质 实体 进行 研究 探讨 。 现在 已 经 立 明 基因 就 是 DNA 分 子 ， 即 DNA 分 子 上 的 碱 基 序列 37 基 已 经 知道 有 部 分 生物 是 把 了 NA 作为 基因 〈 如 烟草 花 叶 病 病 毒 等 植物 病毒 及 闭 转 病毒 等 动物 病毒 ) ] 。 DNA 的 碱 基 序 列 对 每 种 基因 都 是 特异 的 ， 这 样 就 形成 了 遗传 信息 。 通 过 遗传 信息 决定 氨基 酸 序列 ， 从 而 决定 着 蛋白 质 揭 结 构 。 在 大 肠 杆菌 等 原核 细胞 中 ， 基 因 就 是 DNA 分 子 本 身 ， 但 在 真 核 细胞 中 则 大 部 分 形成 染色 质 CDNA 与 组 蛋白 等 蛋白 质 形成 的 复合 体 ) ， 称 之 为 染色 体 基 因 或 者 核 基 因 。 此 外 , war 在 于 细 脆 质 中 者 ， 称 之 为 细胞 质 基 因 或 者 核 外 基因 等 等 。 如 果 是 原核 细胞 ， 则 把 细胞 质 中 的 小 型 DNA 称 为 质粒 。 把 与 蛋白 质 合 成 的 控制 机 制 有 关 的 ， 能 决定 蛋白 质 分 子 结 构 ( 组 成 氨基 酸 的 序列 一 一 蛋白 质 的 一 级 竺 构 ) 的 基因 称 为 核 蛋 白质 的 结构 基因 。 把 制造 调节 结构 基因 表达 的 物质 的 基因 称 为 调节 基因 。 结构 基因 可 以 认为 是 DNA 上 的 一 串 碱 基 序 列 。 但 是 ， 在 真 核 细胞 中 发 现 ， 在 DNA 上 含有 跳跃 而 不 相连 的 碱 基 序 列 〈 外 显 +, AGT). #ABS (gene duplication) 指 两 个 或 者 两 个 以 上 的 相同 基因 处 于 一 个 基 因 组 (geno- me) 上 。 相 同 基因 的 邻 位 连接 称 为 衔接 重复 (tandem dup- lication) 。 已 知 在 各 种 生物 中 的 rRNA 基因 ， 通 过 多 次 重复 而 成 为 重复 结构 。 此 外 ，tRNA 的 基因 发 生 重复 的 例子 也 很 多 。 具 有 多 数 相同 基因 的 这 一 事实 ， 不 仅 可 用 以 制造 大 量 的 基因 产 物 ， 提 高 生物 的 适应 能 力 ， 并 且 通 过 不 等 交换 使 相同 碱 基 序 列 间 发 生 重组 ， 对 整个 基因 组 产生 影响 ， 从 而 成 为 生物 进化 的 一 个 重要 原因 。 戎 因 重 组 (gene recombination) 转化 、 转 导 、 接 合 RED 以 及 细胞 融合 等 ， 从 遗传 学 观 38 点 看 ， 在 多 数 情 况 下 是 由 于 在 细胞 中 发 生 了 基因 重组 的 缘故 。 基因 重组 是 细胞 内 的 一 种 普遍 现象 ， 但 现在 则 多 指 在 试管 中 把 目的 DNA 片 段 与 其 它 的 DNA 相 连接 的 一 种 现象 基因 重组 这 一 操作 技术 之 所 以 能 够 变 为 现实 ， 与 各 种 限制 性 内 切 枉 、DNA ERMAN RE. SRAM PARA (phage vector) 知 识 的 积累 以 及 转化 方法 的 开发 等 分 子 遗 传 学 方面 的 许多 成 果 的 结 合 和 应 用 密切 相关 。 目前 对 生物 中 自然 发 生 的 基因 重组 反应 还 没有 完全 搞 清 ， 但 对 试管 中 的 反应 则 基本 上 可 以 被 控制 ， 已 经 能 够 做 到 把 任何 一 个 DNA 片 段 〈 所 需要 的 遗传 信息 ) 同 任何 一 个 其 它 的 DNA 连接 起 来 〈 和 嵌 合 体 DNA) 。 利 用 这 一 技术 已 经 能 够 把 人 的 于 扰 素 (interferon) 及 生长 激素 通过 大 肠 杆 菌 进行 生产 (遗传 EA). rare BALE (genetic engineering) | 把 从 细胞 中 分 离 出 来 的 基因 〈 遗 传 信息 分 子 DNA) ， 经 纯 化 (cloning, 克隆 化 ) 后 直接 使 用 ， 或 用 化 学 物质 、 或 用 酶 人 为 地 使 之 发 生变 化 ， 形 成 新 的 遗传 信息 ， 然 后 再 将 其 引入 到 细胞 中 ， 得 到 具有 新 遗传 信息 的 细胞 ， 以 此 为 目的 而 进行 的 技 术 操 作 称 为 基因 工程 。 例 如 ， 从 具有 固氮 能 力 的 细菌 中 取出 与 固氮 有 关 的 基因 〈 群 )， 再 将 其 引入 到 植物 细胞 中 , 以 获得 能 够 直接 利用 氮 的 植物 。 当 然 ， 基 因 工 程 并 不 是 一 种 单纯 的 应 用 科 学 。 如 利用 克隆 化 DNA 片 段 ， 以 便 更 详尽 地 探讨 基因 结构 及 其 功能 作用 ， 或 阐明 其 调节 机 制 ， 则 是 一 个 重要 的 基 础 研究 课 题 。 基 因 工 程 因 是 直接 对 基因 进行 处 理 ， 故 有 时 也 称 之 为 基因 操作 。 基因 剂量 效应 (effect of gene dosage) 基因 剂量 效应 ， 通 常 是 指 由 于 某 基 因 型 的 等 位 基因 的 数目 39 Bg 2s MRA AIK. GX PMR AY RE HRT He 8 数 性 。 最 近 ， 已 能 够 把 特定 的 基因 与 质粒 连接 ， 并 将 其 引入 至 细 胞 中 ， 从 而 使 特定 基因 的 数量 增加 。 这 一 方法 已 被 应 用 于 增加 该 基因 产物 数量 的 实验 中 。 EAP (gene amplification) 基因 扩 增 是 指 在 一 定 条 件 下 ， 把 特定 的 基因 HH MAK 量 复 制 的 现象 。 @ 高 等 生物 为 了 表达 在 特定 发 育 期 中 的 某 一 特定 性 状 ， 决定 该 种 性 状 的 基因 数 便 会 大 幅度 增加 。 常 见 的 例子 如 非洲 爪 WS (xenopus laevis) 的 卵 母 细胞 中 的 rRNA 基因 ， 比 体 细 胞 的 数量 约 大 1506 倍 。 @) 在 动物 的 培养 细胞 中 ， 对 双 氧 叶酸 还 原 酶 CDHEFR) 的 抑制 剂 甲 氨 唆 叭 (methotrexate) RAMA HAM, CME DHEFR 基 因 增 加 达 1000 个 拷贝 (copy) ， 已 使 用 于 对 基因 扩 增 机 制 的 分 析 等 。 @ 在 细菌 中 ， 已 知 有 质粒 数 〈 找 贝 数 ) 增加 的 现象 。 基 因 扩 增 的 这 一 形式 ， 可 被 用 来 增加 目的 基因 的 产量 等 等 GEA 剂量 效应 ) 。 基因 连锁 (gene linkage) 通过 遗传 ， 使 两 种 或 两 种 以 上 的 性 状 相互 伴随 而 遗传 的 现 象 ， 称 之 为 基因 连锁 。 基 因 连 锁 是 摩尔 根 在 进行 果 蝇 的 研究 时 发 现 的 。 这 是 某 一 性 状 的 基因 存在 于 同一 染色 体 上 而 产生 的 一 种 现象 。 因 此 染色 体 数 决定 了 连锁 群 数 。 此 外 ， 两 个 基因 即使 在 相同 的 连锁 群 〈 染 色 体 ) 上 ， 但 由 于 发 生 基因 重组 ， 连 锁 也 会 被 切断 。 连 锁 的 程度 与 两 个 基因 的 距离 成 反比 。 在 原核 生物 中 ， 由 一 条 DNA 链 形成 染色 体 ， 所 有 的 基因 均 属 于 一 个 连锁 40 群 。 但 是 ， 如 果 DNA 链 被 切断 ， 则 在 两 个 基因 之 间 便 会 失去 连锁 。 因 此 ， 如 果 两 个 基因 有 连锁 ， 即 意味 着 两 个 基因 的 距离 比较 近 。 SARE (deletion) 过 去 ， 在 染色 体 水 平 上 的 研究 中 已 经 知道 ， 染 色 体 有 失去 部 分 的 现象 ， 这 称 之 为 染色 体 缺 失 。 现 在 大 多 指 在 DNA 分 子 水 平 上 发 生 的 现象 。 基 因 缺 失 是 在 DNA 分 子 上 某 一 部 分 丧失 。 一 ” 般 在 DNA 分 子 的 各 个 部 分 都 能 发 生 这 种 现象 。 其 结果 导致 DNA 碱 基 序 列 发 生 改 变 ， 不 少 形成 突变 体 。 这 种 突变 与 其 它 原因 引 起 的 突变 不 同 的 是 很 少 产 生 恢 复 突变 ， 故 极 易 加 以 区 别 。 发 生 缺 失 的 分 子 机 制 目前 还 有 许多 地 方 不 够 清楚 。 可 能 是 由 于 DNA 复 制 错误 所 引起 的 ， 也 可 能 是 由 相隔 一 定 距 离 而 存在 的 相 同 碱 基 序列 之 间 的 连接 发 生 改 变 而 引起 的 等 等 。 在 免疫 球 蛋 白 (imnunoglobuiin) 基因 上 观察 到 的 类 型 开关 (class switch) 也 是 一 种 缺失 现象 。 但 与 其 说 这 种 现象 是 突变 ， 还 不 如 说 是 在 DNA 碱 基 序 列 中 不 需要 部 分 被 清除 ， 而 使 之 产生 多 种 遗传 信息 的 一 种 机 制 更 为 贴切 。 基因 图 (gene map) 过 去 基因 图 主要 用 以 表示 基因 内 突变 点 的 位 置 。 但 是 现 在 ， 则 与 遗传 学 图 〈genetic map) , 即 表 示 桨 色 体 上 基因 位 置 图 在 相同 意义 的 范畴 内 被 使 有 用。 此外， 也 有 把 染色 体 图 称 为 基 因 图 的 ， 而 且 都 是 利用 个 体 间 或 细胞 间 的 杂交 、 重 组 等 基因 交 换 实 验 求 出 基因 间 的 相对 臣 离 ， 并 以 此 为 基础 作为 表达 基因 位 置 和 排列 顺序 的 图 谱 。 现 在 ， 病 毒 、 吹 菌 体 、 大 肠 杆 菌 、 沙 门 氏 菌 、 枯 草 杆菌 等 细菌 ， 粗 糙 脉 匈 世 等 菌 类 以 及 从 时 蝇 等 直至 小 鼠 和 人 ， 均 已 绘制 了 许多 基因 图 。 AXE (gene library, gene bank) 41 为 进行 基因 结构 、 功 能 的 研究 而 把 构成 染色 体 的 DNA CE 特 核 细胞 中 ， 染 色 体 =DNA) ， 用 各 种 限制 性 内 切 酶 切割 成 适 当 大 小 的 片段 ， 使 之 与 载体 DNA 相 连接 , 进行 增殖 从 而 形 成 各 种 DNA 片 段 的 克隆 。 例 如 ， 现 在 已 经 知道 果 蝇 (drosophila) 和 人 的 基因 文库 。 实 际 上 在 用 于 研究 时 ， 须 从 为 数 众 多 的 DNA 片段 的 克隆 中 ， 把 目的 基因 的 片段 挑选 出 来 。 这 样 并 非 一 开始 就 能 针对 性 地 把 DNA 片 段 加 工 成 目的 基因 。 可 以 说 ,开始 加 工 制备 DNA 片 段 时 是 盲目 的 ， 然 后 才能 从 中 寻找 出 目的 基因 ， 故 称 此 种 方法 为 散 弹 枪 式 死 隆 化 (shot gum cloning) 。 当 采 用 某 一 种 限制 性 内 切 酶 进行 切割 片段 化 时 ， 有 把 基因 本 身 切 断 的 危险 。 因 此 ， 可 根据 剪接 的 不 同 目的 ， 有 必要 建立 起 用 其 它 限制 性 内 切 酶 切割 片断 化 的 DNA 克 隆 库 。 基因 组 克隆 (genomic clone) 指 把 细胞 基因 结构 原样 的 DNA 取 出 后 ， 再 使 之 与 适当 的 质 粒 连接 克隆 化 产物 。 在 真 核 生物 中 ， 常 采用 由 mRNA 形成 的 cDNA 进行 克隆 化 ， 但 由 于 mRNA 已 除去 内 含 子 ， 且 对 在 3/ 永 端 上 连接 的 多 腺 苷 酸 已 经 过 加 工 处 理 ， 故 与 原 有 基因 组 的 DNA 结构 有 所 不 同 。 所 以 ， 对 具有 基因 组 结构 而 被 克隆 化 的 物质 ， 特 称 之 为 基因 组 DNA。 We (hormon) 激素 为 体内 的 特定 器 官 一 一 内 分 沁 腺 所 合成 。 内 分 泌 腺 受 到 刺激 后 便 开 始 分 泌 激素 ， 通 过 血液 到 达 身 体 的 其 它 器 官 〈 况 器 官 ) 、 激 素 是 维持 身体 功能 所 必需 的 化 合 物 ， 这 种 化 合 DE 细胞 内 不 是 作为 代谢 的 克 物 ， 而 是 作为 一 种 调节 因子 发 挥 作 用 。 激 素 在 极 微量 的 情况 下 就 能 产生 作用 效果 。 通 常 ， 类 省 醇 类 激素 能 与 细胞 质 内 的 受 体形 成 复合 物 ， 与 核 内 染色 质 的 特定 部 位 相 结合 ， 能 提高 该 区 域 的 转录 活性 , 引发 新 的 蛋白 质 合 成 。 42 Lb, AR WOR 5 HI RETREAT A, AB See Ray cAMP 的 浓度 发 生变 化 。 缺 少 激素 能 引起 机 体 发 生 特定 疾病 的 症状 ， 而 当 给 予 激素 后 ， 便 会 使 之 恢复 正常 。 近年 来 ， 随 着 机 体 的 很 多 反应 已 被 阐明 ， 故 已 经 知道 在 机 体内 含有 不 通过 血液 的 机 体 调 节 因 子 。 如 神经 传递 物质 和 神经 分 泌 物 质 等 等 。 此 外 ， 由 于 组 织 培 养 技术 的 发 展 而 发 现 的 生长 促进 因子 ， 与 激素 到 底 有 什么 区 别 ， 意 见 极 不 一 致 ， 但 对 古典 激素 的 含义 无 疑 应 该 予以 扩大 。 PAZ Ae (teratocarcinoma) . Wag JE A YS A a a AR > 1 i 9 2 ag HZ 2 fa) By 7 PE Fee AA Bea AE A 9 2a ta yz A 1 2 性 ， 在 肿瘤 组 织 内 ， 能 使 神经 、 皮 肤 、 肌 肉 、 血 球 、 上 骨骼 等 的 细胞 分 化 而 形成 组 织 。 分 化 的 组 织 不 显示 正常 排列 而 产生 畸变 。 此 外 ， 胚 胎 性 肿瘤 细胞 不 受 正常 胚胎 那样 的 控制 而 自行 分 裂 、 增殖 ， 因 而 只 要 有 这 种 细胞 存在 ， 就 会 出 现 恶 性 肿瘤 性 质 。 反 之 ， 不 含 豚 胎 性 肿瘤 细胞 ， 完 全 由 分 化 细胞 形成 的 肿瘤 是 良性 . 的 ， 称 为 良性 畸 胎 瘤 。 豚 胎 性 肿瘤 细胞 具有 胚胎 细胞 和 肿瘤 细胞 的 二 重 性 。 因 此 ， 它 是 发 育 生物 学 和 肿瘤 学 的 最 理想 研究 材料 。 最 近 ， 通 过 把 初 期 胚胎 或 肘 胎 的 生殖 原 基 移植 到 成 熟 小 鼠 的 子宫 内 或 精 集 中 ， 可 以 人 为 地 诱发 畸形 肿瘤 。 此 外， 把 畸形 肿 瘤 细 胞 注入 到 正常 ADR ea, DREHER AZ) (chimera mouse) fy 实验 正在 进行 中 。 加 工 (processing) 是 指 生 物 合 成 蛋白 质 和 RNA 时 ， 通 常 合成 的 产物 要 比 实 际 上 起 作用 的 蛋白 质 和 RNA 的 分 子 大 ， 接 着 再 经 加 工 才 能 变 成 活 性 分 子 、 这 一 过 程 一 般 叫 加 工 。 例 如 胰岛 素 生 成 ， 最 初生 成 的 et 43 是 前 胰岛 素 原 (preproinsulin) ， 继 而 将 记号 肽 切 下 ， 转 变 成 胰岛 素 原 〈proinsulin) ， 然 后 经 蛋白 质 分 解 酶 的 作用 ， 除 去 一 部 分 肽 后 才 变 成 胰岛 素 。 至 于 真 核 生物 ， 其 mRNA 的 生成 顺序 WW de. 首先 生成 长 10 倍 的 前 体 RNA (ChnRNA) ， 在 细胞 核 中 经 一 次 切断 后 ， 再 切 下 内 含 子 (拼接 ) ， 进 而 在 5 末端 上 进行 帽 段 结合 ， 最 后 在 3“ 末 端 上 与 多 聚 腺 苷 酸 结 合 〈 约 连接 200 个 A)， 生成 mRNA。 假 基因 (pseudogene) 假 基因 是 在 真 核 生 物 的 基因 中 ， 与 已 经 确定 结构 的 碱 基 序 列 非 常 相 似 ， 但 不 具有 作为 基因 功能 的 区 域 。 有 时 ， 基 因 会 失 去 其 具 特 征 的 内 含 子 。 或 者 相反 ， 把 真 核 生物 mRNA 成 熟 过 程 中 应 该 附加 的 腺 嗓 叭 碱 基 链 Cpoly A) 却 接 到 基因 的 端 部 。 这 种 失去 本 来 应 该 有 的 序列 、 连 接 不 应 该 含有 的 多 聚 腺 苷 酸 的 假 基因 结构 ， 如 同 mRNA, 通过 反 转 录 酶 的 作用 形成 DNA 拷 贝 ， 好 象 重组 DNA 。 虽 然 这 种 假 基 因 具 有 与 真 基因 极为 相似 的 碱 基 序列 , 但 是 还 是 不 一 样 的 。 也 有 人 认为 , 假 基 因 是 基因 复制 后 ， 由 于 碱 基 序列 的 变化 ， 而 失去 基因 功能 的 一 种 结 梅 。 ASB (meiosis) 减 数 分 裂 是 指 细胞 经 第 一 次 DNA 合 成 之 后 ， 继 之 便 发 生 二 次 核 分 裂 ， 产 生 染 色 体 数目 减 半 的 4 个 子 细 胞 。 减 数 分 裂 也 称 还 原 分 裂 。 在 所 有 有 性 生殖 生物 中 ， 在 形成 生殖 细胞 〈 配 子 ) 时 ， 均 可 发 生 减 数 分 裂 。 而 在 高 等 植物 中 ， 当 形成 花粉 和 抱 子 时 也 会 发 生 减 数 分裂 。 在 体 细 胞 分 裂 中 ， 来 自 双 亲 的 同 源 染 色 体 独立 行动 ， 与 此 相反 ， 在 减 数 分 裂 中 它们 则 互相 配对 CB RRS 丝 复合 物 ， Synaptonemal complex) 。 在 第 一 次 分 裂 前 期 , 同 源 染 色 体 之 加 有 时 会 通过 交换 (cross over) 而 发 生 基因 重组 。 其 后 , 同 源 染 44 色 体 彼此 分 离 而 进入 子 细 胞 ， 开 始 第 二 次 分 裂 。 由 于 减 数 分 裂 ， 使 生殖 细胞 之 间 的 基因 组 成 变 得 十 分 富 于 变化 。 在 发 生 联 会 和 交叉 期 内 ， 在 全 部 DNA 中 约 有 不 到 1% 的 DNA 被 复制 。 这 些 DNA 是 高 频 重复 序列 或 者 中 等 程度 重 复 序 列 ， 据 推测 ， 它 们 对 减 数 分 裂 可 能 具有 特殊 功能 。 fBMR (transvertion) Ba ZE PA IE TE DNA SE AY OBE TP, RE DE BER BE BF Se, BGR Da Ek Bee ee a Er BS FB ET AY ENT PRA. AST SEC 1G, 4 eG. G:C=Tia,. TiAe =A Taree 颠 换 的 产生 频率 比 转换 的 产生 频率 要 低 一 些 ， 而 且 自然 恢 复 的 频率 也 较 低 。 碱 基 转换 (transition) 碱 基 转 换 是 构成 双 链 DNA 碱 基 对 的 一 种 转换 形式 ， 或 指 一 种 喀 喧 碱 基 〈 例 如 胸腺 喀 喧 ) 被 另 一 种 喀 啶 碱 基 (例如 胞 喀 院 ) 所 置换 ， 或 指 蛙 叭 碱 基 〈 例 如 腺 味 叭 ) RAERRRME Hl SEY) 所 置换 。 BRU, AA ARREAST==Gi:C, TIAS—=CeEG 等 四 种 变换 形式 。 这 种 变换 形式 也 能 自然 地 发 生 。 但 在 DNA 复 制 时 ， 或 者 可 以 加 入 碱 基 类 似 物 ， 人 为 地 制造 碱 基 对 以 使 在 进 一 步 复 制 时 诱发 碱 基 转 换 ， 或 者 也 可 把 DNA 直 接 用 亚 硝 酸 处 理 而 加 以 诱导 。 效 细 胞 (plasma cell) 浆 细 胞 也 称 原 生 质 细胞 ， 是 指 也 淋巴 细胞 由 于 工 淋巴 细胞 和 抗原 等 的 刺激 而 分 化 、 增 殖 ， 形 成 能 旺盛 地 合成 、 分 泌 特 殊 Y-FREA 〈IgG 或 EA、IgE) 的 细胞 。 把 这 种 分 化 细胞 叫做 浆 细胞 。 开 始 分 化 前 的 也 细胞 称 为 抗体 产生 前 细胞 。 浆 细胞 是 在 45 分 化 过 程 尚未 判明 之 前 ， 与 淋巴 细胞 在 形态 学 上 加 以 区 别 而 采 用 的 一 种 术语 。 结构 基因 (structural gene) ”具有 决定 蛋白 质 氮 基 酸 排列 顺序 的 遗传 信息 的 基因 ， 称 为 结构 基因 。 现 在 ， 大 多 指 具 有 决定 核糖 体 RNA (rRNA) 、 转 运 RNA (tRNA) 等 碱 基 序 列 的 信息 基因 。 与 此 相对 应 ， 与 其 它 基因 人 性 质 的 表达 有 关 的 基因 称 为 调节 基因 。 如 调节 基因 与 RNA 育 合 酶 的 接合 区 域 〈 局 动 区 ) 、 以 及 阻 遏 物 附着 部 位 〈 操 纵 基 因 ) 都 有 关系 。 接合 体 片 段 (adaptor fragment) 在 进行 基因 重组 实验 时 ， 为 了 切 出 目的 基因 采用 任意 的 限 制 性 内 切 酶 进行 切割 而 获得 的 DNA 片 段 ， 称 为 接合 钵 片段 。 这 是 一 种 含有 多 种 常用 限制 性 内 切 酶 的 切割 部 位 的 DNA 片 有 段 一 一 自 质粒 PSCI101 切 下 的 片段 。 在 这 个 片段 中 依次 排列 着 瓦 ?zad 下 、 Bam HI 和 3aj I 的 切断 区 段 。 当 要 把 欲 擂 入 的 DNA 片 断 A KR «BH EcoRI 变 换 为 豆 yMd 下 或 Ba HI, Sal I, WE x 个 接 人 台 体 与 上 述 DNA 片 段 结 合 ， 然 后 用 一 定 的 酶 加 以 切断 ， 就 可 获得 目的 DNA 睫 段 。 最 近 ， 含 有 限制 性 内 切 酶 切断 部 位 的 核 苷 酸 序列 的 低 聚 核 背 酸 联结 子 〈oligonucleotide linker) 已 被 人 工 合 成 成 功 。 并 7s oe A (en EcoRI + Sal! +SallI (en “com ie Sty 图 1-8 PS Finan EcoRI 46 有 多 种 上 市 供应 ， 末 端 变换 方便 的 质粒 PUC 系 列 也 已 开发 成 功 ， 因 此 使 用 接合 体 已 显得 落后 。 接合 质粒 (conjugated plasmid) 接合 质粒 是 指 不 同 来 源 的 两 个 质粒 结合 而 成 的 复合 质粒 。 质粒 作为 一 个 增殖 单位 可 以 称 为 复制 子 (replieon) ， 因 此 复合 质粒 也 可 以 称 为 复合 复制 子 。 把 人 喉 菌 体 DNA 和 质粒 连接 起 来 的 柯 斯 质粒 也 属 接合 质粒 。 当 将 与 质粒 DNA 复 制 相关 的 基因 结 构 进 行 分 析 时 ， 可 以 看 到 它 是 利用 了 质粒 的 复制 系统 ， 而 且 又 能 进行 与 这 复制 有 关 的 突变 结构 及 其 基因 产物 的 分 析 。 符合 体质 粒 ， 杂 种 质粒 ， 复 合 复制 子 ， 杂 交 质 粒 也 可 以 在 同样 意义 上 使 用 。 接触 抑制 (contact inhibition) 接触 抑制 是 指 培养 细胞 的 运动 与 其 它 细胞 接触 后 而 受到 抑 制 的 一 种 现象 。1954 年 ， 由 艾 伯 克 龙 LK (Aberchrombie) 等 首先 发 现 。 亚 性 化 细胞 或 者 转化 细胞 ， 与 正常 细胞 相 比 ， 其 接 触 抑制 就 较 低 , 故 这 一 现象 可 用 作 区 分 这 两 种 细胞 的 指标 之 一 。 FLEA, A (狭义 的 ) 运动 接触 抑制 和 (广义 的 ) 增殖 接触 抑制 之 分 。 前 者 是 指 细胞 运动 由 于 与 其 它 细 胞 接触 而 Za Rix ABA. Sli, IER RAEI, AAAS 动 由 于 与 其 它 细 胞 接触 而 受到 限制 ， 因 此 呈现 具有 一 定 方 问 性 的 排列 ， 而 转化 的 成 纤维 细胞 ， 由 于 失去 了 这 一 限制 ， 因 此 呈 现 多 方向 性 的 互相 堆积 成 十 字 排 列 (criss cross) 。 对 后 者 也 可 以 称 为 细胞 过 密 性 抑制 (density dependent inhibition) 。 对 于 正常 细胞 ， 当 进行 单 层 培养 时 ， 在 一 定 面积 内 细胞 的 密度 增加 ， 则 增殖 受到 抑制 。 而 对 于 转化 细胞 ， 细 胞 间 的 接触 增加 则 发 生 堆 积 Cpile up)， 此 时 在 单 层 的 细胞 片 上 ， 可 观察 到 多 层 的 细胞 团 Cocus) 形成 的 岛 状 体 。 ocala enim aa 47 yi 62°F BORA. FROPAR. XH ARE S| ie AH AE PY REBE, ST Te BURR BE a Be A TD Hd AR, EIS RA 鼠 胚 胎 的 成 纤维 细胞 株 NIH3T3，BALB3T3 和 C3H10T1/2 等 实验 材料 。 BW eR ERR Bik (polyacrylamide gel electrophoresis) RA GREER KE BS. ERM ERA. BRB 的 一 种 方法 。1959 年 由 美国 的 雷 蒙 德 (Raymond) 首先 提出 用 丙烯 酰胺 的 聚合 体 一 一 聚 丙 燃 栈 腕 作为 支持 物 的 电泳 ， 之 后 此 方法 便 获 迅 速 推广 应 用 。 该 法 的 主要 优点 是 ， 中 合成 聚合 物 ， 故 重复 性 良好 @ 分 离 能 力 好 ; @ 通过 增 减 丙烯 酰胺 单 体 和 交 联 剂 C(N,， N“- 甲 叉 双 丙烯 BEHR=N, N’-methylenebisacrylamide) 的 浓度 ， 可 以 调节 凝 胶 的 孔径 大 小 ; @® ”操作 简便 、 时 间 短 ; © :化 学 性 质 稳定 、 机 械 性 能 好 ， 柔 软 ， © 在 酸性 或 碱 性 缓冲 液 中 均 可 进行 电泳 。 而 且 可 加 入 两 VE He ffi) (carrier ampholyte) 进行 等 电 点 电泳 ， 可 用 含 电 解 质 表 面 活 FEF] (SDS) 或 非 电 解 质 表面 活性 剂 (Np40、 Tritonx-100 等 ) 的 凝 胶 进 行 电 泳 ， 亦 可 使 两 者 组 合 进 行 双向 电泳 等 等 ， 使 用 范围 广泛 ， 利 用 价值 日 益 提 高 。 @ 由 于 染色 技术 的 进步 ， 可 以 进行 定量 ， 也 可 检测 出 极 fit Bt ABE (琼脂 糖 电 泳 ) 。 聚 乙 二 醇 (polyethylene glycol) 聚 乙 二 醇 平均 分 子 量 为 400~6000， 广 泛 用 于 细胞 融合 体 细 胞 遗传 学 中 不 可 缺少 的 一 种 试剂 。 早 期 ， 在 生物 化 学 实验 中 主要 用 于 透析 后 脱水 ， 培 养 基 中 鸣 菌 体 的 沉淀 等 等 。 现 在 ， 48 对 于 细 苗 、 和 霉菌 及 高 等 植物 细胞 ， 是 在 原生 质 体 处 理 后 加 入 ， 而 对 动物 细胞 则 直接 往 细胞 中 加 入 50% 的 聚 乙 二 醇 ， 可 大 大 撮 高 细胞 融合 频率 。 与 仙台 病毒 比较 ， 加 入 聚 乙 二 醇 在 动物 细胞 。 中 进行 融合 并 不 需要 特别 受 体 ， 故 应 用 比较 广泛 ， 且 不 需 每 次 都 测定 数据 ， 是 其 优点 。 用 聚 乙 二 醇 处 理 对 细菌 或 酵母 DNA 的 转 染 也 是 有 效 的 。 Bw (微生物 .细菌 的 ) (colony) 当 把 细菌 、 和 霉菌 或 者 高 等 动 植物 的 培养 细胞 在 固体 培养 基 (了 琼 跨 平板 培养 基 ) 上 进行 培养 时 ， 由 一 个 细胞 〈 有 时 是 不 分 散 的 多 数 细 胞 ) 进行 增殖 ， 可 形成 大 的 细胞 群 。 这 个 细胞 群 就 被 称 为 菌落 。 一 个 细胞 不 能 为 肉眼 看 见 ， 但 菌落 可 以 为 肉眼 所 看 见 。 由 一 个 细胞 进行 增殖 而 成 的 细胞 群 也 叫 细 胞 克隆 群 ， 根 据 微 生物 的 不 同 种 类 而 各 具 一 定 的 颜色 和 形态 。 它 是 分 类 学 上 的 重要 指标 。 把 一 个 大 肠 杆 菌 细 胞 在 适当 条 件 下 进行 培养 ，12 h 后 可 形成 直径 约 数 毫 米 的 圆 形 历 落 。 一 个 菌落 的 大 肠 杆 菌 可 多 达 数 亿 个 之 多 。 (连续 的 ) 开放 读 码 (open reading frame) 连续 的 开放 读 码 是 能 够 翻译 氨基 酸 序列 的 DNA 碱 基 序 列 ， 邑 从 翻译 起 始 密码 子 (ATG; 对 mRNA 为 AUG) 至 终止 密码 子 [TGA(UGA) , TAA(UAA), TAG(UAG))] 的 碱 基 序 列 。 由 于 有 了 连续 的 开放 读 码 ， 才 能 确保 氨基 酸 的 缩合 SKE K 度 不 致 发 生 问题 。 在 起 始 密码 子 至 终止 密码 子 的 碱 基 序 列 中 ， 密码 子 Gee) 的 框 (=4 BE») 不 发 生 移 动 是 重 要 的 。 饥 伦 载体 ， 贸 伦 噬 菌 体 (Charon Vector, Charon Phage) Charon 是 取 自 希腊 神话 中 的 一 个 词 ， 意 为 河道 的 渡船 夫 。 在 生物 学 里 用 以 表达 运送 DNA 片 段 HM AK. KAKI 和 RB A AY Fe 68 aS ARR, PERE ie EE 氟 欲 克隆 的 DNA 片 段 ， 而 作为 一 种 改良 载体 使 用 。 在 一 般 情 祝 下 ， 这 类 噬菌体 并 不 能 被 引入 于 宿主 大 肠 杆菌 的 DNA 中 “( 非 溶 原 化 ) 。 并 且 ， 凯 伦 3A、4A、16A 噬菌体 只 能 在 特定 的 大 肠 杆 菌 (DP50:.。。F : 抑制 基因 株 ) 中 生长 ， 故 把 它 作 为 载体， 具有 很 高 的 安全 性 ， 在 生物 防护 上 属于 EK:， 因 而 它 在 基 团 工程 上 获得 了 广泛 应 用 。 在 这 种 载体 上 进行 DNA FEE 冀 ， 根 据 乳 糖 发 醇 的 特异 性 指 标 ， 就 可 进行 检测 ， 这 是 它 所 具 有 的 最 大 优点 。 看 家 基因 (house hold gene) 看 家 基因 也 称 当 家 基因 Chouse keeping gene) 。 是 指 对 动物 个 体 的 任何 细胞 都 能 转录 的 基因 。 具 有 细胞 生存 必 不 可 少 的 意思 。 作 为 奢侈 基因 〈Luxury gene) 的 反义词 而 被 应 用 。 smi (antiserum) 给 动物 预先 注射 抗原 〈 免 疫 动物 ) 以 使 产生 抗体 ， 含 有 这 ”种 抗体 的 血清 称 为 抗 血 清 。 采 血 后 使 血液 凝固 ， 凝 固 后 的 血块 ”离心 分 离 ， 除 去 纤维 蛋白 后 的 上 清 液 称 为 血清 。 血 清和 经 加 热 (56°C, 30min) 破坏 补体 之 后 ， 可 以 于 - 70 稳定 保存 。 抗原 (antigen) 一 种 能 对 机 体 诱 发 免疫 反应 ， 并 能 与 产生 的 抗体 发 生 反应 而 生成 特异 性 化 合 物 者 称 为 抗原 。 如 果 抗 原 具有 : OPH 大 ;名 是 高 分 子 物质 @@ 非 口服 途径 应 用 等 特点 。 则 可 出 现 很 ”高 的 抗原 性 。 自 兰 斯 泰勒 CLandsteiner) MAR A 工 抗原 (artificial antigen) 以 来 ， 使 抗原 的 化 学 研究 获得 了 迅速 发 展 。 根 据 迄 今 为 止 的 观察 ， 抗 原 的 种 类 估计 有 105 种 以 上 。 一 般 讲 ， 并 非 整 个 分 子 都 具有 抗原 特性 ， 半 有 在 分 子 的 一 定 区 段 钓 才 具 有 抗原 特异 性 ， 称 此 区 有 段 为 抗原 决定 簇 。 在 通常 情况 49 50 T, -PiUR Dna PD EASURR eR. AFR 进展 ， 也 促进 了 抗体 产生 机 制 的 研究 进展 。 特 别 是 伯 内 特 (Burnet) 的 克隆 选择 理论 发 表 以 来 ， 人 们 便 把 注意 力 从 机 体 水 平 的 研究 转向 细胞 水 平 的 研究 上 ， 从 而 才 有 可 能 使 克拉 曼 (Claman) 进一步 发 现 了 抗体 产生 中 ，T 工 细胞 与 己 细 胞 间 的 AEA, EIS BAM ESA, Fe TA Ash 原 被 称 为 胸腺 依赖 性 抗原 ， 而 不 需要 工 细胞 协助 的 抗原 则 称 为 “ 非 胸腺 依赖 性 抗原 。 属 于 后 者 有 革 兰 氏 阴 性 菌 的 脂 多 糖 , 鞭毛 ，， 7a) EKG (dextran) 等 。 柯 斯 GEE) 质粒 (cosmid) 柯 斯 质粒 是 指 把 吹 菌 体 所 具有 的 COS 区 域 CH DNAS] A Mik Ba RSA BR AY pw Tis BY DNA. fit HE Fe Fi) ) MC ee 中 所 形成 的 杂种 质粒 。 它 具有 两 种 特征 ， 1。 柯 斯 质粒 与 大 肠 杆 菌 素 下 1 质粒 一 样 ， 在 细胞 内 的 拷贝 数 可 因 氧 霉 素 的 作用 而 显著 增加 ; 2. 柯 斯 质粒 包 入 WEP ASL, 可 显示 噬 菌 体 载体 和 质粒 载体 两 者 的 性 质 。 通常 ， 用 来 进行 克隆 的 外 源 DNA 片段 ， 其 分 子 量 为 5。 5 X 10 一 26 x 10°, M2 AS) ASMEDNAH BMA AR, AE A DNA AR, ARBRE A META REF ab, DNA 片段 锌 组 入 后 也 易于 检测 。 柯 斯 质粒 的 包 入 操作 ， 既 可 直接 在 细胞 内 进行 ， 也 可 在 试管 中 进行 ， 导 入 噬菌体 粒子 后 可 以 进行 转 导 。 可 移动 的 遗传 因子 (movable genetic element, MGE) 可 移动 的 遗传 因子 也 称 活动 基因 或 跳 妈 基 因 ， 是 与 细菌 的 转 座 子 非常 相似 的 真 核 生 物 DNA 片 段 。 其 突变 是 与 某 些 性 状 多 发 及 不 稳定 现象 有 关 。 曾 对 酵母 的 T, 因 子 、 果 蝇 的 297， 51 412, PAF EMER A IDES. BEITIEN, “E11 的 碱 基 PA SRETAMHE BBR. SKA1000+ MEM, MESO PREM EB (LTR), 2H 存 在 于 .基因 组 ”上 。 将 其 插入 于 特定 的 基因 中 ， 能 引起 非 活性 化 反应 ， 从 而 可 ”诱发 突变 ， 但 其 频率 较 低 。 SE (clone) EEC PE AE AT PE WOE LI — EEE 隆 在 希腊 语 中 是 “小 树枝 时 ”的 意思 ， 用 以 指 无 性 增殖 物 。 现 在 则 指 个 体 、 细 胞 、 基 因 等 三 方面 的 内 容 ，@ 个 体 ， 植物 的 发 荐 、 择 条 等 由 同一 个 体 通 过 无 性 生殖 而 增长 的 个 体 群 均 被 视 为 克隆 。 此 外 ， 对 于 植物 有 可 能 从 培养 细胞 发 育 成 完全 的 个 体 (OAD, ， 采 用 这 一 方法 可 以 得 到 具有 相同 基因 型 的 个 体 #% GS). WFO, HHA RRB BM 到 一 个 事先 去 核 的 蛙 卵 中 ， 发 育 并 得 到 克隆 蛙 是 其 典型 例 子 ，@ 细 胞 ， 由 一 个 细胞 经 过 有 丝 分 裂 生 成 的 细胞 群 就 叫 克隆 。 但 如 果 培养 细胞 发 生 转 化 ， 则 很 容易 引起 染色 体 变 异 ， 即 使 在 克隆 内 ， 基 因 类 型 也 大 多 不 会 完全 均一 ;@@ 基 因 ， 利 用 基因 重组 操 作 技 术 ， 使 特定 的 基因 与 载体 结合 ， 在 细菌 等 宿 主 中 进行 增 ， 殖 ， 有 可 能 得 到 均匀 的 基因 和 群 。 克 隆基 因 在 基因 功能 与 精细 结 昨 构 的 关系 等 基础 研究 及 在 有 用 物质 的 生产 方面 ， 均 已 得 到 ”应 用 。 在 上 述 @@@ 三 种 情况 下 ， 分 离 获得 单一 的 克隆 群 称 为 克 REL, FREE (clone frog) 所 谓 克 隆 ， 是 指 具 有 完全 相同 的 遗传 组 成 的 一 群 细胞 或 者 生物 的 个 体 。 采 用 核 移植 实验 方法 ， 把 分 化 细胞 的 核 注入 于 去 核 卵 中 ， 它 同 受精 卵 一 样 能 进行 正常 发 育 。 格 B (Gurdon) 52 颖 人 把 一 只 蛙 的 核 移植 在 许多 去 核 卵 中 ， 让 它们 发 育成 许多 遗 传 上 均一 的 蛙 ， 即 所 谓 的 克隆 蛙 ( 核 移植 ) 。 况 隆 动物 由 于 它 所 具有 的 均一 遗传 性 质 ， 在 研究 环境 条 件 对 发 育 、 分 化 的 影响 以 及 在 药物 的 检测 方面 都 是 重要 的 实验 材 料 。 在 哺乳 动物 中 ， 伴 随 细 胞 分 化 、 核 异 质 化 的 程度 加 剧 ， 因 此 核 移 植 尚 无 成 功 的 例子 〈 全 能 性 ) 。 EER (clone selection theory) PERE PEER BO 2b 7 DADA (Burnet) 19594638 HAY 抗体 产生 机 制 的 一 种 假说 。 对 各 种 抗原 都 各 自 有 其 特异 性 抗体 存在 ， 因 此 而 提出 了 抗体 产生 机 制 的 各 种 假说 。 伯 内 特 的 假说 是 “在 机 体 中 存在 着 能 决定 产生 与 所 有 抗原 相对 应 的 抗体 的 细 胞 。 与 每 种 抗原 相对 应 的 细胞 群 称 为 克隆 ， 抗 原 选择 与 它 相 对 应 的 克隆 ， 经 过 分 化 、 增 殖 而 导致 抗体 产生 "。 伯 内 特 假说 引起 了 人 们 对 抗体 产生 机 制 的 关心 ， 从 而 促进 了 这 方面 的 研究 工作 。 # ee (viroid) BRU, TDR Ea 病毒 引起 的 。 最 近 的 研究 证 明 ， 还 有 被 称 之 为 类 病毒 的 新 的 病 _， RARE, AN DARRT SAB ERS CPSTV) 等 几 种 高 等 植物 的 类 病 毒 感染 病 。 类 病毒 为 具有 共 价 闭合 环 状 结构 〈(Covalently Closed Circular) 的 单 链 RNA， 分 子 量 很 小 , 4 1.1 10°~1.3 10°, 不 具有 蛋白质 编码 的 遗传 信息 ， 在 被 感染 的 细胞 中 能 够 独立 地 自我 增殖 。 最 近 ， 由 于 发 现 类 病毒 之 间 的 共同 碱 基 序列 与 UIRNA 属 ， 于 snRNA， 与 RNA 的 拼接 有 密切 关系 ) 是 相同 的 ， 因 此 提出 了 其 病 毒 -内 含 子 起 源 学 说 ， 认 为 “由 拼接 而 从 某 一 内 含 王 十 7 : 53 下 来 的 RNA， 偶 然 受 宿主 细胞 RNA BORA ETE 有 识别 顺序 ， 经 过 复制 变 为 可 以 自己 增殖 的 单位 。 类 病毒 作为 病原 体 的 实体 认为 是 RNA 本 身 。 据 此 推测 ， 其 发 病 机 制 是 由 于 异常 RNA 搞 乱 了 宿主 细胞 基因 表达 的 控 制 机 制 和 RNA 的 拼接 程序 ， 或 者 ， 由 于 类 病毒 的 作用 引起 RNA 聚 合 酶 -TI 大 量 利用 ， 从 而 导致 宿主 细胞 基因 表达 的 异常 。 类 型 开关 (Class Switch) 类 型 开关 是 指 在 产生 免疫 球 蛋 和 白 的 过 程 中 ， 最初 产 生 IgM， 人 然后 转换 为 产生 IgG (免疫 球 和 蛋白 基 因 ) 。 EBKEHES (in vitro genetics) 把 被 切 出 的 、 被 克隆 DNA 片 段 碱 基 序 列 ， 于 试 管 中 经 处 ， 理 后 ， 在 活 细 胞 中 进行 转化 ， 或 在 适当 的 体外 反应 系统 中 测定 活性 ， 分 析 基 因 的 结构 和 功能 研究 领域 ， 称 为 离 体 遗传 学 。 可 以 认为 ， 离 体 遗 传 学 与 过 去 把 遗传 性 质 发 生变 化 的 突变 体 分 离 上 出来， 研究 其 基因 结构 的 方法 是 完全 相反 的 一 种 方法 ， 因 此 也 称 为 反 回 遗传 学 (reversed genetics) 。 采用 这 一 新 的 方法 ， 可 对 DNA 碱 基 序 列 直接 有 关 的 DNA 复制 起 始点 的 结构 进行 分 析 ， 或 对 RNA 聚 合 酶 的 DNA 识别 区 。 域 的 结构 进行 解析 ， 比 对 蛋白 质 的 结构 基因 的 功 能 分 析 更 为 AR. 连环 分 子 (catenated molecule) 构成 一 个 基因 组 的 DNA 分 子 ， 由 几 个 这 样 的 分 子 连接 而 成 的 结构 称 为 连环 分 子 。 这 种 分 子 是 在 大 肠 杆 菌 鸣 菌 体 AIT HI DNAS ire PRA BA, DNA 通过 头 和 尾 相 接 而 形成 较 长 的 DNA 链 。 叭 菌 体 入 在 进行 DNA 的 复制 时 ， 则 采 取 滚 环 模型 (rolling-circle model) 复制 方式 进行 连接 ， 而 叭 菌 体 工 则 通过 1 个 单位 的 DNA 分 子 〈1 个 基因 组 ) 的 两 个 末 端 上 的 54 碱 基 重 复 序列 进行 连接 。 连接 物 〈 联 结子 ) 《〈linker) 连接 物 是 指 两 种 DNA 片 段 连接 (Link) 起 来 时 所 使 用 的 核 苷 酸 链 ， 它 能 用 化 学 合成 ， 并 含有 效率 极 高 的 制 限 性 内 切 酶 所 能 识别 切断 部 位 的 碱 基 序列 。 要 把 连接 物 结合 到 载体 或 谋 入 上 片段 的 切断 未 端 时， 连接 物 末端 可 用 不 同 限制 性 内 切 酶 进行 变 换 。 当 和 欲 与 连接 物 结合 的 〈 外 源 ) DNA 片 段 的 末端 是 粘 性 未 端 型 〈 具 单 链 ) 时 ， 由 于 DNA 合 成 酶 作用 而 进行 DNA 合成 ，， 把 单 链 变 成 双 链 〈 或 者 由 S1 单 链 核酸 酶 分 解 粘 性 末 端 ) ， 形 成 平滑 末端 后 再 与 连接 物 结合 〈 接 合体 片段 ) 。 限制 性 内 切 酶 名 称 残 基 序列 C) 切断 部 位 ) > 3! 3° <—5! Bam HI CG | GATCCG GCCTAG [iGG 个 Eco RI GG | AATTCC CCTTAA | GG ? an Hind I CA | AGCTTG 商品 连接 物 例子 ee AC 淋巴 激活 素 Cymphokine) 淋巴 激活 素 是 指 工 细胞 受到 抗原 或 细胞 分 裂 促 进 因 子 的 刺 、 激 而 产生 的 糖 、 和 蛋白 质 和 多 种 免疫 应 答 有 关 的 物质 的 总 称 。 在 工 细胞 发 生 细胞 性 免疫 反应 时 ， 或 者 也 细胞 产生 特定 抗体 的 过 | 程 中 ， 淋 巴 激活 素 对 于 细胞 间 的 相互 作用 及 反应 的 方向 的 决定 起 着 重要 作用 。?~- 干 扰 素 也 被 认为 是 淋巴 激活 素 的 一 种 。 作 为 | 55 分 子 已 经 分 离 出 来 并 已 搞 清 其 性 质 的 物质 称 为 间 白 细胞 素 (Cinterleukin) ， 已 知已 经 分 离 出 来 有 间 白 细胞 素 1 和 间 白 细 胞 素 2 两 种 物质 。 1983 年 ， 谷 口 等 对 人 的 间 白 细胞 素 2 基因 进行 克隆 化 获得 ” 成功。 这 一 成 果 可 能 对 阐明 免疫 机 理 作 出 重大 贡献 。 Ske (Pseudomonas aeruginosa) 绿 脓 杆菌 是 一 种 革 兰 氏 阴 性 杆菌 ， 对 人 无 直接 感染 ， 但 在 |， 伤口 等 处 可 发 生 二 次 感染 。 这 类 细菌 在 自然 界 中 分 布 极 广 ， 依 . _DNA 的 GC 含 量 而 言 ， 它 是 一 类 目前 尚未 得 到 很 好 分 类 的 一 个 庞大 细菌 群 。 绿 脓 杆 菌 作 为 一 种 宿主 含有 很 多 质粒 。 已 知 有 可 传递 给 其 它 革 兰 氏 阴 性 菌 的 质粒 〈(RP4) 。 也 已 BA, Emr 中 还 含有 能 分 解 消化 多 种 有 机 物 的 质粒 存在 “〈 如 TOL 质粒 ) ， 并 且 目 前 也 已 开始 认识 到 它 在 生物 工程 方面 所 具有 的 重要 意义 。 酶 的 诱导 (induction) 酶 的 诱导 是 指 把 某 种 物质 给 予 细菌 后 ， 该 物质 进入 细菌 中 而 形成 代谢 酶 的 一 种 现象 。 例 如 ， 当 给 予 大 肠 杆菌 以 乳糖 时 ， 便 会 生成 能 分 解 乳 糖 的 8- 半 乳糖 音 酶 、 能 把 乳糖 摄 入 细胞 的 透 性 酶 及 半 乳 糖苷 乙酰 基 转 移 酶 等 三 种 酶 。 雅 各 布 Jacob) 和 BBR (Monod) 认为 这 一 现象 与 转录 水 平 的 遗传 调节 机 理 有 — 关 ， 因 此 他 们 于 1961 年 提出 了 操纵 子 学 说 。 密度 梯度 离心 法 (density gradient centrifugation) 密度 梯度 离心 法 是 一 种 分 离 精制 生物 体 的 高 分 子 物 质 一 一 人 抹 自 质 及 核酸 的 一 种 方法 。 其 要 点 是 ， 把 事先 配制 好 的 蔗糖 、 内 三 醇 、 氯 化 饱 等 的 不 同 浓度 梯度 溶液 置 于 离心 管 中 〈 最 常用 的 是 20 一 5% 的 蔗糖 连续 密度 梯度 溶液 ) 。 把 样品 溶液 轻 轻 加 至 离心 管 中 ， 使 之 分 层 ， 然 后 进行 高 速 离心 分 离 。 根 据 高 分 子 物 56 iB. OTHER, KD, TRREAA, AMBAAS. 离心 后 ， 自 试管 底部 小 孔 分 部 收集 滴 下 的 小 液 滴 于 其 它 试管 中 。 被 检定 物质 的 溶液 浓度 愈 低 ， 分 离 的 精密 度 则 愈 好 。 Sie Gmmunoprecipitation) 免疫 沉 沉 演 是 指 由 抗原 抗体 反应 而 产生 的 沉淀 过 程 。 在 基因 工程 领域 中 是 指 利 用 这 一 反 应 来 精制 对 应 于 特定 蛋白 质 的 mRNA 的 方法 ， 也 称 免疫 吸附 法 。 在 细胞 中 , 当 特 定 的 蛋白 质 处 于 旺盛 合 成 的 时 候 , 细胞 中 的 mRNA 便 会 形成 多 核糖 体 〈polysome) ， 并 与 反应 中 途 合成 的 蛋白 质 相 结 合 。 这 时 如 往 细 胞 质 部 分 加 入 该 种 蛋白 搞 的 抗体 ， 则 mRNA 便 会 同 生 成 的 蛋白 质 一 起 被 沉 演 出 来 。 通 过 这 种 沉 深 精制 RNA， 便 可 把 对 应 于 该 重 白 质 的 mRNA KE BY mRNA 中 分 离 出 来 。 SRY Gmmunoreaction) 当 机 体 受 到 抗原 刺激 后 ， 便 会 做 出 各 种 形式 的 免疫 应 答 。 其 代表 形式 是 产生 对 抗原 具有 严格 特异 性 的 免疫 球 和 蛋白 ， 即 产 生 抗 体 。 所 谓 抗原 ， 原 则 上 是 外 来 的 并 非 自 身 所 具有 的 成分。 抗原 一 旦 进入 机 体 ， 便 会 被 识别 ， 于 是 抗体 产生 的 反应 便 开 始 了 。 抗体 的 产生 与 某 些 细胞 有 关 。 包 分 化 为 产生 抗体 的 细胞 ， 是 来 自 骨 艇 产生 抗体 的 骨 通 衍生 细胞 (bone marrow-derived cell) ， 一 般 称 为 也 细胞 〈 分 化 、 产 生 抗体 的 细胞 ， 亦 即 浆 细 胞 ， 根 据 其 形态 学 的 不 同 能 进行 区 别 ); QRA PREM ip iil B 细胞 增殖 、 分 化 作用 的 细胞 ， 是 来 自 胸 腺 的 胸腺 衍生 细胞 (thymus-derived cell) ， 称 为 工 细胞 。T 工 细胞 不 产生 抗 血 清 中 含有 的 抗体 ， 但 对 也 细胞 具 助 长 作用 的 输 助 工 细 胞 Chelper T celD) 和 对 也 细胞 具 抑 制作 用 的 抑制 工 细 胞 《Suppressoz 57 T cell), MEA 调节 TAPE, OAM, MBA A TAREAE SHEA, BE MWA SA. 近年 来 ， 通 过 对 分 子 生 物 学 的 分 析 研 究 ， 对 也 细胞 的 分 化 及 抗体 产生 机 理 正 在 得 到 阐明 。 而 研究 、 探 讨 对 于 那些 非常 近 似 的 不 同 抗原 ， 如 何 产生 与 之 相对 应 的 特异 性 极 高 的 抗体 ， 引 起 了 人 们 的 极 大 兴趣 。 也 细 胞 在 分 化 过 程 中 ， 在 ?-- 球 蛋白 的 基 因 的 可 变 〈V) 区 域内 ，DNA 的 连接 可 能 RAE 改变 ， 且 变化 的 形式 是 多 种 多 样 的 ， 而 与 此 相对 应 ， 它 所 产生 的 抗体 分 子 也 会 发 生变 化 。 对 于 也 细 胞 的 分 化 和 基因 重组 相 结 合 的 有 关 研 究 ， 目 前 也 正在 进行 之 中 ， 而 免疫 应 答 反 应 则 是 细胞 分 化 过 程 中 基因 排列 发 生变 化 而 引起 的 最 早 得 到 证 明 的 一 个 例子 。 &GREA Gmmunoglobulin) 向 清 中 含有 的 具 抗 体 活 性 的 蛋白 质 称 为 免疫 球 蛋 白 ， 也 称 ?- 球 蛋白 。 把 血清 中 的 白 蛋 白 及 用 高 浓度 盐 处 理 的 沉淀 物 除 去 之 后 ， 留 下 的 蛋白 质 称 作 球 蛋白 。 这 种 球 蛋 白 经 电泳 分 离 ， 可 获得 c-、8B8-、?7- 球 蛋白 。 在 1ml 血清 中 含有 约 15msg 的 ?7- 球 蛋 白 。 其 中 具有 抗体 活性 的 叫 免 疫 球 蛋白 。 通 常 在 血清 中 含有 的 大 部 分 *- 球 蛋白 ， 先 不 论 有 无 抗体 活性 ， 由 于 是 由 浆 细 胞 合 成 、 分 泥 ， 在 无 菌 动物 中 的 含量 很 低 等 等 ， 故 可 全 部 视 为 免疫 球 蛋白 。 免疫 球 和 蛋白 按 其 分 子 结构 可 分 为 IgG、IgM、IgA、IgD、 Ig 瑟 等 5 种 类 型 。 当 对 抗原 产生 抗体 时 ， 最 初 产生 的 是 IgM， 然 后 为 IgG 所 取代 。 通 营 称 此 为 类 型 开关 (免疫 球 蛋 白 基 因 )。 根据 抗原 的 侵入 方式 ，IgA 或 IgE 可 分 泌 于 血液 中 。 此 外 ， Ig 匡 还 与 过 敏 反应 有 关 ， 而 IgD 则 存在 于 也 细胞 的 细胞 膜 上 。 免疫 球 蛋 白 均 具有 类 似 结构 〈 见 图 1-9) 。 以 IgG 为 例 ， 它 可 形成 两 个 分 子 量 为 25,000 的 工 链 (BRE) 和 两 个 分 子 量 为 58 L Vi CL Seay 2 KD |\ a Cu( 荆 链 恒定 区 域 ) N 末端 seized Htm SEW 万 绞 合 高 区 域 rae 补体 结合 区 域 (HE . 多 糖 体 恒定 区 域 ) ia: | Ca3 C 末端 图 1-9 免疫 球 蛋 白 IgG 的 结构 50,000 的 五 链 〈 重 链 ) ， 总 分 子 量 为 150,000， 王 链 、 五 链 与 搞 原 的 结合 点 均 在 从 N 末 端 至 110 位 号 的 氨基 酸 区 域内 。 这 个 区 域 称 为 可 变 区 域 CV RR: Vi. Vado FRAIL NK tit, 25 一 30、56 一 65、100~110 号 的 氨基 酸 区 域 是 随 抗 体 的 特性 而 发 生变 化 的 区 域 ， 故 通常 称 该 区 域 为 高 变 区 域 。 在 V 区 域 之 后 ， 为 氨基 酸 序 列 恒定 的 恒定 区 域 (C RR: CG. Cu. Cre, Cas) 。 在 Casz 的 位 置 上 结合 有 补体 ， 而 Cas 结 合 在 细胞 膜 。 开 链 的 恒定 区 域 有 和 、x 链 ， 五 链 的 恒定 区 域 有 入 ou, a, OL ete, 这 些 组 合 分 别 与 IgG、IgM、IgA、IgD、IgE 相 对 应 “ 见 图 1- 10) 。 血 清 中 的 IgM 结合 在 J 蛋白 质 上 ， 作 为 复合 体 而 存在 。 很 早 以 前 就 已 知道 在 骨髓 瘤 患者 的 血清 中 含有 均 质 六 球 蛋 A (rie BD, ， 即 所 谓 的 均 质 免疫 球 蛋白 。 有 大 约 1/2 的 患者 从 尿 中 排出 称 之 为 轻 链 二 聚 体 (Bence-Jones) 蛋白 i, 此 即 是 骨 艇 瘤 蛋 白质 工 链 。1965 一 1966 年 ， 希 尔 施 曼 CHilsc- 3B Fi] IgG ce Te 人 il i L# | | HI aaa Ee wv vy 6d 68 aT (SED 150000 170000 900000 170000 200000. ,正常 血清 中 浓度 800~1800 90~450 60~250 0.3~40 0.006~6.1 — (mg%) 图 1-10 AKSEREAN AH hman), +4. 8 Ry (Putnam) 等 对 轻 链 二 聚 体 (Bence- Jones) 蛋白 质 的 氨基 酸 排列 进行 了 研究 ， 进 一 步 前 明了 上 述 免疫 球 和 蛋白 的 结构 。 免疫 球 蛋 和 白 基 因 (immuncglobujlin gene) 免疫 球 蛋 白 是 一 种 极 富 多 样 性 的 分 子 ， 并 有 特定 的 基因 可 分 别 与 很 多 抗原 相对 应 。 因 此 ， 可 利用 基因 操作 法 对 免疫 球 蛋 | 白 基 因 的 结构 及 其 表达 机 理 进 行 研究 ， 并 已 取得 了 进展 。 1965 年 ， 德 雷 奇 (Drayer) 和 贝 内 特 (Bennet) % | AA | 免疫 球 蛋 白 V 区 域 的 多 样 性 及 C 区 域 的 便 定性 ， 提 出 了 一 个 侵 说 ， 即 在 未 分 化 的 细胞 中 ，V 基 因 和 人 C 基因 是 单独 存在 的 。 由 上 于 抗体 产生 细胞 的 分 化 ， 而 使 V 基 因 与 C 基 因 相 结合 并 产生 免 疫 球 蛋白 。1978 年 ， 利 根 川 等 通过 对 小 鼠 未 分 化 细胞 和 骨 舰 瘤 ， 细胞 的 工 链 基 因 的 比较 研究 ， 得 到 了 支持 上 述 假说 的 结果 。 此 ”后 ， 德 雷 奇 等 的 假说 不 断 获得 证 明 。 抗体 产生 细胞 在 其 分 化 过 程 中 ， 首 先 产 生 IgM， 然 后 大 量 60 产生 IgG, ME HRBTK. KET RRERE NECK SAKE AURA Vv 链 而 引起 的 。 通 过 对 基 A 的 分 析 ， 得 知 在 这 一 分 化 过 程 中 ，4 其 因 和 中 间 基 因 被 切除 ，? 基 因 与 V 基因 发 生 结 合 而 表达 。 关 于 抗体 多 样 性 中 有 关 基 因 的 切除 与 结 合 的 关系 ， 目 前 尚未 能 最 后 前 明和 解决 。 它 也 有 可 能 是 由 于 突 变 而 残留 下 来 。 此 外 ， 对 于 如 何 准确 地 进行 切除 ， 和 如 何 实现 再 结合 等 有 关 问 题 ， 都 是 今后 有 符 研 究 解决 的 课题 。 % n A aT 乡 oF, Z S, Sy3 Sy Syzb Syza Ss. S, i 2 Z 多 4 4% 和 4 - GY o Z 四 4 VDJ Su Sy Sy Sy2b Sy2a Se。 Se | S - S 变换 ¥; Yao Ya € a 71 链 表达 SSn SS Sy2a S3 Sa CPLA 图 1-11 Hv ANRKRAY LAWRBHR 图 中 的 Va、D、Ja 是 构成 五 链 的 基本 要 素 ， 它 们 各 有 几 种 不 同 的 类 型 。 各 一 个 相 结 合 即 可 形成 V 区 域 。 由 由 OR a BH 链 的 C 区 域 的 基因 类 型 。S 具有 共同 的 碱 基 序 列 ， 重 组 即 在 此 位 置 上 发 生 。 而 药 因子 (drug resistance, drug resistant factor) 从 自然 界 中 分 离 得 到 的 〈 野 生 型 ) 细菌 ， 在 各 种 药物 如 抗 生 素 等 作用 下 ， 可 使 发 育 受 到 阻碍 。 但 有 时 也 可 发 现 生 长 不 受 影响 的 突变 株 。 特 别 是 对 对 抗生素 具有 抗 性 细菌 的 研究 ， 它 不 61 仅 在 病理 学 上 是 重要 的 ， 同 时 从 阐明 耐 药 性 菌 发 生 的 机 理 这 点 说 来 ， 对 分 子 遗 传 学 领域 也 有 很 大 的 影响 。 尤 以 对 几 种 药物 同 时 显示 耐 药 性 ， 这 种 所 谓 的 多 耐 药 性 ， 是 可 由 细 基 向 细菌 传递 的 遗传 因子 。 这 一 现象 由 日 本 学 者 研究 发 现 ， 一 般 称 之 为 传递 性 耐 药 因子 (drug resistant transfer factor, RTF), tL#RKR 因子 〈 了 及 质粒 ) 。 含有 及 因子 的 细菌 CENA BA tA Dy BOR ae 传递 能 支配 耐 药 性 基因 质粒 的 本 领 。 这 种 质粒 也 含有 耐 药 性 基 因 的 转 座 子 。 现 在 已 经 阐明 ， 耐 药性 基因 就 是 通过 转 座 子 从 质 粒 向 质粒 或 向 染色 体 进 行 这 种 传递 的 。 已 知道 的 耐 药性 〈 生 物化 学 ) 机 理 有 三 : OFA 变化 使 药物 的 透 过 性 降低 包 出 现 了 能 分 解 药物 (或 使 其 失 活 ) 的 酶 的 突变 株 ， 的 药物 的 靶 蛋 白质 发 生 了 变异 等 等 。 对 在 细胞 内 是 否 存在 耐 药 性 质粒 ， 可 以 通过 给 药 后 检查 是 否 有 耐 药 性 产生 而 加 以 确证 。 因 此 ， 在 基因 操作 中 常 把 质粒 作 为 实验 载体 而 使 用 。 肉 含 子 (intron) 3 内 含 子 为 真 核 生物 基因 中 的 一 种 播 进 的 DNA 序列 ， 又 称 Savi iF Cintervening seguence) 。 内 含 子 由 于 拼接 而 被 六 除 ， 故 在 成 熟 的 mRNA 中 并 不 存在 。 内 含 子 在 原核 生物 的 基 因 中 未 曾 发 现 过 。 当 两 种 不 同 基因 之 间 的 DNA 碱 基 序 列 被 转 录 至 RNA 后 ， 被 切 去 的 区 域 称 为 间隔 顺序 ， 与 内 含 子 有 着 质 HY HI). Rive, ASFHEDFERMARA. B-, 5H 子 Ctransposon) 相似 ， 是 从 后 面 搬入 的 基因 中 的 一 种 序列 ， 第 二 ， 本 来 是 间隔 顺序 的 部 位 变 成 为 内 含 子 ， 其 结果 是 使 两 个 或 两 个 以 上 的 基因 连接 起 来 而 形成 为 一 个 新 的 基因 。 62 内 含 子 最 初 是 在 果 蝇 的 28 S 核糖 体 基 因 中 的 500~6000 碱 基 对 的 擂 入 序列 中 发 现 的 。 其 后 ， 在 腺 病毒 (adenovirus) 和 SV40 这 样 的 动物 病毒 ， 小 鼠 的 免疫 球 蛋 白 ， 免 和 小 鼠 的 c、 BREA (globin), #H2HA (fibroin) 及 酵母 的 线 粒 体 DNA (mitochodria DNA) 上 存在 的 细胞 色素 bb 等 基因 下 进 一 步 得 到 发 现 。 此 外 也 发 现 了 不 含 内 含 子 的 真 核 生物 基因 ， 寻 组 蛋白 (histon) 、 于 扰 素 基因 等 等 。 wast (retrovirus) ME RELRA AMER BARNA GORD jae. 它 是 一 种 两 分 子 相同 的 RNA 被 外 膜 包 住 的 、 直 径 约 为 100nm RSPR, BAW, FEA. RB. DR. KR. HH. OB. Bee PKAA MW ELMER. WH 是 大 约 100 万 年 前 成 为 具有 肿瘤 病毒 性 质 的 一 种 比较 新 的 病毒 。 逆转 病毒 的 基因 组 是 由 约 一 万 个 碱 基 组 成 的 RNA。 两 端 有 约 600 个 碱 基 的 重复 结构 (长 末端 重复 long terminal re- peat, LTR) 。 这 一 部 位 对 基因 的 嵌入 具有 十 分 重要 的 意义 。 在 两 端的 LIR 上 ， 依 次 排列 着 种 群 特异 性 蛋白 质 、 逆 转录 酶 、 JRE A RE ASA 4 个 基因 。 细胞 被 感染 后 ， 可 合成 道 转录 酶 。 在 道 转 录 酶 作用 下 ， 可 由 RNA 合 成 环 状 DNA。 其 中 的 一 部 分 被 嵌入 于 宿主 DNA, 从 而 可 形成 原 病 毒 (provirus) 。 在 逆转 病毒 中 ， 有 具 有 致 瘤 基因 者 〈 了 又 发 型 ) 及 不 具有 致癌 基因 者 (BRE) 两 类 。 逆 转 病毒 具有 的 致 瘤 基 因 呈 活化 状态 存在 时 ， 将 其 接种 给 动物 ， 数 周 内 宿主 动物 就 会 因 患 白血病 或 肉瘤 而 死亡 。 而 不 具 致癌 基 因 的 逆转 病毒 感染 动物 后 ， 不 仅 潜伏 期 很 长 ， 而 且 诱 发 白血病 的 频率 也 很 低 。 因 此 认为 后 者 的 致癌 作用 是 由 于 LTR 部 位 的 启动 区 促进 了 宿主 致癌 基因 表达 的 结果 。 | , 63 通过 上 述 研究 ， 可 以 认为 逆转 病毒 所 具有 的 致癌 基因 是 来 . 自 宿 主 细胞 核 的 DNA。 此 后 ， 对 即使 是 相同 的 致 EA, 18 为 道 转 病毒 所 具有 者 ， 称 为 v-onc， 而 为 细胞 所 具有 者 则 称 为 c=onc。c-onc 通 常 处 于 非 活 化 状态 ， 而 由 绥 发 型 病毒 引起 的 致 效 则 认为 是 c-onc 被 活化 的 一 种 状态 。 已 经 盖 明 ， 在 人 的 DNA 中 约 有 10 种 c-onc 存 在 。 因 此 认为 在 构成 人 体 的 60 兆 个 细胞 之 中 ， 有 些 细胞 潜伏 着 变 为 癌 细 胞 的 可 能 性 。 此 外 ， 在 分 类 学 上 ， 逆 转 病毒 科 是 由 包括 致癌 病毒 亚 科 在 内 的 三 个 亚 科 组 成 。 8’ A SRB RY LTR gag pol euv v-one LTR3 〈 原 病毒 ) | tox 有 一 gag: 病毒 粒子 的 核心 蛋白 质 >v—onc: 致癌 基因 基 因 | pol， 逆 转录 酶 LTR ed 组 、euvy 病毒 粒子 的 外 膜 蛋 白质 + 长 末端 重复 碱 基 序列 图 1-12 jist. Wise RM (reverse transcription, reverse tran-- Scriptase) 通常 所 谓 的 转录 ， 是 指 把 DNA 链 的 遗传 信 息 转 录 给 RNA 的 过 程 。 与 此 相反 ， 逆 转录 顾名思义 ， 是 把 RNA 的 遗传 信息 转录 给 DNA 的 过 程 。 据 此 ， 把 具有 由 RNA 合 成 DNA 功 能 的 酶 - 肢 为首 转 录 酶 。 DNA 的 信息 先 转录 给 mRNA， 然 后 由 该 mRNA 合成 蛋白 质 。 过 去 认为 ， 在 生物 界 中 只 有 这 一 种 合成 程序 。 但 是 ，1970 年 蒂 明 〈Temin) 和 巴 铁 摩尔 (Baltimore) 分 别 独 立地 在 RNA | “22 Sica 0 64 病毒 的 着 转 病 毒 粒子 中 发 现 了 以 RNA 为 模 板 而 能 合成 DNA 链 的 酶 。KENA 病 毒 感染 细胞 后 ， 通 过 自身 所 具 有 的 逆转 录 酶 合 成 DNA (〈( 称 为 cDNA) ， 是 一 种 能 与 RNA 成 互补 碱 基 序列 的 DNA) ， 最 初 合成 RNA-DNA 异 源 双 链 ， 然 后 合成 双 链 DNA， 逆转 录 酶 具有 RNA 分 解 酶 吾 的 活性 ， 能 够 分 解 RNA-DNA Fi 双 链 中 的 RNA， 被 道 转录 的 双 链 DNA， 搬 入 细胞 的 DNA 链 中 。 这 一 研究 成 果 为 曾 述 RNA 交 病毒 的 增殖 机 ied A a 4 制 ， 提 供 了 重要 的 手段 。 在 基因 工程 领域 中 ， 由 具有 目的 基因 产物 SAD Hit 传 信息 的 mRNA， 通 过 逆转 录 酶 的 作用 合成 cDNA， 再 把 这 个 cDNA 连接 在 适当 的 载体 上 。 目 前 ， 这 种 方法 已 经 得 到 了 广泛 的 应 用 。 FE: Ki (DNA 的 ) (sticky ends, cohesive ends) Ta PEAR bic WL BK Dy EAD Sa AS he BT SR i DNA 分 子 或 DNA 片 段 的 末端 部 分 的 几 个 碱 基 成 为 单 链 时 ， 如 果 该 部 分 的 碱 基 序 列 与 另 一 端 或 者 其 它 分 子 的 末端 的 单 链 部 分 具有 互补 的 碱 基 序 列 ， 则 具有 这 一 互补 性 的 DNA 碱 基 之 间 可 以 通过 氧 键 而 将 末端 连接 起 来 。 具 有 这 种 结构 的 DNA IG 称 为 粘性 末端 。 首先 在 大 肠 杆 菌 的 入 EE DNA DY 个 末 端 上 发 现 了 这 种 结构 。XDNA 原 来 是 直 链 状 分 子 ， 但 在 溶液 中 由 于 有 粘性 末 端 这 一 结构 ， 则 可 变 成 环 状 结构 。 近年 来 ， 已 经 知道 ， 在 许多 限制 性 内 切 酶 的 作用 下 产生 的 DNA 切 断 部 位 上 ， 可 以 形成 与 IDNA 未 端 相同 的 结构 。 用 一 种 限制 性 内 切 酶 ， 例 如 天 coRI， 使 之 作用 于 不 同 的 DNA， 所 生成 的 DNA 片 段 均 具 有 相同 碱 基 序 列 的 粘性 末端 。 因 此 肝 种 闻 的 DNA 片 段 容 易 被 连接 起 来 。 由 于 应 用 了 这 种 方法 ， 促 进 了 基 | | 65 因 的 连接 方式 、DNA 重 组 技术 的 迅速 发 展 。 SSe (guanine? SiA4 AY RMBR CDNA, RNA) ‘gs PRM RE, Ht 氨 键 与 胞 喀 喧 〈C ) 形成 碱 基 对 。 乌 本 [ 毒 箭 ] 昔 抗 性 细胞 (ouabain resistant cell) 鸟 本 苷 是 一 种 药物 ， 对 位 于 细胞 膜 上 与 Na", 区 "主动 运输 有 关 的 酶 一 一 钠 钾 腺 苷 三 磷酸 酶 (Na-KATPase) 具有 特殊 的 抑制 作用 。 乌 本 苷 抗 性 突变 细胞 的 Na- 必 ATPase 活性 与 野生 型 相 比 ， 并 无 差别 ， 但 是 前 者 对 乌 本 苷 的 敏感 性 不 高 ， 不 易 受 其 抑制 。 这 种 变异 了 的 性 状 是 稳定 的 ， 显 性 的 。 因 为 变异 频率 高 ， 检 测 也 较 容 易 ， 故 常 被 用 作 检 查 突 变 的 标志 。 人 得 它 不 能 用 于 测定 由 抗 性 到 敏感 性 的 回复 突变 ， 并 且 由 于 这 种 酶 是 细胞 生 存 所 必需 的 酶 ， 因 此 当 发 生 缺 失 、 移 码 (frame shift) 等 酶 活性 受到 抑制 的 突变 时 ， 则 不 能 进行 检测 ， 是 其 缺点 。 SAHIN GB he 42 F AH 〈G-strophanthin) ， 从 夹 PAP, ME. ERS RR 液 浓 度 为 0.1 一 3mM， 在 这 种 条 件 下 敏感 细胞 dik vs inane | #1070 F. ; UBT (uracil, VU) 尿 喀 啶 为 组 成 RNA 的 一 种 喀 喧 碱 基 。 在 DNA 中 几乎 不 存 在 。 与 腺 味 叭 A 通 过 氢 键 而 形成 碱 基 对 。 农 杆 菌 (agrobacterium) 农 杆菌 是 生存 在 土壤 中 的 革 兰 氏 阴 性 菌 。 致 瘤 农 杆菌 (agrobacterium tumefaciens) 感染 双 子叶 植物 或 裸子 植物 后 ， 可 使 之 形成 肿瘤 。 近 年 来 已 经 阐明 这 种 肿瘤 的 形成 ， 是 由 于 农 杆菌 所 具有 的 Ti 质粒 (Ti plasmid) 所 引起 。 大 BAA .中 有 各 种 菌株 存在 。 与 之 相似 ， 致 瘤 农 杆菌 中 也 有 各 种 菌 棋 存 | “ 85 MEK2RS. a AEE AK 12RAY AER W1776, FE BE 中 的 生存 率 低 ， 安 全 性 高 ) 。 用 枯草 杆菌 CBacillas Subtilis Ma- rburg168) 及 其 载体 进行 组 合 者 称 为 BS 系 统 ， 使 用 酵母 〈Sa- ccharomyces Cervisia) 及 其 载体 者 称 为 SC 系统 。 体 细胞 遗传 学 (somatic cell genetics) 采用 真 核 生 物 的 培养 细胞 为 基本 实验 材料 ， 以 研究 探讨 遵 传 性 质 的 领域 称 为 体 细胞 遗传 学 。 体 细胞 遗传 学 的 发 展 基础 是 :外 细胞 培养 技术 的 发 展 〈 组 织 培 养 ); ORGAN 分 离 (TKik 2! tk, HGPRTRBA AR), ORAM 间 的 杂 种 形成 〈 体 细胞 杂交 ); 外 基因 操作 法 和 DNA 捅 入 法 的 应 用 等 等 ， 体 细 胞 杂交 (somatic cell hybridization) 使 基因 组 成 不 同 的 培养 细胞 相互 融合 ， 形 成 融 合 核 (syn- 攻 aryon) ， 称 此 为 体 细 胞 杂 交 (Somatic cell hybrid) 。 在 iH 常情 况 下 ， 无 论 是 在 异种 或 同 种 之 间 进 行 杂 交 ， 都 把 基因 组 成 不 同 的 细胞 作为 杂交 株 。 即 使 对 基因 的 不 均一 性 并 不 清楚 ， 而 采用 培养 性 状 和 分 裂 龄 不 同 的 细胞 进行 培养 时 ， 也 可 获得 杂交 种 。 但 在 常规 培养 器 中 进行 细胞 的 混合 培养 ， 则 很 少 能 获得 杂 种 细胞 。 为 了 提高 杂交 成 功率 ， 常 常 采用 仙台 病毒 和 育 乙 二 醇 这 两 种 方法 进行 杂交 。 条 件 致 死 突变 体 (conditicnal leathal mutant) 是 指 在 突变 体 中 ， 与 营养 需求 性 突变 体 不 同 的 。 不 需要 特 殊 的 营养 ， 但 在 某 种 环境 下 却 具 有 不 能 增殖 性 质 的 突变 体 。 例 如 ， 高 温 敏 感性 突变 体 ， 在 低温 条 件 下 能 与 野生 株 一 样 进行 增 殖 ， 但 在 野生 株 通常 能 够 增殖 的 高 温 条 件 下 ， 则 不 能 生长 、 增 殖 〈 反 之 ， 也 已 经 知道 有 低温 敏感 性 突变 体 ) 。 需 在 宿主 Ald 榴 增 殖 的 病毒 ， 特 别 是 在 鸣 菌 体 中 ， 有 一 种 称 为 琥珀 变异 株 ， 86 能 在 具有 抑制 这 一 变异 性 质 的 宿主 〈 具 有 抑制 基因 )》 中 进行 增 殖 。 因 此 这 种 琥珀 变异 也 可 称 为 抑制 基因 敏感 性 变异 。 温度 敏感 性 突变 也 有 称 错 义 突变 的 ， 抑 制 基 因 敏 感性 突变 也 有 称 无 意义 变异 的 〈 无 意义 密码 子 ) 。 调节 基因 (regulatory gene, regulator gene, regulator) 调节 基因 是 一 种 对 某 基 因 的 遗传 信息 表达 ， 具 有 调节 功能 的 基因 。 在 生物 的 调节 机 制 中 ， 遗 传 调节 机 制 是 在 基因 的 转录 水 平 上 进行 的 。 转 录 是 指 在 RNA 到 合 酶 指导 下 合成 mmRNA 的 过 程 ， 而 对 RNA 到 合 酶 的 转录 功能 的 控制 称 为 调节。 因此 ， 抑制 转录 的 阻 遏 物 的 基因 是 调节 基因 。 此 外 ， 提 高 RNA 育 合 酶 的 转录 功能 的 控制 物质 的 基因 也 属于 调节 基 Al, ig RNA 3 合 酶 在 DNA 上 接合 的 部 位 ， 即 启动 〈 子 ) 部 位 ， 它 不 能 产生 基因 产物 ， 称 做 局 动 基因 ， 有 时 作为 调节 基因 使 用 。 调 节 基 因 是 与 基因 产物 的 生成 能 力 具 有 直接 关系 的 基因 ， 在 生物 工程 领 域 具有 十 分 重要 的 意义 。 (细胞 ) ESE (synchronized culture, synchronous culture) | 细胞 同步 培养 是 指使 细胞 群体 的 培养 同 处 于 细胞 周期 的 特 定期 肉 。 增 殖 中 的 细胞 分 别 重复 着 MX 期 〈 细 胞 分 裂 期 ) Gil, S38 (CDNA 合成 期 ) 以 及 G:z 期 的 细胞 周期 。 为 了 从 和 车 物化 学 的 角度 ， 研 究 各 期 的 细胞 代谢 活性 ， 从 该 细胞 群体 中 大 量 采 集 特定 时 期 的 细胞 〈 同 步 ) 是 十 分 重要 的 。 同 步 培养 有 以 下 两 种 WE: 1. 把 细胞 诱导 到 一 定时 期 后 进行 收集 的 方法 “〈 诱 导 同 步 法 ) ;2. 选择 性 地 收集 一 定时 期 的 细胞 的 方法 (选择 同步 法 ) 。 在 诱导 同步 法 中 的 代表 性 例子 有 : 使 用 DNA 人 合成 抑制 剂 GS Zk. PERE. AMES), ， 把 增殖 中 的 细胞 同步 在 S 期 开始 点 的 S 期 同步 法 ;以 及 减少 培养 液 中 血清 和 有 氢 87 ” 基 酸 含量 ， 使 之 同步 在 Gi 期 的 G: 期 同步 法 。 当 采用 前 一 方法 并 给 予 抑制 剂 时 ， 由 于 S 期 的 原 有 细胞 不 能 同步 ， 因 此 ， 经 过 一 个 周期 的 培养 后 ， 开 始 第 2 次 处 理 时 才 可 以 得 到 均匀 的 同步 培 养 。 在 选择 培养 法 2. 中 ， 最 常用 的 是 M 期 同步 法 。 当 单 层 培养 的 细胞 发 育 到 M 期 时 ， 细 胞 的 形状 呈 圆 形 ， 易 于 从 培养 器 壁 上 . 脱落 ， 这 时 如 振 蓝 培养 器 ， 就 能 选择 性 地 收集 到 M 期 的 细胞 。 这 一 方法 的 优点 是 ， 可 以 忽略 药物 等 因素 的 影响 ， 但 其 缺点 是 细胞 的 收集 率 低 。 因 此 , 有 时 合并 使 用 乙酰 甲 基 秋 水 仙 碱 (Co- lcemid) 等 可 使 细胞 停留 在 MX 期 的 药物 。 同 核 体 Chomokaryon) 同 核 体 是 指 在 共同 的 细胞 质 中 ， 含 有 复数 相同 的 基因 型 核 状态 。 原 指 子 宫 菌 类 和 担子 菌 类 的 菌 丝 体 中 含有 的 核 。 但 在 细 胞 融合 技术 已 被 广泛 应 用 的 今天 ， 已 在 广泛 的 生物 种 中 获得 应 fi. “karyon "是 核 的 意思 。 同 源 染色 体 (homologous chromosome) 所 谓 同 源 染 色 体 一 般 是 指 相同 形状 、 相 同 大 小 ， 同 一 基因 或 者 等 位 基因 以 相同 的 顺序 在 相同 的 位 置 上 排列 的 两 条 染色 体 。 在 减 数 分 裂 时 ， 它 们 互相 配对 。 在 构成 一 组 核 型 染色 体 中 ， 人 体 细胞 是 由 22 对 同 源 的 染色 体 和 XX( 女 ) 、XY ( 男 ) 性 染色 体 构 成 的 。 一 对 同 源 染 色 体 、 其 “ 中 有 一 条 来 自 父 系 ， 而 另 一 条 则 来 目 母系 。 突变 (mutation) 突变 是 指 遗 传 基 因 发 生 改 变 ， 即 由 于 DNA BK SER 列 的 改 变 导 致 遗 传 信息 的 改变 。 碱 基 序 列 的 改变 ， 在 自然 界 中 发 生 的 频率 很 低 (<10°~10™), HiuRAS ARH RR. X 射线 、 热 能 以 及 化 学 物质 等 ) 进行 物理 的 、 化 学 的 处 理 后 ， 可 以 提高 变异 率 。 除 此 之 外 , 采用 生物 学 因素 也 可 以 引起 变异 。 其 88 中 的 一 个 众所周知 的 例子 是 ， 当 进行 DNA 的 复 制 时 ， 会 由 于 DNAR GRE 〈 从 正常 DNA 聚 合 酶 来 看 , 它 本 身 是 一 种 变异 酶 ) 的 作用 使 碱 基 结 合 发 生 销 误 而 引起 变异 。 另 一 个 例子 是 ， 具 有 特殊 碱 基 序 列 的 DNA 片 段 ， 可 显示 在 DNA 链 的 不 同 部 位 的 移 BRR GAM. HB. Multa). ik 种 可 移动 性 的 DNA 片 段 ， 一 旦 进入 组 成 基因 的 一 系列 碱 基 排 列 中 也 SAR 变异 。 基因 发 生变 异 的 多 数 细胞 均 死 亡 〈 致 死 突 变 ) ， 仅 少数 变 异 能 传递 给 子 代 时 ， 才 有 可 能 开始 作为 突变 株 而 与 原来 细胞 相 区 别 。 这 一 现象 不 仅 表示 DNA 的 碱 基 序 列 能 BR 生 改 变 ， 同 ELE ap TERY EL Pe Ta 制 出 来 。 DNA 碱 基 序 列 的 变化 可 反映 在 两 个 方面 。 中 因 一 个 碱 基 发 生 改 变 而 组 成 新 的 碱 基 对 ，@@ 在 原 有 的 碱 基 序 列 中 或 加 入 新 的 碱 基 或 丢失 碱 基 。 所 有 这 些 都 是 由 于 遗传 密码 发 生变 化 ， 引 起 蛋白 质 的 氨基 酸 序列 发 生变 化 。 由 于 变化 了 的 蛋白 质 的 作用 ， 而 改变 了 细胞 性 质 。 高 等 动 植物 的 生殖 细胞 发 生变 卉 时 ， 子 代 的 个 体 性 质 也 将 发 生 改 变 。 突变 频率 (mutation rate) 突变 频率 是 指 在 每 一 个 体 于 一 定时 间 内 “多数 为 一 个 世代 时 间 ) 某 种 突变 发 生 的 频率 。 实 际 上 ， 根 据 不 同 的 生物 种 类 和 不 同 的 研究 目的 ， 其 定义 也 并 不 是 一 成 不 变 的 。 以 果 蝇 为 例 ， 由 于 出 现 致死 作用 的 基因 较 多 ， 故 在 表示 致死 突变 频率 时 ， 有 按 一 个 世代 一 个 基因 计算 的 ， 也 有 按 一 个 世代 一 个 配子 所 发 生 的 频率 计算 的 。 (DNA 链 的 ) 退火 (annealing) 当 把 双 链 DNA 溶 液 加 热 至 一 定 温度 后 ， 连 接 双 链 HAR 四 89 断 开 ， 形 成 单 链 。 将 其 缓 缓 冷却 ， 则 单 链 由 于 碱 基 序列 的 互补 性 ， 又 可 恢复 形成 双 链 。 如 果 把 混杂 两 种 近 缘 的 DNA (如 野生 型 与 突变 型 等 ) 进行 退火 ， 则 可 形成 与 原来 不 相同 的 杂种 双 链 DNA。 根 据 杂 种 双 链 DNA 的 形成 频率 来 表示 所 用 两 各 DNA 的 近 缘 性 。 有 时 也 可 称 为 DNA 的 变性 和 复 性 。 脱氧 核糖 核酸 CDNA, deoxyribonucleic acid) DNA 为 一 种 负载 着 遗传 信息 的 物质 。 它 作为 遗传 物质 由 这 个 细胞 传递 给 另外 的 细胞 ， 由 亲 代 传递 给 子 代 。 地 球 上 的 所 有 生物 都 把 结构 性 质 相 同 的 DNA 作 为 遗传 物 质 〈 以 RNA 作 为 ”遗传 物质 的 病毒 除外 ) 。DNA 是 长 线 状 结构 ， 因 此 也 称 为 生命 线 。 在 大 肠 杆 菌 〈 约 2&m) 等 细 蓝 细胞 中 的 DNA 总 长 度 约 为 1.1mim。 对 于 人 ， 一 个 细胞 含有 的 DNA 的 总 长 度 约 为 2m。 作为 遗传 物质 的 DNA， 具 有 两 种 主 BH 能 ， 其 一 是 具有 复制 相同 分 子 的 模板 分 子 的 作用 ; 其 二 承担 着 遗传 信息 中 信息 分 子 的 作用 。 对 其 结构 和 功能 的 解释 是 当前 生物 科学 研究 领域 的 中 心 课 题 。DNA 的 基本 物化 结构 已 于 50 年 代 BHA, RPS 是 自从 1953 年 华 特 生 (Watson) 和 克 里 克 (Crick) 搞 清 了 DNA 是 双 螺 旋 结 构 以 来 ， 使 生物 学 研究 领域 取得 了 划时代 的 研究 成 果 。 进 入 60 年 代 ， 即 在 1961 年 后 ， 尼 伦 伯 格 (CNirenberg) 在 试管 中 确立 了 蛋白 质 的 氨基 酸 缩 合 系统 ， 进 而 VF 清 了 DNA 碱 基 序 列 与 氨基 酸 的 对 应 关系 ， 即 揭 开 了 遗传 密码 的 奥秘 。 的 在 1966 年 左右 ， 氮 基 酸 的 遗传 密码 已 被 完全 确定 。 此 外 ， 由 于 梅 塞 尔 森 (Meselson) 和 斯 塔 尔 (Stahl) 于 1958 年 提出 了 双 链 半 保留 复制 模式 及 科恩 伯 格 (Kornberg) 于 1956 年 发 现 了 在 试管 内 用 DNA 育 合 酶 进行 的 DNA 合 成 反应 , 因而 可 以 认为 ， 已 大 体 搞 清 了 DNA 复 制 的 轮廓 。 但 是 ，DNA 复 制 是 高 度 受 控 的 反应 系统 ， 而 且 DNA 聚 合 酶 也 决 非 只 有 一 种 ， 因 此 DNA 复 90 制 ， 尤 其 是 对 真 核 生 物 DNA 的 复制 SUH, LARS HAA 竺 研究 解决 。 进入 70 年 代 后 期 ， 研 究 建立 了 DNA 碱 基 序列 的 检 测 方法 ( 桑 格 Sanger 和 库 尔 森 Coulson, 1977 年 马克 吉姆 Maxam 和 吉尔 伯 特 Gilbert, 1977 年 ) , 与 采用 限制 性 内 切 酶 切断 DNA 链 、 DNA 的 重组 、 置 换 以 及 质粒 的 克隆 化 方法 的 研 RE 成 一 个 整 体 ， 从 而 把 基因 结构 作为 碱 基 序 列 的 解释 变 得 相当 普及 。 遗 传 信息 GER) 就 是 碱 基 序 列 ， 决 定 所 需 的 氨基 酸 序 列 的 DNA 碱 基 序 列 ， 已 可 以 完全 用 化 学 方法 进行 合成 了 。 事 实 上 ， 目前 已 经 人 工 合成 了 由 14 个 氨基 酸 组 成 的 多 肽 一 对 应 于 生长 激素 : 释放 抑制 因子 的 DNA 碱 基 序列 〈 伊 塔 库 拉 Itakura, 1977 年 ) 。 当 把 这 种 DNA 引 入 至 大 肠 杆菌 中 ， 便 可 产生 出 生长 激素 释放 抑 制 因子 。 . 外 显 子 (RIAF) (exon) 在 真 核 生物 中 ， 由 DNA 转 录 的 前 体 RNA (或 hn RNA), 剪 掉 内 含 子 〈 捅 进 子 ) Wate, BRA mRNA, BR 成 氨基 酸 序 列 , 编码 这 种 终 末 mRNA 的 DNA 碱 基 序 列 , 即 称 为 外 显 子 。 通过 对 几 种 基因 的 比较 研究 发 现 ， 存 在 外 显 子 和 内 含 子 志 接 部 位 的 碱 基 序列 在 左 侧 为 AGYGUAAGU) 在 右 侧 为 (AGI GC (+ 连接 部 位 ) 的 共同 序列 。 由 于 核 内 低 分 子 RNA (sn RNA) 中 的 一 种 CU1RNA) 含有 与 该 共同 碱 基 序 列 形 成 互补 接合 的 _ 部 分 ， 从 而 出 现 了 与 拼接 有 关 的 假说 。 SS HME WIE (Western blotting method) IEG EH + a Be EE AR — ATK. FH FASDS3R WA tis BERK BERE «(polyacrylamide gel) 电泳 方 法 分 离 和 蛋白质， 然后 保留 电泳 区 带 的 原状 ， 将 其 转移 到 滤 膜 上 ， 用 免 97 #E HY Cimmunoradioassay) 检测 特 定 的 蛋白 质 。 萨 瑟 因 法 是 移动 DNA， 诺 森 法 是 移动 RNA， 本 法 与 之 相反 ， 是 移动 蛋 白质 ， 因 此 俗称 韦 斯 顿 (印迹 ) 法 。 未 分 化 细胞 (undifferentiated cell) 所 谓 分 化 是 指 在 发 育 过 程 中 决定 特异 化 的 一 种 过 程 。 所 谓 未 分 化 细胞 指 尚 有 分 化 余地 残存 的 细胞 。 在 发 育 过 程 中 ， 所 有 。 的 细胞 经 过 几 个 阶段 的 分 化 后 ， 变 成 分 化 完全 的 最 终 细 胞 。 在 单 指 未 分 化 细胞 时 ， 一 般 是 泛 指 ， 意 义 不 够 明确 。 因 此 ， 如 把 它 限定 在 特定 阶段 的 特定 组 织 内 ， 其 含 义 就 会 较 As. Pi 如 ， 造 血 系统 ， 在 其 细胞 分 化 中 ， 若 终 产 生 的 细胞 为 红细胞 ， 在 此 之 前 的 红 幼 细胞 及 红 幼 细胞 之 前 的 用 脏 中 的 造血 干细胞 是 未 分 化 细胞 。 对 未 分 化 细胞 的 分 化 机 理 目 前 尚未 弄 清 。 一 般 庆 为 ，DNA 组 成 中 的 4 种 碱 基 之 一 的 胞 喀 啶 的 甲 基 化 可 能 与 此 有 关 。 DEDNA (Satellite DNA) 把 真 核 生 物 核 的 DNA 切 成 适当 长 度 ， 用 密度 BEE 离心 方 法 加 以 分 离 ， 则 大 部 分 DNA 在 各 生物 种 中 所 特 有 的 SERS 上 形成 一 个 大 峰 , 在 其 旁边 形成 DNA 小 峰 或 在 其 下 部 形成 DNA 局 峰 ， 称 此 为 卫星 DNA。 自 从 1961 年 最 MAK MER MES 现 之 后 ， 在 包括 人 在 内 的 许多 真 核 生物 中 均 发 现 有 这 种 卫星 DNA。 多 数 的 卫星 DNA 是 数 十 乃至 数 百 个 碱 基 对 在 相间 药方 向 上 重复 数 万 次 或 者 数 万 次 以 上 前 后 串 列 的 结构 (高 重复 DNA 师 序 ) 。 它 主要 存在 于 染色 体 的 着 丝 粒 附近 ， 为 无 氨基 酸 编 码 。 或 叫 组 成 异 染 色 质 (heterochromatin) 结构 。 目 前 对 其 功能 兄 SCE THR. 温度 敏感 突变 型 (temperature sensitive mutant) 为 了 对 基因 功能 进行 解释 ， 获 得 各 种 各 样 的 突变 株 是 一 种 92 Ar YEE FB. a BE BBR SE AE PE ih BRR PP Sik as 与 野生 型 具有 不 同 的 表现 型 。 在 所 获得 的 温度 敏感 突变 型 中 ， 以 在 高 〈 低 ) 温 条 件 下 受到 致死 作用 者 居多 。 突 变型 以 t (c.) 表示 。 无 意义 密码 子 (nonsense coden) 在 由 4 种 碱 基 (A、G、U、C) 构成 的 64 种 遗传 密码 (三 联 体 、 密 码 子 ) 中 ， 与 任何 一 种 氨基 酸 都 不 对 应 的 3 种 密 码 了 一 一 UAG、UAA、UGA 称 为 无 意义 密码 子 。 当 进行 蛋白 质 合 成 时 ， 由 于 上 述 三 种 密码 子 缺 乏 相对 应 的 反 密码 子 tRNA， 从 而 使 蛋白 质 合 成 不 能 继续 进行 。 这 种 无 意义 密码 子 对 终止 蛋 白质 合成 具有 十 分 重要 的 作用 。 无 意义 密码 子 有 时 也 称 做 终止 Fiat. 细胞 壁 消化 酶 (cell wall digesting enzyme) 在 细菌 、 和 霉菌 、 高 等 植物 等 的 细胞 膜 外 侧 ， 包 有 一 层 具 有 一 定 机 械 强 度 的 膜 ， 称 此 为 细胞 壁 。 能 消化 此 细胞 壁 的 酶 称 为 细胞 壁 消化 酶 。 细 胞 壁 构成 成 分 因 生 物种 类 而 异 。 细 戎 的 细胞 壁 能 为 溶菌 酶 所 分 解 ， 酵 母 的 细胞 壁 能 为 酵母 酶 解 酶 所 分 解 ， 而 植物 的 细胞 壁 则 能 被 纤维 素 酶 所 分 解 。 除 去 细胞 壁 的 细胞 称 为 原生 质 体 。 原 生 质 体 与 动物 细胞 一 样 ， 甚 浮 在 低 渗 液 中 吸水 而 遭 破 裂 。 原生 质 体 常 被 应 用 于 细胞 融合 和 DNA 导 入 的 实验 中 。 细胞 工艺 学 (cell technology) 主要 以 培养 细胞 作为 材料 ， 通 过 细胞 融合 形成 杂种 细胞 ， 利用 显 微 注 入 法 等 给 细胞 注入 生理 活性 物质 ， 或 者 利用 转 染 法 (transfection) 注入 基因 等 各 种 方法 ， 或 利用 上 述 方 法 分 析 细胞 性 质 、 赋 予 细胞 以 新 的 特性 ， 从 而 使 之 合成 特定 的 物质 ， 这 个 领域 总 称 为 细胞 工艺 学 。 细 胞 工艺 学 与 体 细胞 遗传 学 在 意 OTS ee ae ee ee 93 义 上 有 许多 相同 之 处 。 细胞 工艺 学 领域 的 发 展 基础 是 ，1.。 杂种 细胞 的 形成 ;2。 采用 选择 性 培养 基 ， 分 离 由 末代 细胞 通过 融合 方法 而 生成 的 杂 PAH; 3. AAR Chybridoma) WFR; 4。 用 钙 - 磷 酸 法 和 显 微 注 入 等 方法 ， 把 DNA 导 入 于 培养 细胞 内 等 等 。 细胞 骨架 (cytoskeleton) 细胞 骨 架 就 是 在 细胞 质 内 ， 具 有 保持 细胞 形态 功能 的 蛋白 质 性 质 的 结构 要 素 。 细 胞 骨 染 由 直径 24nm 的 微 管 和 直径 5 一 8 nm 的 微 丝 以 及 中 等 直径 的 纤 丝 所 组 成 。 其 主 要 组 成 成 分 是 ; 形成 微 管 的 分 子 量 为 55, 000 的 蛋白 质 〈 微 管 蛋白) ， 在 微 管 的 会 合 处 发 挥 作 用 的 微 管 结合 蛋白 质 、 微 丝 具 有 和 骨骼 肌 相 同 的 肌 动 蛋白 、 肌 球 蛋 自 (myosin)、 原 肌 球 蛋 白 (tropomyosi- Nn). 用 超 高 压 电 子 显微镜 观察 ， 发 现 微 丝 在 细胞 质 中 到 处 形成 细 格 网 状 结构 ， 与 细胞 膜 下 面 的 人 微 丝 束 、 微 管 、 核 、 内 质 网 等 细胞 器 相连 接 。 微 丝 通过 反复 进行 聚合 ， 脱 聚合 而 在 原生 质 流 OY. MARSA. MRR BATRA SER. 受到 细胞 松弛 素 也 的 作用 时 ， 一 部 分 的 微 丝 消失 。 微 管 能 根据 细胞 内 生理 状态 的 变化 ， 进 行 多 次 聚合 ， 脱 聚 合 、 从 而 可 对 保持 细胞 形态 和 变化 方面 发 挥 作用 。 此 外 ， 纤 毛 和 鞭毛 的 形成 与 运动 也 有 关系 。 微 管 在 受到 秋水 仙 碱 的 作用 后 可 发 生 脱 聚合 ， 使 分 裂 期 染色 体 的 移动 受到 妨碍 ， 因 此 可 用 于 收集 分 裂 期 的 细胞 。 SR REE (cell fusion) 把 两 个 以 上 细胞 的 细胞 质 混 合 ， 使 之 成 为 一 个 被 单一 细胞 蝶 所 包 训 起 来 的 细胞 状态 ， 称 为 细胞 融合 。 融 合 后 细胞 的 细胞 核 有 时 也 会 发 生 融合 〈 融 合 核 ) ， 称 此 为 杂种 细胞 。 94 ERR, BeAr LE AY Pe, BN Ae Ae ee 也 不 易 发 生 融合 。 肌 纤维 的 形成 及 因 受 精 而 发 生 的 细胞 融合 和 核 融 合 等 情况 是 限于 特殊 情况 。 通 过 人 工 方法 处 理 ， 可 以 提高 细胞 融合 的 频率 。 利 用 这 一 方法 ， 使 采用 培养 细胞 的 体 细胞 遗 传 学 获得 了 迅速 的 发 展 。 就 是 说 ， 采 用 这 一 方法 ， 可 使 在 自然 蜡 中 不 能 进行 交配 的 种 间 ， 属 间 的 杂种 ， 在 细胞 水 平 上 变 为 可 能 ， 从 而 可 以 获得 过 去 所 没有 的 新 特性 的 细胞 。 此 外 ， 通 过 对 人 体 细 胞 和 其 它 动物 细胞 之 间 的 杂种 细胞 的 研究 ， 有 可 能 促进 对 有 关 人 体 许 多 基因 的 研究 。 现在 主要 是 使 用 仙台 病毒 法 〈 冈 田 善 雄 ，1957 年 ) MAES 二 醇 法 CHEEK Pontecorvo, 1975 年 ) 进行 细胞 融 合 。 其 中 由 于 PEG 法 适用 范围 广泛 ， 控 制 简 便 ， 故 大 多 采用 PEG 法 。 当 把 细胞 融合 用 于 体 细 胞 遗传 学 时 ， 需 要 从 两 个 亲 株 细胞 中 ， 把 由 融合 细胞 形成 的 杂种 细胞 挑选 出 来 。 为 了 达到 这 一 号 的 ， 常 使 用 利 特 菲 尔 德 建立 的 方法 ， 即 在 实验 中 只 使 用 仅 有 而 药性 细胞 才能 够 生长 的 选择 性 培养 基 。 其 具体 方法 是 : 用 HGPRTRRR “KREY SERBRREZRAM) WTKR i OER GER) 作为 两 个 亲 株 细胞 ， 用 含有 次 黄 味 聆 CH), SEIS CA) 和 胸腺 喀 We BE A CT) 的 培 养 基 (CHEATI 培 养 基 ) 作为 选择 培养 基 ， 在 这 种 培养 基 中 ， 只 有 HGPRT 缺 失 株 和 TK 缺 失 株 的 杂种 细胞 才能 生长 。 在 植物 情况 下 ， 则 可 把 从 植物 体 直接 取 下 的 细胞 或 者 愈 伤 组 织 细 胞 在 等 渗 液 中 ， 用 纤维 素 酶 (cellulase) 预先 处 理 ， 除 去 细胞 壁 得 到 原生 质 体 (protoplast) 。 然 后 用 聚 乙 二 醇 使 原 生 质 体 与 细胞 融合 ， 然 后 再 恢复 细胞 壁 。 通过 有 异种 植物 的 原生 质 体 之 间 的 细胞 融合 ， 可 以 得 到 种 间 杂种 细胞 。 将 其 进行 培养 、 分 化 ， 有 可 能 得 到 自然 界 中 难以 获 95 PPA ay. SUA (Merchercs) 获得 的 马 铃 BAB 红 柿 的 种 间 杂 种 pomato 是 早 就 为 世人 所 涩 知 的 。 细胞 松弛 素 (cytochalasin) 细胞 松弛 素 是 在 进行 动物 细胞 核 和 细胞 质 分 离 的 同时 ， 又 能 保持 其 原 有 形态 而 使 用 的 一 种 试剂 。 动 物 细 胞 核 在 细胞 质 第 不 是 旦 浮游 状态 存在 , 而 是 通过 一 种 被 称 之 AMZ (mic- rofilament) 的 含有 肌 动 蛋白 (actin) 的 网 状 结 构 与 细胞 膜 互 相 接合 。 细 胞 松弛 素 能 阻碍 微 丝 的 形成 ， 当 用 这 一 试剂 处 理 动 禾 细 胞 ， 细 胞 核 便 会 以 一 层 很 蒲 的 细胞 质 层 与 细胞 膜 呈 缠绕 的 状态 从 细胞 中 突出 。 把 这 种 现象 称 为 脱 核 。 这 种 方法 于 1967 年 首先 由 卡特 (Carter) 所 发 现 。 其 后 , 普 雷 斯 科 特 (Prescott) 提出 了 使 用 离心 分 离 的 改良 方法 ， 从 而 提高 了 了 脱 核 的 殖 率 。 已 知 有 从 A 到 下 等 多 种 细胞 松弛 素 ， 在 脱 核实 验 中 ， 从 保 存 的 稳定 性 上 考虑 ， 以 使 用 细胞 松弛 素 也 最 为 常见 。 She = 4(cellular aging) 作为 生物 学 用 语 的 衰老 ， 是 指 生物 增加 年 龄 ， 以 及 伴随 年 龄 前 增长 而 出 现 的 生物 现象 ， 比 一 般 用 语 的 老化 (senescence) 党 义 更 为 广泛 。 老 化 与 通常 听 说 加 龄 一 词 意义 相同 。 ”过 去 认为 衰老 是 一 种 个 体 水 平 的 现象 。1961 年 ， 海 弗 利 克 (Hayflick) 提出 ,正常 二 倍 体 细 胞 在 细胞 水 平 上 具有 一 定 寿命 的 假说 (Hayflick 假 说 ) 。 认 为 即使 在 细胞 水 平 上 也 有 衰老 问题 ， 因而 把 细 胞 的 衰老 作为 一 个 个 体 的 衰老 模型 而 展开 了 赋 究 。 由 组 织 切 取 、 移 入 塔 养 系统 中 的 细胞 ， 一 般 要 经 历 图 中 所 示 的 过 程 。 原 代 塔 养 称 为 第 一 期 ;细胞 开始 分 型 增殖 ， 具 有 传代 能 力 时 称 为 第 二 期 ， 分 裂 次 数 增加 ， 而 增殖 速率 下 降 ， 不 久 分 裂 停 止 而 进入 第 三 期 。 对 第 三 期 的 细胞 精心 加 以 培养 ， 可 以 继续 生 王 一 年 以 上 。 因 此 ， 可 对 细胞 停止 分 裂 与 细胞 的 死亡 作为 独立 96 的 现象 予以 考虑 。 从 第 二 期 向 第 三 期 过 渡 时 ， 细 有 跑 群 中 的 一 部 分 细胞 有 时 会 发 生 转 10" ,7 无限 增 殖 性 细胞 系 化 ， 获 得 无 限 的 增殖 能 型 力 。 在 多 数 情 况 下 ， 这 些 细胞 呈现 伴 有 染色 体 异常 和 形态 变化 的 瘤 细 胞 的 性 质 。 REM NRA wiht ok sot of .以 遗传 因素 为 主 的 程序 学 说 ; 2. 细胞 内 的 物质 代谢 错误 ， LDR oR 系统 发 生 错 误 堆 积 为 主 的 误差 学 说 ; 3。 重 视 激 素 、 营 养 等 因素 的 环境 因素 学 说 。 细胞 周期 (cell cycle) 细胞 是 通过 M 期 〈 细 胞 分 裂 期 ) Gi 期 、S 期 CDNA 合成 期 ) 及 G; 期 等 4 个 期 的 重复 而 实现 细胞 的 增殖 ， 人 们 称 此 为 细 胞 周期 〈 参 见 图 1-17) 。 在 50 年 代 以 前 ， 根 据 光 学 显 微 镜 水 平 的 观察 所 得 的 结果 ， 认 为 细胞 周期 是 由 分 裂 间 期 (interPhase) 和 分 裂 期 Gmitotic phase) 构成 的 。 但 是 到 了 19534, AB ji? (Haward) 和 佩 尔 克 〈Pelc) 用 放射 性 物质 DRADER 端 细胞 的 DNA 的 实验 证 明 ， 在 分 裂 间 期 内 还 有 S 期, SMA 有 一 个 间 际 期 (gap), 命名 为 Gi 期 、Gz 期 。 Gi 期 是 细 Hid a FR 之 后 至 DNA 合 成 开始 时 的 DNA 合 成 准备 期 ，Gsz 期 是 DNA 合 成 结束 至 细胞 分 裂 开始 时 的 细胞 分 裂 准备 期 。RNA 的 合成 和 重量 RMS, RY MBS, CHES MYM. MTA RAVAN CO) EAN. BRAY ee. A 胞 等 )， 培养 时 间 ， 周 | i ae th te ee i > es - 97 BRIE PE BBA Sh, SHAY PIE AR Ml iG FF EZR Il A I Ta], RS 过 其 S 期 、G: 期 、M 期 变 化 很 少 ， 以 G 期 变化 最 大 。 在 个 别 的 例子 中 ， 甚至 看 到 没有 G: 期 的 细 胞 。 此 外 停止 分 裂 的 细 胞 〈 脑 细胞 .肝脏 细 胞 、 肌 细 胞 等 ) ， 在 G: 期 停 止 增殖 ， 把 这 种 离开 细 A gy 胞 周期 的 时 期 称 为 Go 期 。 过 去 ，G 期 被 认为 EG 期 的 一 部 分 ， 但 是 由 于 其 染色 质 的 组 成 要 素 和 结构 不 同 ， 现 在 一 般 均 把 Go 期 看 作 是 独立 于 G: 期 之 外 的 时 期 。 仙台 病毒 (sendai virus) 他 人 台 病 毒 亦 称 日 本 血 凝 病毒 (HVJ, Hemagglutinating Virus of Japan) 。 这 是 一 种 能 使 动物 细胞 发 生 融 合 的 病毒 。 自从 网 田 善 雄 和 哈里 斯 (Harris) 将 其 用 于 杂种 细胞 之 后 ， 在 世界 各 国 得 到 了 广泛 应 用 ， 从 而 为 体 细 胞 遗传 学 的 迅速 发 展 作 出 了 贡献 。 HVJ #24 150~600nmAyKMRNAW ES, JRA) 粘液 病 SEKI— PP. CAB TEE AM ETE CE REDE BE 细胞 膜 的 主要 成 分 一 一 双 层 脂 质 的 外 膜 所 覆盖 。 病 毒 的 被 膜 中 含有 两 种 蛋白 质 ， 其 中 一 种 蛋白 质 在 与 细胞 的 受 体 (recepter) 结合 时 起 重要 作用 ， 而 另 一 种 蛋白 质 WE RMA 时 起 重要 作 用 。 但 有 关 细 胞 融合 反应 的 具体 细节 尚 竺 进一步 研究 解决 。 HVJ 病 毒 作 为 一 种 细胞 融合 剂 ， 具 有 易于 操作 的 优点 ， 但 对 没有 病毒 受 体 的 昆虫 和 植物 细胞 则 不 适用 ， 而 且 在 制备 过 程 中 活性 也 不 够 稳定 ， 是 其 不 足 之 处 。 为 殉 服 这 一 不 足 ， 在 实验 98 中 广泛 采用 一 种 叫做 聚 乙 二 醇 (PEG) 的 化 学 物质 。 先前 导 序 列 (leader seguence) 由 DNA 转 录 的 mRNA， 从 这 一 端 至 另 一 器 ， 并 非 对 所 有 的 氨基 酸 都 具有 遗传 信息 。 其 中 也 有 未 被 翻译 的 部 分 。 由 被 转 录 的 mRNA 5 末端 开始 至 氨基 酸 缩 合 起 始 密码 子 (AUG) 出 现 为 止 ， 这 段 的 碱 基 序列 是 蛋白 质 遗 传 信 息 的 先行 信息 ， 故 被 称 之 为 先前 导 序 列 。 在 这 个 序列 中 含有 翻 译 时 mRNA 与 核糖 体 相 结合 所 必需 的 碱 基 序列 〈 原 核 生物 为 S 一 D 序列 ,一 AGGA 一 )， 它 对 翻译 机 构 具 有 重要 作用 。 RAFAH Cmicroinjection) 显 微 注 射 法 亦 称 微量 注射 法 。 是 一 种 往 峙 卵 、 培 养 细胞 以 及 细胞 核 等 注入 极 微量 高 分 子 物 质 的 方法 。1971 年 格 登 等 往 非 PAIS Ay ON BE i CB) 中 注入 外 源 性 mRNA， 依 赖 该 mRNA 合成 蛋白 质 获 得 成 功 。 在 此 之 后 ， 人 们 便 把 非洲 求 昌 的 多 母 细 胞 作为 活 的 试管 ， 广 泛 用 于 真 核 生 物 基因 表达 机 理 的 研究 。 不 仅 mmRNA， 而 且 把 克隆 化 了 的 基因 注入 到 卵 母 细胞 卵 核 的 技术 也 得 到 发 展 。 这 种 方法 常 被 用 于 转录 调节 的 研究 。 其 方法 是 ， 把 直径 1min 的 玻璃 毛细 管 拉 长 ， 使 尖端 的 直径 达 20~30um, HF 其 与 微量 吸管 或 微量 注射 器 连接 后 即 可 进行 实验 操作 。 也 可 在 显 微 锐 下 利用 显 微 操 作 器 进行 注入 操作 。 此 外 ， 研 究 开发 了 往 培 养 细胞 的 细胞 质 或 核 中 微量 注 六 蛋 曰 质 或 DNA 等 的 方法 。 在 这 种 情况 下 ， 把 欲 注入 WD 质 洲 解 : 在 含有 培养 细胞 的 培养 基 中 ， 用 纤细 的 玻璃 尖 扎 刻 细 胞 或 细胞 核 后 注入 。 限制 性 酶 切 图 谱 (restriction map, cleavage map) 限制 性 内 切 酶 切断 的 DNA 碱 基 序 列 ， 根 据 酶 的 不 Te 有 不 同 的 特异 性 。 因 此 当 某 一 种 限制 性 内 切 酶 作用 于 某 种 DNA 99 时 ， 所 得 到 的 DNA 片 段 的 数目 和 大 小 ， 可 Ua 该 限 制 性 内 切 酶 所 能 识别 、 切 断 的 碱 基 序 列 的 数 且 和 分 布 。 降 低 酶 的 切 晰 作用 ， 对 没有 完全 分 解 的 中 间 产 By GE-DNA 片段 和 邻近 的 RDNA RMA PRE, BRA EE) BE TT 析 ， 并 且 用 不 同 的 限制 性 内 切 酶 进行 切断 碱 基 序 列 的 处 理 ， 然 后 再 通过 两 者 的 互相 结合 ， 就 有 可 能 显示 出 DNA 上 各 种 限制 性 内 切 酶 的 切断 点 。 把 切断 点 在 基因 组 上 加 以 表达 ， 此 即 称 为 限制 性 酶 切 图 谱 。 Fn SI MEA YR (restriction endonuclease) We Ba A eT SEPM a TE Fe OAR 染 率 明显 降 低 ， 从 这 一 现象 出 发 ， 发 现 了 特异 地 消化 噬菌体 DNA BYDNA 分 解 酶 ， 根 据 限 制 噬菌体 感染 这 一 事实 ， 把 此 种 分 解 酶 总 称 为 限制 性 内 切 酶 。 限 制 性 内 切 酶 能 识别 双 链 DNA BY 特定 碱 基 序 列 ， 然 后 将 双 链 切断 。 限 制 性 内 切 酶 是 在 各 种 生物 中 广泛 存在 的 一 种 酶 ， 对 各 种 DNA 切 断 点 的 碱 基 序 列 具有 特异 性 。 由 于 切断 时 ， 保 留 单 链 的 部 分 ， 与 碱 基 序列 具有 互补 性 ， 因 此 通过 氧 键 可 以 再 次 连接 起 来 。 故 可 用 于 构成 重组 DNA。 由 于 限制 ti A BSE IE 1s AAI DNA 2 ER 定 的 碱 基 序 列 处 切断 ， 因 此 在 DNA 的 碱 基 序列 分 析 中 也 是 不 可 GR RE. Ee 今 已 经 知道 ， 存 在 有 200 种 以 上 的 限制 性 内 切 酶 ， 从 切断 点 的 碱 基 序列 的 特性 来 看 ， 至 少 也 有 90 种 限制 性 内 切 酶 。 切 断 的 方式 有 上 “两 种 ， 一 种 是 切断 时 保留 单 链 〈 粘 性 末 端 ); 另 一 种 是 在 同一 处 切断 双 链 〈 平 滑 末端 ) 。 得 自 不同 生 物 , 切断 相同 磊 基 序列 的 EE Hisocysomer, 切断 100 t 切断 51.。。o， G 5 AAT TCeeccceees 3° 了 CTTAIA5 Te 5! EcoRI 识 别 切 断 的 碱 基 序 列 AR G20 (adenine) (A) 腺 味 叭 是 核酸 CDNA, RNA) FAY — FPR RE, the ATP (三 磷酸 腺 苷 ) 的 组 成 成 分 。 在 表示 核酸 的 碱 基 序 列 等 场 BUA RAZ. . Ae Re RRB (adenine phosphoribosyltransf- erase, APRT) } Hi Wk > 3 BE PR AS EE GH BRR TE AR 前 体 腺 苷 酸 (adenosine 5’-monophosphate, }iR =f —5’ —24 @ HR, AMP) 的 一 种 酶 ， 是 味 叭 补救 循环 系统 中 的 一 种 酶 。 与 也 GPRT 缺陷 株 一 样 ，APRT 缺 陷 株 使 用 叮 叭 类 似 体 ， 也 很 容易 分 离 得 到 它 的 耐 药 性 株 。 其 基因 位 于 常 染 色 体 上 。 最 近 ， 从 使 用 小 鼠 工 -， APRT 细 胞 的 转化 实验 中 ， 已 经 分 离 到 大 鼠 APRT 基 因 。 信号 肽 (signal peptide) 生物 合成 的 动物 细胞 某 些 种 类 的 分 泌 蛋 白质 ， 在 其 氨基 术 端 上 有 与 透 过 膜 机 制 有 关 的 约 15 一 30 个 氮 基 酸 残 基 “主要 由 或 水 性 氮 基 酸 组 成 ) 的 肽 与 之 相连 接 。 在 透 过 内 质 网 膜 时 , 这 种 肽 被 一 种 特殊 的 蛋白 酶 (信号 肽 酶 ) 所 切断 并 除去 〈 蛋 白质 加 工 )。 把 这 种 被 除去 的 肽 称 为 信号 肽 。 近 几 年 来 已 经 逐渐 闻 明 ， 在 原 核 生 物 的 各 种 蛋白 质 中 也 有 这 种 序列 存在 。 当 试图 利用 原核 生 物 大 量 生产 基因 产物 〈 蛋 白质 ) 时 ， 可 以 考虑 把 这 种 信号 肽 序 列 的 基因 〈 碱 基 序列 ) 与 目的 重 白 质 的 基因 相连 接 ， 以 使 目的 ， 101 | ' 蛋 白质 能 大 量 分 泌 到 细胞 外 。 ,信使 RNA (messenger RNA, mRNA) 在 翻译 遗传 信息 的 过 程 中 ， 除 非 DNA 链 的 遗传 信息 转移 到 RNA 上 ， 和 否则 就 不 能 被 直接 阅读 。 这 种 RNA 一 般 称 做 信使 RNA。 由 DNA 合 成 mRNA 的 反应 过 程 称 为 转录 z# 在 原核 EB 中 ， 是 由 一 种 属于 操纵 子 的 基因 和 群 转录 成 可 解读 的 mRNA (或 叫 多 顺 反 子 信使 )， 并 进而 翻译 成 各 种 蛋白 质 。 而 在 真 核 生 物 中 ， 首 先是 在 核 中 转录 成 前 体 RNA (不 均一 RNA，heterogene- ous RNA), ， 进 而 再 在 5 末端 上 结合 帽 状 结构 ， 在 3 末端 上 结 合约 206 个 残 基 的 多 聚 腺 叮 叭 (Poly A) 的 结构 而 被 修饰 。 当 基因 被 分 开 时 ， 经 拼接 把 内 含 子 剪 切 后 ， 转 移 至 细胞 质 内 。 原 核 生 物 、 真 核 生 物 中 的 mRNA 一 般 都 不 稳定 。 当 然 ， 像 动物 的 珠 蛋 白 mRNA 那 样 极其 稳定 的 例子 也 是 有 的 。 性 染色 体 (sex chromosome) 性 染色 体 是 一 种 与 决定 肉 雄 性 别 有 特 别 密切 关系 的 染色 体 。 性 染色 体 之 外 的 染色 体 , 一 般 称 做 常 染色 体 〈autosome) FLEA RAL A em, UHL. A, RM 〈 双 翅 目 ) 的 雄性 染色 体 是 异型 的 ， 以 2A+XY 表 示 ， 而 雌性 染色 体 则 以 2A + 入 又 表示 。 当 鸟 类 、 蚕 MMA) 的 具 性 性 染色 体 为 异型 时 ， 雄性 以 2A+ 2Z2Z 表 示 ， 肉 性 以 2A+ ZW HAN. H-Y 抗 原 对 决定 第 一 性 征 起 着 重要 作用 。 已 经 发 现 ， 在 肴 椎 动物 中 ， 叭 雄 为 异型 结合 体 〈(XY 或 ZW) 。 哺乳 动物 的 肉 性 ， 两 条 和 染色 体 中 有 一 条 失 活 ， 这 样 就 使 肉 性 基因 数量 与 雄性 平衡 。 胸腺 喀 啶 (thymine, T) 胸腺 喀 喧 是 构成 DNA 的 一 种 喀 了 啶 碱 基 。 与 腺 味 叭 (CA) 以 氢 键 结合 而 形成 碱 基 对 。 胸 腺 喀 喧 相当 于 尿 喀 啶 CUD 的 甲 基 162 化 物 ， 在 RNA 中 几乎 不 存在 。 iy iRlBIeREMSM “thymidine kinase, TK) Fis IR PES Bie Ae EF We A HE TA TR a EP ek Be A Fi — Mm, HARE 2 SBR MEH (thymidine) 进行 PER, (HE ne iy PRM WE WR (thymidylic acid), HA 3 BP GS id RE Ie A OS LR RE 2 HAG EE — . FEDNA BY 45 GA J Bie OE We A EF BR DY Ha Sa BE H = BERR TEX ih Oe A. 4 Aah Dy A Iie 5 | EN RE Ea, 可 利用 放射 性 同位 素 标记 的 胸腺 喀 喧 核 苷 测定 DNA 合 成 活性 。 在 这 种 情况 下 , 即使 缺失 TK， 但 由 于 从 原料 开始 的 全 程 合成 所 发 挥 的 作用 , 故 也 不 会 导致 死亡 。 但 如 给 予 从 无 到 有 人 台 成 的 抑制 剂 ( 如 氮 基 克 叭 ) 则 细胞 不 能 增殖 而 有 死亡。 1965 年 ， 利 特 菲 尔 德 (Littlef ield) 在 用 工 细胞 筛选 胸 腺 MERE IAW —— ASA RARE CBUdR) 指 耐 性 细 Het, AP T — PRT KG RR, THA, TK 2 a fe — REREAD, 可 引起 死亡 , 而 在 培养 基 中 事先 加 人 六 氨 Bae We WS FA Hd Fi GE AY, 则 可 获得 ITK 回 复 细胞 株 。 由 于 TK 与 细 胞 增殖 这 一 重要 性 状 有 关 ， 以 及 在 缺失 和 回复 这 两 个 方面 容易 进行 选择 等 等 理由 , 因此 在 体 细 胞 遗传 学 中 得 到 了 普遍 的 应 用 。 Uo, OLN SAAS RAT KA, shah i 内 发 挥 作用 ， 故 也 常常 在 使 用 TK 缺 陷 型 株 的 转 染 实验 中 被 采用 。 修补 (patching) 修补 是 表示 细胞 膜 流 动 性 的 重要 现象 之 一 。 通 常 是 指 以 抗 体 作 用 于 分 散在 淋巴 细胞 膜 的 抗原 时 ， 抗 原 一 面 与 抗体 结合 ， 一 面 在 细胞 膜 上 移动 并 集合 而 形成 小 块 (Patch) ， 这 一 现象 被 称 为 修补 。 如 果 事 先 把 抗体 进行 荧光 标记 ， 则 可 发 现 抗 原 - 抗 体 复 合 物 在 荧光 显微镜 下 呈 块 状 。 pie) Sie el SS —— iti > 103 所 形成 的 小 块 在 细胞 膜 上 可 能 动 地 被 输送 到 含有 中 心 体 和 高 尔 基体 的 边缘 ， 形 成 帽 状 〈caping) ， 进 入 于 细胞 质 中 ; 选择 培养 法 (selective culture methcd) 选择 培养 法 是 指 在 应 用 细菌 、 酵 母 菌 、 和 霉菌、 培养 细胞 进 行 实验 以 达到 获得 突变 株 和 重组 体 的 最 终 目标 时 ， 而 对 克隆 体 进行 分 离 和 培养 的 一 种 方法 。 通 常 ， 选 用 耐 药 性 、 营 养 需 求 狂 及 温度 敏感 性 作为 选择 指标 。 作为 遗传 工程 常用 的 方法 是 把 具有 耐 青 霉 素 或 四 环 素 基因 的 质粒 作为 载体 ， 并 把 它 插 入 于 菌 体 中 ， 然 后 对 这 种 菌 的 生长 进行 选择 培养 。 在 生产 单 克 隆 抗体 (monoclonal antibody) 时 ， 是 把 骨 fig Gnyelona) 细胞 改造 成 HGPRT 缺 陷 株 ， 然 后 使 之 与 正 常 脾 细胞 进行 融合 增殖 并 以 此 进行 选择 培养 。 于 绿 体 〈 基 国 ) (chloroplast (gene) ] 为 含 叶绿素 (chlorophyl) 的 色素 体 ， 是 绿色 植物 进行 光 合作 用 的 细胞 器 。 其 中 含有 与 细胞 核 不 同 的 独立 的 遗传 信息 ， 称 为 叶绿体 基因 。 叶绿体 基因 DNA 是 分 子 量 约 为 10 的 环 状 分 子 。 根 据 其 DNA 分 子 的 大 小 ， 推 测 可 能 含有 100 一 200 个 基因 。 构 成 叶绿体 RS PPE FRA ZE AL, 大 多 已 被 鉴定 。 经 证 明 ， 叶 绿 体 的 转录 系统 和 翻译 系统 均 与 原核 生物 类 似 。 当 大 肠 杆 菌 的 RNA 到 合 酶 一 且 识 别 叶绿体 DNA 上 的 启动 子 部 位 后 ， 便 开始 进行 转录 。 被 合成 的 mRNA 在 叶绿体 固有 的 核糖 体 〈70S， 与 原核 生物 的 核 糖 体 类 似 ) 上 被 翻译 成 蛋白 质 。 叶 绿 体 核 糖 体 的 rRNA 和 tRNA 的 基因 也 存在 于 叶绿体 的 DNA 上 。 但 是 叶绿体 的 形成 及 其 功能 ; 的 表现 ， 并 不 完全 依靠 叶绿体 基因 。 人 例如， 叶绿素 合成 系统 的 天 及 DNA 合 成 梅 ， 依 赖 于 细胞 核 的 基因 。 此 外 ， 已 经 知道 ， 术 104 Bl Hi — BERR 1h AY A SE A REA DNARS, TDI 基 单 位 是 由 核 DNA 所 编码 。 核 基因 和 叶绿体 基因 的 表达 与 细胞 增殖 、 叶 绿 体 分 裂 、 光 合作 用 能 力 的 变化 等 现象 之 间 是 如 何 进 行 联系 和 调节 的 问题 ， 仍 然 是 令 人 十 分 关心 的 。 胰岛 素 基 因 (insulin gene) 胰岛 素 基因 是 决定 胰岛 素 氨 基 酸 排列 顺序 的 基因 。 胰 岛 素 是 由 胰 脏 中 胰岛 的 8 细胞 所 合成 ， 在 受到 葡萄 糖 等 刺激 后 而 分 泌 在 血液 中 的 一 种 激素 。 它 能 增加 细胞 对 葡萄 糖 的 摄取 和 促进 “葡萄糖 向 糖 原 、 脂 肪 酸 转化 ， 从 而 能 使 血糖 量 下 降 ， 故 一 直 被 作为 糖尿 病 的 治疗 药物 。 此 外 , 胰岛 素 也 能 促进 氨基 酸 的 吸收 ， 蛋白 质 的 合成 及 细胞 的 增殖 ， 但 其 作用 机 制 尚未 完全 冰 明 。 根据 动物 种 类 的 不 同 , 胰岛 素 的 氨基 酸 排列 也 会 稍 有 不 同 。 人 的 胰岛 素 是 由 21 个 氨基 酸 残 基 组 成 的 A 链 和 由 30 个 氨基 酸 残 基 组 成 的 了 B 链 构成 的 ， 通 过 半 胱 氨 酸 的 S 一 S 键 连接 而 成 的 肽 (peptide) 。 猪 胰岛 素 的 结构 与 人 胰岛 素 的 结构 最 为 相似 ， 仅 在 也 链 末 端 上 的 一 个 氨基 酸 残 基 有 所 不 同 。 胰 岛 素 用 于 长 期 治 ” 疗 会 出 现 副作用 。 过 去 主要 是 采用 改变 动物 胰岛 素 的 结构 ， 使 之 与 人 胰岛 素 的 结构 相同 而 被 使 用 。 最 近 ， 美 国 已 将 人 胰岛 素 基因 克隆 化 ,用 大 肠 杆菌 生物 合成 成 功 并 已 进入 批量 生产 阶段 。 ies Lane "Aight Teh 7, C 末端 7 ARR (BH) 19/ 30' 移 码 (3228) (frame shift (mutation) ] 遗传 密码 是 把 mRNA 碱 基 序列 的 三 个 碱 基 为 一 组 ， 对 应 于 一 个 氨基 酸 而 进行 解读 的 。 因 此 ， 如 果 丢 失 或 者 相反 增加 一 个 入 末端 ! er 105 PIE, MAAR EAT PB: 〈 沿 氨基 酸 缩 合 方向 y 的 解读 结构 RAGA 〈 移 码 ) ， 生 成 与 正常 氨基 酸 序列 不 同 的 蛋 白 质 ， 即 引起 突变 。 碱 基 的 丢失 与 增加 并 不 仅仅 限于 一 个 。 当 相连 接 的 三 个 碱 基 发 生 丢 失 、 揪 入 时 ， 就 会 发 生 一 个 氨基 酸 的 丢失 、 揪 Ko BEF RBA ME CS) 的 搬入 也 会 使 解读 范围 改变 ， 从 而 发 生变 异 。 遗传 标记 (genetic marker) 遗传 标记 是 指 在 遗传 试验 中 使 用 的 能 明确 区 别 、 易 于 论 测 遗传 性 状 的 一 种 术语 。 既 使 对 控制 这 些 性 状 基因 的 确切 功能 疝 不 清楚 ， 但 是 可 以 利用 这 一 术语 来 阐明 已 被 表达 的 性 状 。 在 微 生物 遗传 学 中 常 使 用 氨基 酸 等 的 营养 要 求 基因 及 耐 A HE A 等 ， 而 在 高 等 动 植物 中 除 此 之 外 多 采用 形态 性 状 基因 。 -遗传 重组 (genetic recombination) 遗传 重组 是 指 子 代 所 获得 的 不 同 于 两 个 亲 代 所 各 自 具 有 的 新 的 基因 型 现象 。 在 真 核 细 胞 中 ， 当 同 源 染 色 体 分 配 到 子 细胞 中 时 ， 染 色 体 之 间 便 会 发 生 重 组 ， 但 这 种 重组 一 般 是 指 在 减 数 分 裂 期 内 由 于 染色 体 的 交叉 而 发 生 的 基因 重组 现象 。 实 际 上 ， 重组 是 在 DNA 分 子 间 发 生 的 ， 为 了 阐明 这 一 现象 ， 采 用 结构 简 单 的 吹 菌 体 DNA 对 重组 的 分 子 机 制 进行 分 析 。 结 果 证 明 ， 在 大 Arh Ba BY A 喉 菌 体 和 T4 叹 菌 体 中 ， 重 组 是 由 于 DNA 链 的 切断 和 再 连接 而 引起 的 。 不 过 ， 随 春分 析 技 术 的 进步 与 发 展 ， 已 经 立 明 重 组 的 形式 是 多 种 多 样 的 。 目 前 大 体 已 经 知道 的 有 : 一 般 重 组 (general recombination) ， 特 定 部 位 重组 (site-specific recombination) 和 非 正 常 重组 (illegitimate recombination) 。 在 重组 的 反应 过 程 中 ， 有 DNA 链 切断 ,. 单 链 配 对 以 及 再 连 接 等 不 同步 又 ， 所 有 这 些 步骤 都 与 特有 的 基因 产物 〈 蛋 白质 ) 有 关 。 因 此 , 由 于 这 些 基因 的 突变 ， 将 会 产生 不 能 重组 的 细胞 。 106 重组 是 能 够 自然 发 生 的 极为 普遍 的 生物 现象 。 实 际 上 ， 有 从 孟 德 尔 开始 就 已 利用 这 一 现象 ， 现 在 已 经 进行 了 大 量 的 遗传 学 研究 工作 。 如 上 所 述 ， 由 于 重组 机 制 的 全 部 内 容 极 其 复杂 ， 故 迄今 仍然 被 作为 一 项 重要 的 研究 课题 而 继续 进行 探讨 。 细 菌 的 接合 、 转 导 、 转 化 、 真 核 细 胞 的 减 数 分 裂 以 及 免疫 细胞 中 抗体 产生 时 所 发 生 的 DNA 再 组 合 等 等 ， 基 本 上 均 与 重组 机 制 有 关 。 限制 性 内 切 酶 的 DNA 重 组 也 会 自然 发 生 。 近 年 来 ， 特 别 是 、 在 体外 实验 中 ， 常 常 狭 义 地 把 特定 DNA 片 段 加 以 改换 的 操作 称 为 基因 重组 ， 而 把 生成 的 DNA 称 为 重组 DNA。 让 传 密码 (genetic code) 遗传 密码 是 指 在 确定 构成 蛋白 质 气 基 酸 缩合 顺序 和 数 目的 信息 中 ，DNA 上 四 种 碱 基 人 、T、G、C 的 顺序 。 确 定 一 种 氨 基 酸 的 信息 单位 是 三 个 碱 基 的 排列 顺序 ， 称 之 为 密码 子 《 三 联 体 ，triplet) 。 由 四 种 碱 基 组 成 的 密码 子 共 有 4=64 组 (参见 表 ) 。 氮 基 酸 共有 二 十 种 ， 因 此 ， 一 种 氨基 酸 可 有 多 个 的 密码 子 与 之 相对 应 。 在 64 组 密码 子 中 , 有 61 组 对 应 于 任意 一 种 氨基 酸 ， 另 有 3 组 没有 对 应 的 氮 基 酸 (无 义 密码 子 )。 这 3 种 密码 子 在 蛋白 质 合 成 中 具有 指令 氨基 酸 缩合 终止 的 重要 作用 。 确 定 缩合 开始 的 密码 子 是 AUG 或 GUG， 其 指定 对 象 是 甲 酰 甲 硫 氨 酸 所 AME RIE aA RARE WB ON Rin) 而 开始 缩合 在 缩合 终止 阶段 ， 部 分 头 部 被 切断 ， 故 在 蛋白 质 的 头 部 有 各 种 PEA AER 但 是 到 底 哪 一 个 密码 子 与 哪 一 种 氨基 酸 相对 应 ? 关于 这 一 问题 ，1961 年 ， 尼 伦 伯 格 (Nierenberg) 通过 在 试管 内 所 进行 的 蛋白 质 合成 实验 找到 了 一 些 线索 。 到 了 1966 年 基本 上 和 弄 清 楚 了 所 有 和 氨基酸 的 密码 子 。 遗 传 信息 就 是 DNA 碱 基 序列 本 身 ， 但 在 合成 蛋白 质 时 是 通过 DNA 转 录 的 RNA (mRNA) 而 起 作用 。 107 因此 ， 遗 传 密码 用 mRNA 的 碱 基 序列 表示 ， 而 DNA 中 的 工 与 ， mRNA 中 的 口 则 互相 调换 。 双 链 DNA —-TCG~> 3’ | 如 上 所 示 mRNA 上 密码 子 的 碱 基 序列 为 5 一 3 方向 。 遗传 密码 ”第 一 个 字母 的 碱 基 表 示 5/ 一 侧 ， 第 3 个 字母 表示 3 一 侧 。 终 止 密码 子 中 ，UAG、UAA、 _UGA 分 别 读 作 琥 珀 型 三 联 体 ， 赭 石 型 三 联 体 和 和 乳白 型 三 联 体 。 第 二 个 字母 } U “e G : ene hae GE" U CUC cece 1 + Cec C 机 全 人 ad 加 区 CGA ner. A ) \ SRB | CUG eer ©Ac CGG | G , } U ‘ C \ samme 人 ie AUG Foy igh AAG we AGG G (开始 ) | leur GCU IG AU) xx gem|GGU U owe | mae ccc | __|cac3 cac\ C GUA GCA PISA CAA Sy cca | HRB A } aaa GGG G 108 和 遗传 肿瘤 (genetic tumor) 遗传 肿 净 是 由 于 遗传 上 原因 而 由 亲 代 向 子 代 传播 的 肺 瘤 。 最 典型 的 例子 是 纯 种 小 鼠 的 乳腺 癌 和 白血病 。 对 小 鼠 和 白血病 的 实验 证 明 ， 白 血 病 病 毒 基因 以 及 支配 该 基因 表达 的 基因 存在 于 染色 体 上 , 通过 这 些 基因 而 高 频率 地 诱发 白血病 。 在 人 类 中 , 也 CASA Atk + Ri (xeroderma pigmentosum, XP) .未 梢 血管 扩张 性 运动 失调 症 (ataxia telangiectasia, AT), 7a 尼 氏 综合 症 〈Fanconi anemia, FA)、 布 鲁 姆 氏 综 合 症 (Bloo- tm's syndrome, BS) 等 都 是 容易 发 展 成 为 肿瘤 的 遗传 病 。 春色 性 干 皮 病 对 紫外 线 诱发 的 DNA 损 伤 的 消除 和 修复 能 力 极为 微弱 ， 因 此 在 青少年 中 各 种 日 光 皮 肤 病 和 皮肤 瘤 就 威 了 多 发 病 。 已 经 知道 在 AT, FA, BS 中 容易 引起 染色 体 的 切断 。 ERK (heterokaryon) 异 核 体 也 称 异 核 共存 体 。 指 在 单一 细胞 内 同时 含有 二 种 以 上 基因 型 不 同 的 核 。 近 年 来 ， 采 用 仙台 病毒 和 聚 乙 二 醇 进 行 细 胞 融合 ， 以 获取 杂种 细胞 〈 融 合 核 ) 的 实验 变 得 盛行 起 来 。 在 这 种 情况 下 ， 异 核 体 是 制 取 杂 种 细胞 的 过 渡 状 态 ， 两 个 核 可 同 - 时 经 过 核 分 裂 期 ， 其 后 ， 由 两 个 核 来 的 基因 逐渐 融 并 而 形成 包 含 在 单一 核 内 的 融合 核 。 异 核 体 中 含有 的 不 同 核 ， 不 论 其 为 同 种 或 异种 ， 都 被 广泛 地 应 用 于 实验 研究 中 。 异 硫 氰 酸 荧光 素 (FITC, fluoresceinisothiocyanate) 异 硫 氰 酸 获 光 素 为 在 免疫 荧光 法 中 经 常 使 用 的 一 种 荧光 色 素 ， 通 过 硫 脲 结合 作为 媒介 而 与 蛋白 质 相 结合。IRIITCLC (AF Fh HA HARE, tetrarhodamine isothiocyanate) 也 党 被 应 用 于 同一 目的 。 在 进行 免疫 荧光 法 的 试验 中 ， 当 以 组 织 切 片 和 细胞 进行 抗原 抗体 体外 反应 时 ， 于 荧光 显微镜 下 可 观察 并 检 查 出 抗原 的 存在 。 近 几 年 来 ， 由 于 已 掌握 了 单 克 隆 抗体 的 制备 人 — Se Oe 109 方法 ， 因 此 ， 已 能 比较 容易 地 获得 构成 细胞 内 重要 组 成 成 分 的 微 抗 体 。 特 别 是 对 膜 成 分 等 不 溶性 细胞 组 成 成 分 抗体 制备 及 采 用 FITC 对 细胞 进行 标记 等 方法 的 掌握 ， 故 可 比较 容易 了 解 该 细胞 内 欲 检测 组 分 是 否 存在 。 BRU (wee) (DNA) [heteroduplex(DNA) ] 当 把 一 部 分 碱 基 序 列 发 生变 化 的 突变 DNA 与 野生 株 DNA 在 试管 内 予以 混合 ， 进 行 热 变 性 〈 或 碱 变性 ) 而 使 之 形成 单 链 后 ， 再 使 之 退火 ， 即 恢复 双 链 ， 于 是 除 可 获得 原来 各 上 自 互 补 的 双 链 外 ， 还 可 得 到 双方 互 换 的 双 链 DNA。 在 这 双 链 DNA 中 , 其 碱 基 序 列 在 全 长 上 不 完全 互补 ， 有 一 部 分 碱 基 序 列 不 配对 。 此 即 为 异 源 〈 质 ) 双 链 。 当 突 变 是 将 很 长 的 碱 基 序 列 经 插入、 倒 位 、 易 位 、 缺 失 及 置换 而 完成 的 时 候 ， 利 用 电子 显微镜 可 以 观察 到 该 部 分 的 单 链 突出 成 环 “〈 异 源 双 链 法 ) 。 这 是 了 解 这 些 变异 在 DNA 上 位 置 的 适用 方法 。 这 种 方法 在 研究 确定 重组 DNA 在 质粒 上 的 位 置 而 常 被 采用 。 此 外 ， 这 种 方法 也 可 用 于 分 析 基 因 组 上 的 基因 序列 状 态 ， 探 查 DNA 间 的 共性 等 各 个 方面 。 抑制 基因 (suppressor, suppressor gene) 由 某 种 突变 所 产生 的 效应 ， 因 受 与 该 突变 完全 不 同 的 第 二 突变 的 影响 而 失去 的 现象 称 为 抑制 。 引 起 这 种 现象 的 基因 称 为 抑制 基因 。 基 因 中 的 密码 子 由 于 突变 而 变 成 无 意义 密码 子 〈 终 IB) 时 ， 该 基因 所 进行 的 蛋白 质 合 成 〈 氮 基 酸 缩合 ) 因 这 个 密码 子 而 中 断 ， 这 样 就 不 能 够 产生 正常 的 和 蛋白质， 因此 导 致 效应 上 发 生变 化 。 由 于 与 终止 密码 子 相 对 应 的 某 tRNA 的 反 密码 子 发 生 了 变化 ， 从 而 发 生 了 第 二 突变 ， 即 无 意义 密码 子 被 解读 为 某 氨基 酸 时 ， 氮 基 酸 由 与 其 相对 应 的 tRNA (抑制 基 A tRNA) 运送 而 发 生 缩合 ， 结 果 合 成 了 与 正常 蛋白 质 有 一 个 不 772 间 氨 基 酸 的 蛋白 质 ， 使 突变 的 效应 受到 抑制 ， 这 样 也 可 以 把 它 看 作 是 变异 得 到 恢复 的 一 种 现象 。 抑制 (HED tRNA (suppressor tRNA) 在 遗传 密码 中 ， 由 于 含有 与 终止 密码 子 相对 应 的 反 密 码 子 的 tRNA 不 存在 ， 虽 然 氮 基 酸 的 缩合 已 告 结束 , 但 是 由 于 突变 的 原因 ， 在 tRNA 的 反 密 码 子 中 发 生 了 变化 ， 产 生 对 应 于 终止 密 码 子 的 tRNA， 结 果 所 谓 的 终止 密码 子 也 就 不 复 EE, AR 的 缩合 继续 进行 .具有 这 种 变异 的 tRNA 称 为 抑制 基因 tRNA。 已 知 ， 在 大 肠 丁 菌 中 有 sul+、su2+、su3+、sud+ 及 su5+ 等 抑 Hi 基因 ， 与 终止 密码 子 UAG 相 对 应 的 分 别 为 丝 妥 酸 tRNA、 谷 氢 RBtRNA, BABtRNA, BABtRNARMARtIRNA, 疫苗 (vaccine) ) 疫苗 是 指 在 机 体内 接种 弱化 病原 体 ( 活 疫苗 )、 非 活化 病原 体 或 病原 体 产 生 的 失 活 毒素 〈 类 毒素) ， 使 机 体 产 生 抗体 WK 到 预防 传染 病 的 目的 。 接 种 疫苗 后 ， 机 体 可 还 过 免疫 应 答 产 生 体液 性 抗体 及 细胞 免疫 功能 。 BCG 是 细菌 性 病原 体 产生 的 一 种 活 疫苗 ， 它 是 一 种 骨 休 砍 质 炎 病毒 性 活 疫苗 。 而 流行 性 感冒 、 日 本 胶 炎 疫 苗 则 是 病毒 性 病原 体 的 失 活 疫苗 。 在 病毒 性 病原 体 疫苗 的 研究 和 生产 中 ， 常 用 动物 培养 细胞 做 宿主 。 (CDNA 合成 ) 引物 (primer) 为 了 进行 DNA 的 合成 ， 除 必须 有 DNA 聚 合 酶 、 底 牺 ( 四 种 脱氧 核 苷 -5 -三 磷酸 ) 外 ， 还 必须 有 作为 模 松 的 DNA 链 及 开始 合成 反应 的 起 点 结构 〈 引 物 ) 。 这 种 起 点 结构 是 核 FR CDNA 或 RNA) 糖 上 的 3 一 OH。 在 这 3 一 OH 上 ， 核 音 酸 通过 磷酸 双 琵 键 而 连接 。 如 果 人 缺少 这 种 3 一 OH，DNA 的 会 成 便 不 能 进行 。 RNA 合 成 并 不 需要 引物 ， 因 此 其 合成 先 于 DNA。 它 首先 侣 成 177 BLGERNA 《引物 RNA) ， 然 后 利用 3 一 OH 再 开始 A RDNA, 在 实验 中 ， 当 采 用 具有 互补 碱 基 序列 的 短 的 单 链 DNA 片 段 时 ， 则 可 用 该 DNA 的 3 一 OH 作为 合成 起 点 。 而 单 链 DNA 经 部 分 回 。 折 、 弯 卷 也 同样 具有 起 点 结构 功能 。 最 近 ， PARR SRAM 。 AURA Tk 29、M2 等 取代 核 音 酸 的 3 OH A ”蛋白质 中 丝氨酸 的 羟基 或 酷 氨 酸 的 产 基 合成 DNA 的 报导 GEA CRIA), ， 并 引起 了 人 们 的 重视 。 ”印迹 杂交 (blot hybridization) 在 基因 操作 中 ， 把 DNA 或 RNA、 和 蛋白质 等 在 薄膜 滤器 上 先 经 浸润 ， 固 定 后 ， 于 薄膜 滤器 上 进行 杂交 ， 生成 杂种 分 子 。 ”党 用 的 操作 方法 是 ， 将 用 凝 胶 电 泳 分 离 出 来 的 DNA BE RNA, 生日 质 等 ， 在 保持 电泳 图 形 的 条 件 下 ， 使 其 移 至 薄膜 滤器 上 ， ”再 用 事先 准备 好 的 检测 样品 〈 探 针 ， 经 标记 的 某 种 基因 等 ) 进 行 杂 交 。 以 显示 这 些 DNA、RNA、 蛋 白质 等 NER 上 转移 «DNA RARE BER (Southern) 创建 的 ， 故 以 创建 人 命名 而 称 萨 琴 恩 法 或 萨 瑟 恩 印迹 技术 。 配合 恩 印 迹 技术 和 其 后 发 展 起 来 的 杂交 法 是 基因 操作 中 最 常用 的 技术 。 一 般 把 转移 RNA 称 为 诺 森 (Northern) 印迹 技 术 ， 而 把 转移 蛋白 质 称 为 韦 斯 顿 (Western) 印 迹 技 术 ， 当 利 用 凝 胶 进 行 抗原 抗体 反应 ， 再 进行 印迹 时 ， 称 做 伊 斯 特 尔 (Eastern) 印迹 技术 。 营养 缺陷 型 (auxotroph) 营养 缺陷 型 是 指 细菌 、 真 菌 、 培养 细胞 等 的 突变 株 ， 在 地 无 机 盐 、 碳 源 和 其 它 必 需 营养 成 分 等 组 成 的 合成 培养 基 (基本 培养 基 ) 上 不 能 生长 ， 只 有 加 入 一 种 或 一 种 以 上 的 营养 成 分 | 〈 气 基 酸 、 维 生 素 等 ) 才能 生长 ， 在 芝 本 培养 基 上 能 够 生长 的 葛 株 称 为 原 养 型 prototropD) 菌株 。 自 1941 年 比 德尔 (Bea- 112 dle) 和 塔 特 姆 (Tatum) BEARER (Neurospora cz 一 assa) 分 离 出 这 种 营养 缺陷 型 菌株 以 来 ， 以 营养 要 求 作 为 微 生 物 遗 传 性 状 得 到 了 广泛 应 用 。 在 生长 期 需要 精 气 酸 的 菌株 称 为 精 氨 酸 缺 陷 株 (arg )， 而 需要 胸腺 喀 啶 的 菌株 则 称 为 胸 腺 喀 啶 缺陷 株 (thy). RHEL ASHE fluorescence activated cell sorter FACS) | 把 活 细胞 群 用 荧光 色素 加 以 标记 ， 根 据 标 记 的 强 弱 对 细胞 进行 分 类 ， 从 中 得 到 特定 的 细胞 群 。 所 使 用 的 仪器 称 为 FACS。 sorter 意 为 分 类 工具 。 在 荧光 色素 中 ， 选 择 应 用 染色 强度 与 细 胞 DNA 量 成 比例 的 荧光 色素 ， 按 不 同 细 胞 周期 分 类 采集 细胞 。 同样 ， 如 果 使 用 对 应 于 特定 抗原 的 荧光 抗体 ， 则 可 根据 该 抗原 的 有 无 、 细 胞 的 大 小 以 及 细胞 的 死活 等 等 进行 细胞 的 分 离 和 采 : 集 。 这 种 方法 已 开始 被 应 用 于 白血球 的 分 离 、 AT. Bi 分 离 以 及 细胞 诊断 等 方面 。 EACS 的 工作 原理 是 : Q 首先 要 辨别 荧光 强度 。 把 经 染色 后 的 细胞 置 于 微细 的 液 流 中 ， 每 间隔 一 定时 间 使 液体 流动 ， 以 激光 激发 色素 ， 用 光 检测 器 测定 荧光 强度 @ 调整 每 一 液 滴 中 的 细胞 数 使 之 不 超过 一 个 ， 同 时 振动 喷嘴 形成 液 滴 @ 根据 液 滴 中 所 含 细 胞 的 荧光 强度 比例 ， 给 液 滴 以 一 定 : 强度 的 电荷 ; ® 液 滴 在 下 落 时 通过 电场 ， 根 据 液 滴 电 荷 的 大 小 ,下落 的 液 滴 可 发 生 弯曲 。 在 液 滴 下 落 的 位 置 上 放置 容器 分 别 进行 收 二 i 集 。 如 果 全 部 设备 在 无 菌 条 件 下 操作 ， 可 使 用 等 活 溶 液 ， 这 样 分 离 得 到 的 细胞 可 以 进一步 进行 培养 并 对 其 性 质 进行 研究 。 仪 这 : 113 ES Ab BB AB Ish 45 #5000~ 4000042 Hd. SHEA E CGmmunofluorescence) PEIC BUTE 1 PR PERIGEE EAA AY By an He fel DUR AY Ba) A — TE EE FC EH RIG ic 的 抗体 进行 反应 ， 然 后 ， 在 荧光 显微镜 下 进行 观察 测定 。 此 法 采用 异 硫 氰 酸 菊 光 素 (FITC) 作为 荧光 标记 物 , 使 它 和 抗体 结 合 。 当 将 与 抗原 相对 应 的 抗体 以 FITC 进 行 标记 而 直接 应 用 时 ， 则 将 此 法 称 为 直接 荧光 抗体 法 。 而 对 于 抗体 VOR EA), ， 把 由 异种 动物 中 获得 的 抗体 预先 用 FITC 进行 标记 ， 经 第 一 次 抗 原 - 抗 体 反应 之 后 ， 其 复合 物 再 用 FITC 抗 体 进行 反应 ， 这 种 方 ”让 则 称 为 间接 荧光 抗体 法 。 现 在 ， 用 于 兔子 和 人 小 鼠 的 ”- 球 蛋 白 的 山羊 抗体 ， 已 有 FITC 标 记 物 出 售 ， 因 此 应 用 免 抗 血清 或 小 鼠 单 克隆 抗体 的 间接 荧光 抗体 法 ， 其 实验 操作 极为 简便 。 如 果 抗 体 不 用 FITC 标 记 ， 亦 可 改 用 ! 汪 I 等 放射 性 同 位 索 进 行 标记 ， 称 此 为 放射 免疫 测定 法 。 WHAA (callus) 愈 伤 组 织 是 指 植物 的 培养 细胞 和 植物 伤口 所 形成 的 无 定形 细胞 团 。 用 无 菌 操作 方法 从 植物 上 切取 组 织 片 ， 在 含有 生长 过 (auxin， 一 种 植物 激素 ) 等 的 琼脂 培养 基 上 进 行 培养 ， 于 是 在 切口 处 便 会 产生 无 定形 的 细胞 团 ， 此 即 为 愈 伤 组 织 。 愈 伤 组 织 可 以 切取 ， 并 能 继续 培养 。 调 整 培养 基 的 组 成 、 激 素 的 种 类 ， 愈 伤 组 织 便 会 产生 胚 状 体 ， 进 而 有 可 能 得 到 完整 的 植物 体 。 当 在 液体 培养 基 中 进行 培养 时 ， 则 可 很 容易 分 离 得 到 单 细 胞 。 在 培养 过 程 中 ， 如 果 调 节 培 养 基 组 成 及 细胞 培养 密度 ， 便 可 由 单 细 胞 培养 而 获得 细胞 群体 ME). Ak, i 过 运用 基 册 工 程 技术 ， 从 捅 入 特定 基因 的 细胞 中 有 可 能 得 到 克隆 植物 。 114 原 代 培养 (primary culture) 把 自 机 体 直接 取出 的 脏 器 、 组 织 及 细胞 置 于 培养 器 中 进行 培养 。 原 代 培 养 是 指 在 新 容器 中 继续 培养 〈 传 代 》 之 前 所 进行 的 培养 ， 其 后 依次 称 为 二 代 培养 (secondary culture) ， 三 代 培养 《tertiary culture) ……: 。 二 代 培 养 以 后 也 称 为 细胞 系 (cell line), 在 多 数 情 况 下 ， 原 代 培 养 的 细胞 均 保 持原 有 的 组 织 、 脏 - 器 的 性 质 ， 但 是 经 重复 传代 后 其 特征 将 会 逐渐 消失 。 原 代 培养 和 细胞 系 中 含有 不 同 种 类 的 细胞 ,从 这 个 群体 中 挑选 出 具有 特异 性 和 特征 的 细胞 ， 经 克 隆 后 称 为 细胞 株 〈cell. strain) 。 原核 生物 Crekaryote, procaryote) 核 质 不 具有 核 膜 包 右 的 细胞 所 形成 的 BM, PRAM GA 物 。 细 苦 和 兰 藻类 属于 原核 生物 ， 其 他 的 生物 都 属于 真 核 生 - 物 。 原 核 生 物 中 没有 线粒体 、 内 质 网 、 高 尔 基体 〈Golgi) 等 细胞 器 和 微 管 、 微 丝 等 结构 。 原核 生物 的 遗传 冤 码 与 真 核 生物 通用 ， 两 者 的 蛋白 质 合 成 系统 也 十 分 相似 。 但 是 在 RNA 到 合 酶 、 核 糖 体 的 组 成 成 分 等 细微 结构 方面 ， 则 有 一 定 差异 。 此 外 ， 真 核 生物 基因 中 存在 的 肉 含 子 ， 在 原核 生物 中 尚未 发 现 。 原生 质 体 (protoplast) 许多 革 兰 氏 阳 性 菌 的 细胞 壁 ， 能 被 叫做 溶菌 酶 的 一 种 酶 所 消化 、 完 全 除 掉 。 在 薛 糖 等 等 沙 溶液 中 进行 这 一 处 理 ， 可 以 得 到 为 细胞 膜 包 训 的 球形 原生 质 体 。 但 对 于 大 肠 杆 菌 等 革 兰 氏 阴 性 菌 ， 其 细胞 壁 则 不 能 完全 被 除 掉 。 因 此 ， 把 其 原生 质 体 叫做 、 球状 体 (spheroplast) ， 以 示 与 原生 质 体 相 区 别 。 原 生 质 体 在 、 HWA FRA RAE, KARA AY BR. AMA. 115 菌 ， 酵 母 和 植物 细胞 通 过 酶 解 酶 〈 一 种 粗 制 酶 zymolase) 和 纯 维 素 酶 的 作用 ， 也 能 获得 原生 质 体 。 采用 这 种 方法 可 使 DNA 的 嵌入 达到 高 的 频率 ， 因 此 和 营 用 此 法 进行 转化 实验 。 此 外 ， 使 用 原生 质 体 进行 细胞 融合 时 ， 即 使 采用 不 具 接 合 能 力 的 细菌 也 可 进行 DNA WAR, BASS 验 研 究 。 WE (prophage) Jz WA 1 FE 78 WE PA KX DNA ZE fa EO PR RSE 状态 , 并 随 宿 主 DNA 的 复制 机 构 能 维持 增殖 的 温和 鸣 菌 体 的 一 种 状态 。 已 经 知道 ， 当 原 喉 菌 体 的 DNA A ig E DNA 中 后 OMA) 能 以 质粒 的 形式 (PIM) 存在 于 细胞 质 中 。 把 噬菌体 DNA， 通 过 这 种 途径 被 原 叭 菌 体 DNA 化 ,四 做 溶 项 化 。 含 有 原 喉 菌 体 的 细菌 称 之 为 溶 原 菌 。 由 于 浴 原 菌 潜在 地 含有 噬菌体 ， 故 在 自然 条 件 下 ， 能 以 10“~10” 次 方 的 程度 诱 发 只 菌 体 进行 自律 增殖 。 当 采用 紫外 线 对 溶 原 菌 进行 照射 或 者 Al FARA (mitomycin) 进行 处 理 时 ， 原 只 菌 体 就 会 被 诱 发 成 目 律 增殖 型 ， 形 成 噬菌体 粒子 ， 破 坏 箱 主 细 将 而 释放 于 培 养 基 中 。 原 位 杂交 (in situ hybridization) 原 位 杂交 是 DNA-DNA 或 DNA-RNA 杂 交 的 方法 之 一 。 例 如 把 核 分 型 中 期 的 染色 体 或 果 蝇 等 的 荃 液 腺 染色 体 在 载 玻 片 上 展开 固定 ， 用 经 放射 性 同位 素 标记 的 检测 物 〈 在 这 种 情况 下 多 为 DNA 或 RNA， 也 称 探 针 ，Probe) 使 之 杂交 ， 通 过 放射 自 显 影 就 可 知道 含有 DNA 或 RNA 的 互补 碱 基 序 列 的 基因 在 染色 体 上 的 位 置 。 可 以 使 用 克隆 化 的 DNA、 纯 化 的 mRNA 或 者 它 的 cDNA 作为 探 针 。 猿 猴 病毒 40 (SV40, simian virus 40) 116 et TPR Ys FE A O58 Fs FE HE ER AY As, EEA 及 其 它 动物 细胞 中 也 能 生存 。 因 此 ， 而 被 作为 高 等 生物 细胞 的 载体 加 以 研究 。SV40 能 使 大 鼠 、 小 鼠 、 免 等 范围 很 广 的 细胞 发 生 转 化 而 诱发 癌 细 胞 ， 故 也 被 作为 一 种 致癌 机 制 的 模型 正在 ， 进行 研究 。 SV40 是 直径 大 约 4.5 x 10-!2m 的 球形 病毒 ， 为 含有 约 5200 Ay BRE XT AY LEER 状 DNA。 现 在 其 全 部 基因 组 的 碱 基 序 列 已 被 确定 。 杂交 (hybridization) (在 基因 工程 、 细 胞 工程 中 ) 中 ”指使 不 同 的 细胞 进行 融合 ， 形 成 杂种 细胞 (细胞 融 #5).0 : 包 ， 指 获得 DNA 或 RNA 的 杂种 分 子 。 即 把 双 链 DNA 变 成 单 链 后 ， 再 与 其 他 的 DNA 或 RNA 混 合 ， 形 成 依赖 于 碱 基 序列 互补 的 DNA-DNA 或 DNA-RNA 杂 种 分 子 〈 杂 种 )， 把 前 者 称 为 DNA-DNA 杂 交 ， 后 者 称 为 DNA-RNA 杂交 。 当 前 应 用 最 广泛 的 方法 是 ， 在 硝化 纤维 素 滤 膜 上 ， 把 变性 后 变 成 单 链 的 DNA 进 行 干燥 ， 固 定 。 然 后 将 检测 用 的 DNA 或 RNA 〈 探 针 ) 用 放射 性 同位 素 进 行 标 记 ， 配 成 溶液 ， 再 以 此 溶液 浸润 上 述 确 化 纤维 素 滤 膜 ， 在 一 定 条 件 下 进行 反应 形成 杂种 分 子 GR). 洗 去 非特 异 吸附 物 ， 用 闪烁 计数 器 或 放射 目 显影 方法 检测 残留 的 放射 能 。 在 基因 工程 领域 内 ， 经 常 采用 的 杂交 方法 有 萨 瑟 恩 印 迹 技 术 (Southern blotting), Few AL WK BPE AY 2% (plaque hybridization) ， 以 及 菌落 杂交 (colony hybrization) 等 。 所 种 克隆 (hybriqd clone) 在 体 细 胞 遗传 学 中 ， 把 通过 细胞 融合 而 形成 的 一 个 杂交 细 _ 胞 ， 反 复 进 行 有 丝 分 裂 〈 体 细胞 分 裂 ) 而 形成 的 细胞 群 ， 称 之 | 117 为 杂种 克隆 。 在 杂种 细胞 中 ， 有 两 亲 株 是 同 种 的 ， 也 有 是 异种 的 。 在 种 间 杂 种 细胞 中 ， 有 时 会 发 生 染 色 体 排除 ， 因 此 往往 会 部 分 地 失去 克隆 的 原来 意义 遗传 的 均一 性 。 FFP He Chybridoma) 杂种 瘤 是 指 通过 骨 散 瘤 细 胞 和 产生 抗体 的 细胞 进行 细胞 融 合 而 形成 的 杂种 细胞 。 这 种 细胞 能 连续 持 久 地 产生 单 克 隆 抗 体 。 研究 发 现 ， 将 小 鼠 的 两 种 骨 通 瘤 细 胞 融合 后 ， 所 得 到 的 杂 种 细胞 ， 可 产生 具 两 种 细胞 特性 的 骨 艇 瘤 蛋 白质 。 米 尔 斯 坦 (Milslein) 和 克勤 (Kohler) 由 此 得 到 启示 。1975 年 最 初 的 杂种 瘤 制 备 获得 成 功 。 他 们 把 从 骨 般 瘤 的 培养 细胞 中 分 离 得 到 的 耐 8- 氮 杂 鸟 嘲 叭 (HGPRT) 细胞 株 ， 作 为 一 方 的 亲 株 ， ”把 用 羊 的 红细胞 免疫 的 小 鼠 脾 细胞 作为 另 一 方 的 亲 株 ， 使 两 者 融合 ， 并 从 其 杂种 细胞 株 中 成 功 地 筛选 出 能 持续 产生 对 羊 红 细 胞 有 抗体 作用 并 能 持续 增殖 的 细胞 。 获 得 产生 抗原 特异 性 的 抗 体 细 胞 的 频率 约 为 10" 一 10*。 把 这 种 细胞 经 培养 增殖 便 可 产生 单 克 隆 抗体 。 这 是 一 个 具有 划时代 意义 的 方法 。 当 使 用 聚 乙 二 茧 作为 细胞 融合 剂 时 ， 可 使 杂种 瘤 的 回收 率 明 显 提 高 。 由 于 方 法 简便 ， 这 一 方法 获得 广泛 的 应 用 。 #itz (vector) 载体 是 指 在 DNA 的 重组 实验 中 ， 为 了 把 目的 DNA 片段 输 送 至 答 主 苑 中 进行 扩 增 而 使 用 的 一 种 DNA， 也 称 为 克隆 运载 体 〈cloning vehicle) 。 载 体 DNA 用 限制 性 内 切 酶 等 切 开 ， 在 切 开 点 上 将 目的 DNA 嵌入 ， 连 接 并 输送 至 宿 主 菌 中 。 连 接 了 目的 DNA 片 段 的 载体 DNA， 随 宿主 菌 的 增殖 而 进行 复制 ， 在 箱 主 菌 进 行 分 裂 的 同时 ， 进 入 到 各 个 子 细 胞 中 ， 目 AY DNA 片 段 经 过 多 次 持续 传代 而 被 固定 下 来 Coe) 。 质 粒 和 喉 菌 体 ( 鸣 7118 BARE) 是 实验 中 最 常用 的 主要 载体 。 善 色 性 干 皮 病 (xeroderma pigmentosum, XP) 它 是 人 类 的 一 种 隐 性 遗传 病 ， 其 基因 存在 于 常 染 色 体 上 ”4 这 种 疾病 由 于 对 紫外 线 过 敏 ， 幼 儿 期 在 面部 和 手臂 等 裸露 部 位 上 产生 日 光 红 资 、 色 素 沉着 、 王 皮 症 、 毛 细 迎 管 扩张 等 症状 ， 为 一 种 多 发 青年 性 皮肤 癌 。1968 年 ， 由 克利 弗 (Cleaver) i% 清 了 发 病原 因 。 在 正常 人 中 ， 存 在 清除 、 修 复 由 于 紫外 线 照射 ”在 细胞 DNA 内 诱发 的 有 害 的 喀 啶 二 聚 体 〈 例 如 胸 腺 喀 啶 核 苷 FIERA ORME RHR) 的 酶 系统 。 而 对 于 着 色 性 干 皮 病 患者 ， 由 于 这 一 酶 系统 有 遗传 性 缺陷 ， 在 基因 中 容易 发 生变 异 ， 故 使 细胞 的 正常 功能 受到 妨 得。 BREW (eukaryote, eucaryote) ) 染色 体 为 核 膜 所 包围 ， 具 有 “真正 ” 核 (karyon) 的 细 胞 所 构成 的 生物 称 为 真 核 生 物 。 与 此 相反 ， 原 始 的 原核 生物 (karyote) 的 染色 体 称 为 拟 核 (nacleoid) ， 在 细胞 质 中 大 体 上 是 以 裸露 的 状态 而 存在 。 细 菌 类 和 蓝藻 类 属于 原核 生物 ， 基 它 的 生物 均 属 于 真 核 生 物 类 。 真 核 生 物 的 细胞 由 于 生物 种 类 的 不 同 或 因 各 种 组 织 和 器 官 的 不 同 ， 其 形状 和 大 小 也 各 不 相同 。 但 它们 含有 以 下 的 共同 组 成 物 : 进行 细胞 能 量 代 谢 的 线粒体 、 与 分 泌 有 关 的 高 尔 基体 、 承担 各 种 物质 分 解 任务 的 溶菌 酶 、 膜 结构 的 内 质 网 和 细 胸 骨架 等 等 。 从 分 子 水 平 的 观点 上 看 ， 原 核 生 物 和 真 核 生 物 的 遗传 密码 是 完全 通用 的 ， 蛋 白质 合成 的 核糖 体 和 酶 系统 也 非常 相似 。 但 是 真 核 生物 许多 基因 ， 在 其 内 部 含有 与 氨基 酸 不 相对 应 的 内 含 子 ， 这 一 点 与 原核 生物 的 基因 结构 明显 不 同 。 内 含 子 在 进化 二 是 怎样 出 现 的 ? 起 着 什么 样 的 作用 ? 这 些 都 是 今后 的 研究 课 119 题 。 路 质 笨 注入 法 (liposome injection) 脂 质 体 注入 法 是 往 培 养 细胞 等 注入 生理 活性 物质 的 一 种 操 作 方 法 。 把 磷脂 混 悬 于 适当 条 件 的 〈 盐 浓度 、 温 度 》 溶液 中 ， 于 是 便 形 成 由 脂 质 的 双 层 跑 包 圳 的 颗粒 〈 脂 质 体 ) 。 这 时 ， 如 果 把 欲 注 入 于 细胞 中 的 活性 物质 同时 加 入 ， 就 可 将 其 包 衷 在 脂 质 体 中 。 把 脂 质 体 与 细胞 混合 ， 则 脂 质 体 便 进 入 细胞 内 ， 从 而 活性 物质 混入 细胞 中 。 不 过 ， 目 前 还 很 难 进行 定量 探 作 ， 而 且 有 时 脂 质 体 中 也 会 出 现 细 胞 毒性 。 DRA (lectin) HD IRREBR EE WET . BW Pe 白 的 总 称 。 但 不 包括 免疫 反应 产物 。1888 年 最 早 由 斯 蒂 尔 马克 (Stillmark) 在 草 麻 籽 中 发 现 具 有 红细胞 凝集 活性 的 蛋白 质 (RCA) 。 其 后 又 发 现 了 刀 豆 凝集 素 、 刀 豆 素 A(Con A) 等 多 种 凝集 素 。 已 有 报道 ， 细 胞 对 某 一 凝集 素 的 反应 方式 常 因 动物 的 种 类 不 同 而 有 所 改变 ， 以 及 有 能 显示 稍 型 特异 性 的 凝集 素 存 在 等 等 。 以 此 为 基础 开展 了 一 系列 凝集 素 的 有 关 研 究 。 已 经 六 明 ， 族 集 素 对 糖 具 有 很 强 的 结合 特异 性 ， 在 动物 细胞 表面 有 多 种 复 合 糖 质 存在 ， 两 者 发 生 反应 会 引起 细胞 凝集 。 含 刀 豆 素 A 等 的 植物 并 集 素 物 质 一 旦 与 淋巴 细胞 结合 ， 可 诱发 处 于 休止 期 的 细 胞 恢复 增殖 ， 并 可 使 肿瘤 细胞 显示 极 强 的 凝集 性 质 ， 从 而 扩大 了 它 的 应 用 范围 。 致癌 病毒 Concovirus) A I se ARS, ABE AAW RNA 作为 基因 的 RNA 肿 瘤 病 毒 。 在 病毒 学 的 分 类 中 ， 具 有 以 RNA 作为 模板 来 合成 DNA 的 逆转 录 酶 ， 而 把 含有 这 种 酶 的 病毒 都 归属 于 逆转 120 iE, WH PASM ARRAS. HERA 有 致癌 的 RNA (oncogenic RNA) ， 故 也 称 之 为 致 肿瘤 RNA 病 毒 致癌 基因 ) 。 致癌 基因 (oncogene) 致癌 基因 亦 称 onco 基 因 (onco 是 肿瘤 的 意思 ) 。 存 在 于 核 内 染色 体 上 ， 由 于 某 种 原因 而 发 生活 化 ， 从 而 导致 细胞 发 生 瘤 变 。 这 种 能 使 细胞 癌变 的 基因 称 为 细胞 性 癌变 基因 《〈c-onc) 。 在 人 体 中 已 经 证 实 约 有 20 种 致癌 基因 。 其 中 约 有 半数 以 上 的 臻 瘤 基 因 在 染色 体 上 的 位 置 已 被 确定 下 来 GRAD. MHRA 也 存在 于 逆转 病毒 的 基因 组 上 (〈v-onc) ， 受 其 感染 的 细胞 便 会 发 生 癌变 。 在 历史 上 ，v-onc 作 为 一 种 研究 手段 而 发 现 了 c-onc (逆转 病毒 ) 。 细胞 内 “| 含有 致 | ， 具 有 对 应 致癌 基因 的 病毒 的 tex Re 基因 产物 | 功 能 致癌 基因 | KS RNA 肿瘤 病毒 fa = C-sre 20 Rous 肉 瘤 病毒 (RSV) 鸡 P6ore 蛋白 激酶 C=fos 2 eee NER | P55'°° ? C-mos 8 Moloney Wy i839 = (Mo- J\R | P377° ? MSV) C-kis 12 Kirschtein 肉 瘤 病 毒 AR |P21*-"** ? (Ki-MSV) C-has 11 Harvey jaz (Ha- KE aIP2 和 GTP # MSV) 合 性 C-fes 15 ST- 狂 肉瘤 病毒 ( ST- 猫 “|P854ea 蛋白 激酶 FeSV) C-sis 22 猿 肉瘤 病毒 (SSV) 猿 P 28° 生长 因子 C-myc 8 鸡 骨 苯 细 胞 症 病 毒 鸡 卫 110my* DNA 结 (MC29) 合 性 C-myb 6 WS hy Fe isi 775 HE es xy p4ee™ ? (AMV) =A Ras C-abl 9 Abelson 白血病 病毒 NBL | P1208? | (Ab-MLV) siete ee 127 1976 年 ， 弗 兰 克 尔 (Frankel) 发 现在 被 WM 转 病 毒 感染 而 致癌 的 细胞 中 含有 与 特有 mRNA 具 亲 和 性 〈 杂 交 ) 的 致癌 基 因 ， 并 证 明 这 种 基因 在 正常 细胞 中 也 有 存在 。 直到 现在 尚未 弄 清 的 是 ， 是 否 所 有 的 癌症 都 发 现 有 致癌 基 因 ， 但 可 以 认为 ， 至 少 有 相当 多 的 癌症 是 由 于 致癌 基因 的 活化 而 引起 的 。 现在 已 经 知道 ， 致 癌 基 因 对 促使 癌 化 细胞 保持 其 特有 的 性 质 起 着 十 分 重要 的 作用 。 为 此 也 称 其 为 瘤 基因 。 致癌 机 理 (mechanism of carcinoenesis) 放射 线 、 化 学 物质 、 病 毒 等 作用 都 是 致 瘤 的 原因 ， 实 际 上 机 体 的 致癌 原因 很 多 。 任 何 一 个 原因 使 正常 细胞 转化 成 瘤 细胞 的 过 程 都 是 非常 复杂 的 。 但 是 ， 随 着 分 子 水 平 研究 工作 的 进 展 ， 已 经 能 够 了 解 即使 原因 不 同 ， 但 在 细胞 里 引起 的 变化 都 有 着 共同 的 部 分 。 对 此 ， 可 大 体 上 划分 为 下 述 两 个 阶段 ， 首先 由 于 致癌 因素 而 使 基因 发 生 某 种 变化 〈 突 变 、 基 因 重 组 、 基 因 扩 增 等 )， 并 使 此 种 变化 固定 下 来 ; 继 之 ， 变 化 了 的 基 因 开 始 表 达 ， 即 实际 上 细胞 开始 发 生 转 化 ， 这 是 第 二 个 阶段 。 特别 是 在 复杂 的 化 学 致癌 中 ， 近 几 年 来 两 阶段 致癌 学 说 ， 取得 了 划时代 的 进展 。 通 常 把 致癌 的 第 一 阶 Be 称 为 起 始 阶段 (Cinitiation) ， 其 引发 因子 称 为 起 始 子 (initiator); 第 二 阶 段 称 为 起 动 阶 段 (promotion) ， 其 因子 称 为 启动 子 (promo- ter) 〈 如 指 RNA 聚 合 酶 的 DNA 结 合 区 域 则 具有 不 同 的 含义 ) 。 在 药物 的 作用 下 ， 起 始 子 有 时 可 同时 具有 启动 子 的 功能 ， 但 这 两 个 阶段 则 是 完全 独立 的 过 程 。 起 始 阶 段 是 不 可 逆 过 程 ， 如 果 这 一 过 程 并 未 发 生 ， 则 局 动 子 的 作用 是 无 效 的 。 局 动 子 的 作用 是 可 道 的 ， 不 经 一 定 的 时 间 和 达到 一 定 的 频率 的 作用 ， 就 不 会 产生 任何 结果 。 关 于 这 些 因 子 的 具体 作用 ， 尚 有 待 今后 进行 深 122 ATA, (iT Pee 的 AIF TE (benzpyrene) 等 可 显示 突变 原 性 则 是 肯定 的 。 居 动 子 的 和 典型 代表 为 法 波 酯 (phorbol ester) 的 一 种 ， 十 四 烷 栈 法 波 酷 酸 酯 〈tetradeca- noylphorbol acetate, TPA), TPA 与 细胞 膜 的 特定 受 体 结 合 ， 可 使 獒 的 性 质 发生 改 变 。 它 对 奢侈 基因 的 表达 ， 即 细胞 分 化 现象 具有 一 定 的 影 啊 。 质粒 (plasmid) 质粒 存在 于 细胞 质 中 。 是 能 独立 地 进行 自我 增殖 药 染 色 体 ， 并 能 遗传 给 子 代 的 一 种 因子 CDNA). We 核 外 基因 。 在 一 般 情况 下 ， 这 种 核 外 基因 并 非 是 细胞 生存 所 必需 的 物质 ， 但 质粒 所 具有 的 基因 ， 能 赋予 细胞 以 各 种 特性 。 许 多 质粒 是 环 状 双 链 DNA。 不 过 ， 最 近 却 在 酵母 菌 和 放 线 菌 中 也 发 现 了 直 链 状 质粒 。 质 粒 所 显示 的 特性 已 知 的 有 :， 自我 载 殖 人 性 、 细 胞 间 的 传递 性 、 质 粒 间 的 不 亲 和 人 性 〈 即 两 种 质粒 是 否 能 在 细胞 内 共存 的 性 质 ) 以 及 细胞 内 的 拷贝 数 等 等 。 痢 术 下 因子 〈 大 肠 杆 菌 的 性 决定 因子 ) 、 民 因子 〈 耐 药性 因子 ) 及 大 肠 杆 菌 素 因子 “〈 大 肠 杆菌 素 产 生 因子 ) 等 的 性 质 ， 也 是 研究 分 子 遗 待 学 的 中 心 课 题 。 此 外 ， 如 何 利用 质粒 的 特性 ， 在 基因 工程 的 应 用 方面 也 有 具 有 重要 意义 。 例 如 在 试管 中 ， 通 过 把 人 胰岛 素 基 因 与 大 肠 杆菌 的 质粒 相连 结 ， 并 通过 转化 作用 再 返回 到 大 肠 杆 效 中 。 在 此 种 情况 下 ， 由 于 大 肠 杆菌 接受 了 人 胰岛 素 基 因 ， 从 而 可 使 大 肠 社 菌 能 够 制造 产生 胰岛 素 。 当 今 ， 由 大 肠 杆菌 制造 胰岛 素 实际 上 已 经 达到 实用 阶段 。 质 体 (plastid) 质 体 是 指 植物 细胞 内 发 现 的 能 自我 增殖 的 细胞 器。 叶绿体 就 是 其 典型 代表 。 质 体 具 有 独立 的 DNA， 它 与 核 内 的 DNA iz 于 不 同 的 复制 系统 ， 而 且 有 其 独立 蛋白 质 合 成 系统 。 目 前 ， 已 i 7 123 经 阐明 它 属于 原核 生物 型 。 但 是 ， 从 核 的 遗传 信息 推断 ， 它 不 可 能 是 完全 独立 的 系统 ， 在 质 体 蛋 白质 中 也 有 对 核 基 因 具有 依 赖 性 的 。 中 心 法 则 (central dogma) 遗传 信息 是 从 DNA 上 的 碱 基 序 列 向 具有 互补 碱 基 序 列 的 mRNA 转移 ， 然 后 在 核糖 体 上 再 传递 给 蛋白 质 的 氮 基 酸 序列 。 1958 年 ， 克 里 克 〈Crick) 称 这 种 遗传 信息 的 传递 移动 为 生物 上 的 一 般 法 则 ， 或 称 中 心 法 则 。 其 后 ， 在 1973 年 发 现 了 自 RNA 向 DNA 的 复制 系统 ,但 由 于 没有 发 现 信 息 自 蛋白 质 向 核 酸 移动 的 现象 ， 因 此 信息 从 核酸 向 蛋白 质 移 动 的 中 心 法 则 得 以 成 立 。 终止 子 (terminater) 转录 借助 于 RNA 聚 合 酶 ， 由 DNA LAS 动 子 开 始 ， 在 操 纵 子 的 最 后 处 终止 ，RNA 聚 合 酶 即行 脱离 。 促 进 这 一 脱离 的 DNA 碱 基 序列 称 为 终止 子 。 已 知 ， 在 细胞 内 的 2 蛋白 质 与 终止 子 有 关 ， 但 也 与 DNA 的 碱 基 序 列 特征 有 关 。 在 一 般 情况 下 ， 富 含 GC 呈 对 称 性 序列 ， 继 之 是 工 的 连续 结构 。 因 此 ，RNA 在 末 端 部 位 发 淆 结构 之 后 连接 有 几 个 U 型 结构 。 此 外 ， 在 由 启动 子 至 结构 基因 的 碱 基 序 列 之 间 ， 也 含有 终止 子 。 现 在 已 经 知道 ， 它 的 作用 在 于 调节 转录 反应 的 效率 。 肿瘤 病毒 (tumor virus) 肿瘤 病毒 是 对 特定 的 动物 种 进行 接种 后 而 诱发 肿瘤 的 病 毒 。 当 用 肿瘤 病毒 感染 培养 细胞 时 ， 能 诱发 转化 。 转 化 的 细胞 能 显示 具有 与 肿瘤 细胞 相似 的 性 质 。 由 于 病毒 的 作用 而 发 生 转 化 时 ， 可 在 细胞 中 检测 出 来 自 病 毒 的 DNA 或 者 RNA。 有 时 ， 也 可 检测 出 依赖 这 些 基因 组 的 蛋白 质 。 肿瘤 病毒 可 大 致 分 为 DNA 型 肿瘤 病毒 和 RNA 型 肿瘤 病毒 《逆转 病毒 ) 两 类 。 近 年 来 在 开展 与 致癌 基因 的 关 系 研究 方 $24 Ti, AAT Seals ALE F Ay Pewee 在 DNA 型 肿瘤 病毒 中 又 有 组 病毒 (papova)、 腺 病毒 (adeno) 、 疱 疹 病 毒 (herpes) WR i 病毒 (POX) 等 等 。 当 病 毒 感染 动物 细胞 后 ， 便 进 六 狐 主 DNA, AFAR 种 类 的 不 同 ， 有 时 甚至 以 质粒 状态 存在 。 病毒 和 笨 主 的 关系 十 分 复杂 。 例 如 ， 人 的 腺 病毒 为 大 体 呼 : 吸 系 统 的 病原 体 ， 无 致 瘤 性。 但 如 将 其 接种 于 大 鼠 的 新 生 幼 鼠 测 可 诱发 肿瘤 。 把 SV40、 乳 头 瘤 (paporoma) 、 腺 病毒 及 瘤 疹 病 毒 等 作为 对 哺乳 动物 培养 细胞 系统 引入 重组 基因 的 载体 ， 也 是 大 们 研究 的 重要 对 象 。 把 包含 这 类 病毒 的 复制 起 始 区 ,启动 区 前 片段 与 外 源 性 基因 相连 接 并 引入 至 培养 细胞 中 ， 关 键 是 如 何 灵活 地 运 用 培养 绍 胞 蛋白 质 合成 系统 。 $h [5] 42 AH RA] «(interspecies hybrid cell) 种 间 杂 种 细胞 是 指 把 来 自 不 同 种 的 细胞 使 之 融合 而 得 到 的 杂种 细 胸 。 在 生物 分 类 学 上 ， 通 过 杂交 而 得 到 的 第 一 代 杂 交 种 ， 具 有 生育 能 力 考 表明 两 个 亲 株 属于 同 种 ， 不 共生 育 能 力 者 表明 两 个 亲 株 属于 异种 。 因 此 ， 在 自然 界 中 ,， 种 间 杂 交 仅 限于 第 一 代 。 但 是 ， 随 着 组 织 培 养 和 细胞 培养 技术 的 发 展 ， 便 有 醋 能 利用 培养 细胞 得 到 体 细 胞 杂种 。 在 体 细胞 遗传 学 中 ， 不 论 同 种 、 异 种 ， 凡 是 由 遗传 上 不 同 的 细胞 经 过 融合 而 形成 的 细胞 均 称 为 杂种 细胞 。 种 间 杂 种 细胞 一 词 正 是 为 了 表明 细胞 是 来 自 不 同 的 种 而 被 使 用 的 。 种 间 杂 种 细胞 与 同 种 杂种 细胞 相 比 ， 其 性 质 更 不 稳定 。 在 动物 的 种 间 杂 种 细 有 物 中 ， 有 一 方 种 的 染色 体能 较 快 地 从 杂种 细胞 中 消失 。 而 在 人 和 小 鼠 杂 种 细胞 中 ， 多 数 情况 下 是 人 的 染色 体 首 先 较 快 消失 。 这 一 现象 在 绘制 人 的 基因 染色 体 图 时 a 人 = — ‘ Peirce Ae cies — ee 已 被 利用 。 在 植物 中 ， 可 由 愈 伤 组 织 再 生出 个 体 。 在 此 实验 结果 的 基 础 上 》 对 从 种 问 杂 种 细胞 获得 的 自然 界 中 不 存在 的 种 间 杂 种 植 和 讲 行 了 大 量 的 试验 研究 ， 尤 以 用 于 进行 品种 改良 等 方面 受到 TAN HBR, | 种 特异 性 (species specificity) 种 特异 性 是 生物 学 上 在 特定 的 种 中 所 见 到 的 一 种 现象 ， 或 称 之 为 生理 功能 的 现象 。 例 如 ,* 作 用 于 人 的 于 扰 素 仅 是 人 细胞 的 产物 ， 其 它 动 物 的 产物 不 显示 作用 。 这 样 ， 干 扰 素 被 认为 具 有 种 特异 性 。 与 此 相反 ， 激 素 的 种 特异 性 则 很 低 。 Be (HS:—heavy chain) 重 链 是 构成 存在 于 动物 体液 中 抗体 〈 免 疫 球 蛋 白 ，Ig) 基 本 结构 的 一 条 肽 链 。Ig 由 两 条 重 链 和 两 条 轻 链 构 成 。 各 链 依 其 结构 特点 而 分 成 两 个 部 位 ， 即 与 抗体 的 特异 性 〈 特 定 的 抗体 只 作用 于 特定 的 抗原 ) 相对 应 ， 依 抗体 的 不 同 而 显示 出 不 同 氨基 酸 序 列 的 可 变 部 位 CVariable(V)region] 及 在 不 同 的 抗体 之 间 常 显示 出 高 度 类 似 性 的 恒定 部 位 CConstant (C) region), FE 人 Poh, 重 链 的 恒定 部 位 Ce， 根据 抗体 亚 类 (subclass) IgG, IgM, IgA, IgDKIgER AK —-RAW, WaAIWY, vw a 6 Re#ERAMMU ES), HEAMA CSUR We 类 抗体 的 Cu, ABE EH. Heir, PRB, AES AGE) BRR A gk Al Ga 熟 小 AA gGEA MURA, RiP VBA SCE ABE FP SMATA, AA Rib mR RIA, (RI Rea. Plage 因 被 切断 ，V 与 C 开 始 连 接 从 而 显示 表达 。 这 一 发 现 ， 为 阐述 伴随 分 化 基因 表达 的 控制 ， 提 供 了 重要 依据 。 但 对 V 基 因 一 级 结构 中 毛 显示 的 多 样 性 ， 迄 今 尚 未 得 到 解决 。 126 转 导 (transduction) 在 感染 细菌 的 噬菌体 中 ， 选 用 不 使 细菌 溶解 的 温和 史 菌 体 即 溶 原 性 鸣 菌 体 ， 把 细菌 的 基因 的 一 部 分 (CDNA 片段 ) 转移 至 其 它 细 菌 中 的 一 种 现象 。 被 转运 的 基因 如 果 是 仅 限 于 特定 的 供 体 基 因 , 则 称 为 特殊 性 (局 限 性 ) 转 导 ; 如 果 能 转 导 任何 供 体 的 基 因 ， 则 称 为 普遍 性 转 导 。 大 肠 杆菌 的 和 友 喉 菌 体 富 480 Me ER 于 前 者 ， 而 P1 喉 菌 体 、 沙 门 氏 菌 的 P22 则 属于 后 者 : CME 枯草 杆菌 中 含有 p11、$105 SRA AR, AER RE 只 菌 体 载体 已 在 基因 工程 中 得 到 应 用 。 转化 (transformation) 转化 是 基于 DNA 的 细菌 转化 及 与 致 瘤 有 关 的 细胞 转化 这 两 种 生物 现象 的 术语 。 Q 就 细菌 的 遗传 杂交 而 言 ， 转 化 是 早已 被 观察 到 的 一 种 现象 。 早 在 1928 年 格 里 弗 斯 (Giiffith) 就 报道 了 肺炎 球菌 的 转 化 现象 。1944 年 ， 艾 弗 里 (Avery) 指出 这 一 现 锭 是 贞 细 菌 申 提 取 精 制 的 DNA 所 引起 ， 生 物 的 性 质 通过 DNA 可 引起 遗传 方面 的 变化 ， 这 就 是 证 明基 因 就 是 DNA 的 实验 。 其 后 ， 在 嗜 撑 杆 菌 、 枯 草 杆 菌 、 淋 球菌 等 细菌 中 也 发 现 了 这 一 现象 。 所 谓 转 化 ， 就 是 使 外 源 DNA， 通 过 与 另 一 细菌 细胞 的 接触 而 引导 到 细胞 内 ， 与 细胞 内 的 DNA 重 组 、 人 性状 表达 所 需要 经 过 的 一 系 列 生物 过 程 。 虽 然 完成 使 DNA 引 导 到 细胞 内 的 这 一 过 程 是 很 困 难 的 ， 但 以 上 述 细菌 为 材料 ， 在 一 定 培养 条 件 下 ， 还 是 比较 容 易 获 得 这 种 捅 入 能 力 。 最 近 ， 通 过 钙 或 锂 等 处 理 ， 大 肠 杆 菌 、 醇 母 菌 也 能 发 生 转 化 。 此 外 ， 使 用 除去 细胞 壁 的 原生 质 体 的 方 法 也 被 广泛 采用 。 转 化 不 仅 限 于 微生物 ， 在 动 植物 细胞 申 搬入 DNA 一 般 也 能 引起 细胞 的 性 质变 化 , 故 应 用 也 很 广泛 。 在 基础 研究 领域 中 ， 由 于 可 直接 观察 到 DNS 的 生物 活 性 ， ap | 127 ss BATT PA RDNA 289} FAL SE TA A Rh FB. TE 用 方面 ， 把 重组 的 质粒 插入 到 细胞 并 形成 具有 新 特性 的 细胞 的 方法 ， 已 成 为 基因 工程 的 基础 技术 之 一 。 @， 就 动物 培养 细胞 而 言 ， 主 要 是 通过 肿瘤 病毒 (SHA SASV40) 的 感染 ， 致 癌 物 质 的 处 理 及 放射 线 照 射 等 , 使 其 IB 态 、 抗 原 性 、 增 殖 性 等 特性 发 生变 化 ， 并 力求 把 这 类 变化 遗传 给 子 代 。 当 转化 细胞 已 丧失 接触 抑制 能 力 时 ， 在 琼脂 培养 基 上 进行 培养 可 形成 细胞 群体 ， 并 可 观察 到 细胞 表面 发 生变 化 。 把 这 种 培养 细胞 给 动物 接种 ， 便 能 生成 肿瘤 。 根 据 实验 目的 不 同 而 使 机 体 生成 肿瘤 时 ， 即 表现 为 转化 。 当 把 活化 了 的 致 瘤 基因 引入 到 动物 培养 细胞 内 并 转化 成 瘤 细胞 时 ， READ LROMQHRES X 转换 子 (inverton) 研究 证 明 ， 在 细菌 或 史 菌 体 的 DNA 中 , 其 特定 的 DNA 片 段 能 可 逆 地 发 生 倒 位 。 其 代表 性 例子 是 沙门 氏 菌 的 鞭毛 相 变 异 (对 毛 抗 原型 的 可 逆 变 异 ) DNAR RMA MARE eH KR 内 发 生 的 。 导 致 这 种 倒 位 的 酶 称 为 DNA 转 化 酶 (invertase)， 含有 这 种 酶 的 基因 称 为 转换 子 。 在 倒 位 的 DNA 片 段 的 两 端 ， 有 碱 基 序 列 的 回 文 结构 ， 这 种 结构 及 其 所 具有 的 剪接 活 性 的 酶 的 特异 性 引 人 注 目 。 伴 随 着 倘 位 ， 在 鞭毛 相 变异 中 已 观察 到 人 性 状 表 达 改 变 的 现象 。 此 外 ， 也 有 关于 DNA 转 化 酶 存在 于 Bl fr DNA 片 段 外 的 报道 。 转录 (transcription) (由 DNA 转 录 RNA) 转录 是 指 把 DNA 的 遗传 信息 传递 给 mRNA, 合成 与 DNA 的 单 链 具 互补 碱 基 序 列 的 mRNA 的 反应 过 程 。 这 一 反应 过 程 ， 是 借助 于 依赖 DNA 的 RNA 聚 合 酶 的 作用 而 完成 的 。RNA 育 合 Bie Ao 因子 共同 结合 在 DNA 链 的 启动 子 CRNA 到 合 酶 的 结合 部 128 hi) 上 ， 并 使 RNA 由 5“ 向 3 方向 进行 合成 。 不 仅 编 码 蛋 白质 的 mRNA、 而 且 rRNA、tRNA ( 真 核 生 物 中 的 nnRNA .snRNA) 等 也 能 通过 相同 的 反应 而 被 合成 。 合 成 和 目 RNA 的 圣 定 结 I OA 动 子 ) 开 始 ; 在 特定 结构 (终止 子 ) 处 结束 。 无 论 是 在 合成 开始 ， 卸 或 合成 结束 ， 都 有 多 种 调节 因子 参与 ， 忆 达到 对 转录 进行 人 台 理 的 控制 。 (TDNA) 转 染 (transection) 所 谓 转 染 ， 是 采用 精制 的 噬菌体 DNA 感 染 细胞 ， 让 DNA 引起 的 转化 与 感染 这 两 词 而 合成 的 术语 。 现 在 ， 这 一 术语 不 仅 被 用 于 指 史 菌 体 的 DNA， 也 被 用 于 指 质粒 DNA 的 转化 。 当 被 用 于 后 者 时 ， 是 指 质粒 所 具有 的 遗传 性 质 在 细胞 中 得 到 表达 ， 表面 上 看 来 ， 虽 与 转化 相似 , 但 并 不 要 求 DNA 和 受 体 菌 的 DNA 发 生 重 组 ， 这 一 点 又 与 噬菌体 DNA 的 转 染 相似 。 UTR ARKH, BRN RARE SM 菌 体 尾 部 结构 ， 而 在 进行 DNA 转 染 时 仅 需 要 把 DNA 捅 入 细胞 中 。 例 如 ， 对 叭 菌 体 转 染 即使 是 有 耐性 的 细菌 ， 只 要 有 在 该 绍 菌 中 插入 DNA 的 能 力 ， 则 可 以 实现 转 染 。 又 如 ， 对 于 本 来 不 具有 DNA 捅 入 能 力 的 细菌 ， 只 要 除去 其 细胞 壁 使 之 形成 原生 质 体 ， 再 经 钙 处 理 就 可 插入 DNA。 由 于 是 搬入 DNA， 因 此 在 基因 重组 实验 中 也 能 广泛 地 采用 。 ee (7 Bg (transposase) | 夹 在 转 座 子 (transposon) DNA Pi TK He AEE EE ZH, SSAA WMBEEA, RILSRSANRETR ， 移 起 作用 的 蛋白 质 基 因 ， 这 个 蛋白 质 就 叫 转 位 酶 。 此 前 早已 证 明 在 Tn3 中 有 这 种 蛋白 质 的 实际 存在 。 #535 RNA (transfer RNA, tRNA) A 转运 RNA 是 指 能 阅读 DNA 的 遗传 信息 并 对 决定 制造 蛋 A . } 12Z9 | 质 氛 基 酸 的 排列 顺序 (蛋白 质 合成 ) 起 重要 作用 的 RNA。 它 具有 能 把 mRNA 的 磊 基 序列 以 化 学 结构 完全 不 同 的 氨基 酸 序列 加 以 转换 的 媒介 作用 。 因 此 ， 也 称 其 为 转 接 器 分 F (adaptor), R- NA 是 一 种 小 分 子 物 质 (分 子 量 20,000~30,000， 碱 基数 70~ 90 个 ) 。 但 在 其 结构 中 却 包含 着 能 阅读 mRNA 遗传 密码 的 碱 基 序列 〈 反 密码 子 ) ， 及 与 严密 对 应 于 反 密 码 子 的 特定 氨基 Be 合 的 结 梅 。 让 于 蛋白 质 由 20 种 氨基 酸 组 成 ， 因 此 与 每 种 氨基 酸 相 对 应 的 ， 相 结合 的 tRNA 已 知 有 一 种 或 一 种 以 上 。 tRNA 除 含有 4 种 构成 普通 RNA 的 碱 基 外 ， 还 含有 多 种 修 饰 碱 基 ， 这 是 tRNA 的 基本 特征 。tRNA 基 本 为 单 链 结构 ,在 其 弯曲 部 位 形成 碱 基 对 ， 组 成 具有 特异 性 的 二 级 甚至 三 级 结构 体 。 正 是 这 种 高 级 结构 ， 成 了 tRNA 与 某 个 反 密 码 子 对 应 的 氨 基 酸 相 结合 的 关键 。 氨 基 酸 与 tRNA 的 3 羟基 末端 碱 基 A 结合， 其 末端 含有 与 所 有 其 它 tRNA 相 同 的 CCA 序 列 。 据 此 推测 , CCA 之 后 的 第 4 个 碱 基 及 反 密 码 子 ， 作 为 特异 地 对 应 于 氨基 酸 的 结 构 具 有 重要 意义 。 它 除了 与 蛋白 质 合成 有 关外 ， 也 与 代谢 调节 及 DNA 合 成 的 起 始 有 关 。 由 于 核酸 的 分 子 很 小 ，1965 年 首先 由 霍 勤 利 (Holley) 研究 确定 了 由 酵母 中 提取 、 猜 制 的 腺 车 叭 tRNA 的 全 部 碱 基 序 列 ， 这 是 首次 搞 清 核酸 碱 基 序 列 的 例子 。 转 座 子 (transposon, Tn) 转 座 子 是 指 在 原核 生物 所 具有 的 转移 性 基因 中 ， 除 自身 转 移 所 必需 的 基因 外 ， 还 具有 耐 药 性 因子 等 其 它 基 因 。 与 仅 具 转 移 必需 基因 的 IS 有 所 区 别 。 转 座 子 的 结构 特征 是 ， 在 全 长 的 两 个 未 端 上 有 在 转移 中 发 挥 重 要 作用 的 约 18 一 1500 个 碱 基 对 的 逆向 倒置 重复 (inverted 130 repeat，IR) 。IR 有 两 种 不 同 的 类 型 ， 一 种 IR 就 是 IS,， 形 成 在 两 个 相同 JS 之 间 夹 入 一 种 基 因 的 形式 〈TIn9、Tnl0 等 ) 。 这 样 IS， 即 使 是 单个 的 也 具有 转移 能 力 。 另 一 种 IR 具 有 在 一 个 IS 中 可 有 过 多 其 它 基 因 航 入 的 形式 (ITn3)。 于 是 在 转 位 中 便 会 发 生 : 中 在 性 质 不 同 的 DNA 部 分 中 发 生 并 不 需要 recA 的 转移 〈 不 正常 重组 ) - @ 在 靶 DNA 中 无 特别 的 碱 基 序 列 ， 但 在 转移 部 分 中 却 发 生 3 一 12 个 碱 基 对 《根据 Tn 的 不 同 而 各 有 一 定 的 碱 基 数 ) HER, OBE, 因为 原 有 的 Tn 残 留 ， 故 每 转移 一 次 ， 拷 贝 数 便 会 增加 一 个 。 虽 然 目 前 已 经 提出 了 说 明 这 种 转移 的 模型 ， 但 对 Tn 密 码 的 转移 所 必需 的 蛋白 质 及 其 与 宿主 细胞 酶 系统 的 关系 ， 还 有 待 进一步 加 以 解释 。 Toah#BSIS-H, FMAERERD REA, tk RR, 倒 位 和 形成 融合 分 子 ， 而 引起 窒 变 或 极 性 变异 。 如 果 接 受 插 入 转移 是 在 基因 部 位 ， 就 会 引起 变异 ;如 果 是 在 质粒 复制 所 必需 的 碱 基 序列 中 ， 则 失去 复制 能 力 等 等 ，Tan 将 对 细胞 变化 产生 巨大 影响 。Tn 的 转移 频率 在 大 肠 杆 菌 中 约 为 10 一 10 三 桥 等 日 本 研究 组 在 对 耐 药 性 因子 及 其 移动 现象 的 发 现 上 起 了 先导 作用 ， 但 对 此 提出 转移 概念 的 ， 则 是 美国 的 科恩 (Co- hen) 等 人 。 姊妹 染色 单 体 (sister chromatid) 染色 质 在 细胞 分 裂 期 发 生 凝 缩 而 形成 染色 体 。 染 色 体 在 分 裂 中 期 时 沿 纵 轴 方 向 进行 纵向 分 裂 ， 并 被 分 配 到 子 细胞 中 。 这 种 一 个 染色 体 分 成 两 个 的 着 丝 粒 相连 子 染 色 体 称 为 :( 姊 乓 六 BE 色 单 体 。 虽然 在 DNA 即 将 进入 合成 期 时 进行 标记 尚 不 能 对 两 个 染 色 单 体 加 以 区 分 ， 但 一 经 标记 后 ， 进 入 第 二 次 分 裂 期 时 便 有 可 131 能 加 以 区 分 。 自 从 发 现 姊妹 染色 单 体 的 交换 (SCE) 现象 后 ， 对 染色 单 体 的 区 分 染色 以 及 交换 的 机 制 开 展 了 更 加 广泛 的 研究 。 姊妹 染色 单 体 交 换 (sister chromatid exchange, SCE) 姊妹 染色 单 体 交换 ， 是 指 在 姊妹 染色 单 体 之 间 所 发 生 的 部 分 交换 现象 。 通 常 简称 为 SCE。 目 前 , 对 SCE 的 发 生机 人 制 尚 不 了 解 。 推 测 , 是 因 双 链 DNA 在 同一 位 置 上 被 切断 , 并 在 与 姊妹 双 链 的 同一 位 置 上 相 结合 。 它 本 身 并 不 伴随 遗传 障碍 。 细胞 经 紫外 线 照 射 或 者 用 低 浓度 的 致 瘤 剂 处 理 后 ， 可 引起 SCE 的 发 生 频率 增加 ， 从 而 提示 ， 有 可 能 利用 这 种 现象 作 为 致 突变 物质 的 检索 指标 。 自身 免疫 疾病 (autoimmunization disease) 自身 免疫 疾病 是 对 自身 的 脏 器 ， 组 织 及 其 构成 成 分 产生 抗 体 的 变态 反应 疾病 。 这 是 在 免疫 疾病 中 原因 不 明 且 治疗 困难 的 一 种 疾病 。 近 年 来 ， 特 别 引 人 注目 的 是 周身 性 红斑 狼疮 (SLE， systemic lupus _ erythematosus) ， 目 前 ， 在 患者 的 血清 中 已 发 现 了 对 核 及 其 成 分 〈 核 蛋白 质 、DNA、RNA、 组 蛋白 等 ) 的 抗体 。 在 真 核 细 胞 的 核 中 ， 比 较 稳 定 的 低 分 子 RNA 能 与 蛋白 质 形成 复合 物 (sn RNP) 。 施 泰 效 〈steiz) 等 分 析 了 可 与 SLE 患 者 的 血清 发 生 沉降 反应 的 snRNP 中 的 RNA 成 分 ， 发 现 其 中 的 一 种 UI1( 含 有 丰富 囊 的 snRNA) 与 外 显 子 - 内 含 子 连接 部 位 的 碱 基 序 列 具 有 互补 人 性， 提示 U1 可 能 与 nRNA 的 成 熟 ， 即 拼接 有 关 。 阻 遏 物 (repressor) 阻 遏 物 是 与 结构 基因 相 邻 的 DNA 链 (操纵 基因 ) 相 结 合 ， 对 mRNA 合成 的 抑制 或 者 诱导 具有 控制 作用 的 蛋白 质 因 子 。 操 纵 基 因 与 局 动 子 相 邻接 ， 如 果 在 启动 子 上 结合 有 阻 过 物 ， 则 由 152 RNA G WMG S| HmMRNARRARVS SBM, RH Se WARNES WSS wei, WBA, RRM 转录 反应 的 抑制 ， 于 是 便 开 始 mRNA 的 合成 进而 开始 蛋白 质 的 合成 。 把 编码 阻 遇 物 的 基因 称 为 调节 基因 ， pera :下 liz” (乳糖 操纵 子 ) 。 诱导 物 个 存在 时 RNA RABE ba ”诱导 物 存在 时 RNARA HF + He, igi ie” pane IPTG One IPTG 1Pte BA 28 in Se ok (FH 18 i EAS AD vecemsttiinine 4 图 1-18 阻 遏 物 的 结合 及 由 诱导 物 的 解除 组 蛋白 (histone) 组 蛋白 是 指 所 有 真 核 生 物 的 核 中 ， 与 DNA 结 合 存在 的 碱 “ 性 蛋白 质 的 总 称 。 分 子 量 约 10,000 一 20,000。 通 常 含有 互 1、 也 2A、H2B、 了 3、 了 4 等 5 种 成 分 。 除 HI 外 ， 其 它 4 种 组 蛋白 均 重 SMW Ra G 共 八 聚 体 ) HAF, 形成 核 小 体 核 心 。 DNASE 缠绕 在 核 小 体 的 核心 上 。 而 HI1 则 与 核 小 体 间 的 DNA 结 合 .因此 ，， é 1353 一 般 认 为 组 蛋白 作为 结构 支持 体 的 作用 比 其 基因 调节 作用 更 为 重要 。 岛 类 、 两 栖 类 等 含有 细胞 核 的 红细胞 中 , 含有 一 种 叫 H5 的 特殊 组 蛋 自 。 毕 外 ， 在 停止 增殖 的 细胞 中 ， 还 含有 一 种 叫 1 的 组 蛋白 ，HI1 ”的 结构 与 H5 相 类 似 。 组 蛋白 可 受到 甲 基 化 、 乙 酰 化 、 磷 酸化 、 聚 ADP eM 化 ， 以 及 与 泛 醒 〈ubiquinone) 相 结 合 等 几 种 类 型 的 修饰 。 组 蛋白 的 修饰 与 染色 质 结构 的 变化 及 基因 活性 控制 的 相关 性 等 等 ， 是 今后 的 重要 研究 课题 。 组 织 培养 法 (tissue culture) 从 生物 体 取 出 器 官 、 组 织 、 细 胞 ， 在 人 工 培养 条 件 下 〈 菩 养 基 、 容 器 、 供 气 、 温 度 等 ) 使 之 生长 ， 以 研究 在 机 体内 元 法 观察 的 特性 叫做 组 织 培养 法 。 在 一 般 情 况 下 ， 把 包括 从 细胞 到 器 官 的 培养 叫 作 广 义 的 组 织 培 养 。 把 对 心 胜 、 有 肝脏、 或 者 胚胎 的 一 部 分 器 官 整个 地 培养 称 作 器 官 培养 。 把 用 上 皮 组 织 、 肌 肉 组 织 、 软 骨 组 织 等 处 于 组 织 状态 的 培养 叫做 狭义 的 组 织 培养 ， 而 对 离 体 细胞 的 培养 ， 则 叫 作 细胞 培养 。 当前 ， 应 用 最 广泛 的 组 织 培养 是 细胞 培养 。 这 是 因为 ， 采 用 动物 细胞 正 像 采 用 细菌 细胞 一 样 ， 其 操作 技术 已 被 掌 摇 ， 了 而 且 由 于 人 类 知识 和 经 验 的 积累 ， 已 能 比较 容易 地 获得 各 种 性 质 不 同 的 细胞 等 等 。 另 一 个 重要 的 原因 是 ， 动 物 细 胞 培养 也 具有 较 重 要 的 学 术 意 义 。 _ 近年 来 ， 由 于 组 织 培 养 ， 特 别 是 杂种 细胞 的 形成 、 杂 种 瘤 的 制 取 、DNA 注 入 法 以 及 转 染 等 技术 的 研究 成 功 ， 已 有 可 能 把 这 一 方法 广泛 应 用 于 所 谓 的 真 核 生 物 分 子 生物 学 领域 。 采 困 植物 材料 进行 组 织 培养 与 采用 动物 材料 进行 组 织 培 134 : 的 情况 是 不 同 的 。 在 进行 植物 组 织 培养 时 ， 其 培养 条 件 ， 特 别 是 培养 基 的 组 成 比较 简单 。 植 物 细胞 保持 有 全 能 性 ， 从 而 可 由 单一 细胞 发 育成 植物 个 体 。 因此 ， 人 类 不 仅 对 细胞 的 增殖 、 分 化 等 基础 课题 进行 了 研 究 ， 而 且 很 早 以 前 就 已 开始 对 育种 :药品 开发 等 也 进行 了 研 究 。 特 别 是 把 除去 细胞 壁 的 胞 质 体 的 细胞 融合 技术 弛 进 到 组 织 培养 中 ， 以 获得 自然 界 中 尚 没 有 的 各 种 种 间 杂 种 。 B 细 胞 (B cell) BA aah H&B YEA (B lymphocyte), 是 来 泪 免疫 的 脏 器 ， 如 鸡 等 禽类 的 法 氏 腔 上 赛 Cbursa Fabricii) RAR, 大 鼠 等 动物 的 骨 艇 淋巴 细胞 。 由 于 工 细 胞 和 抗原 的 刺激 ， 也 组 胞 能 分 化 成 产生 抗体 细胞 。 也 细 胞 产生 的 免疫 球 蛋 自 是 分 沁 到 体液 中 的 体液 性 抗 性 。 而 工 细 胞 与 细胞 性 免 羧 有 关 ;， 符 威 的 抗 FFA WT ARP. FETA, BES ARE BAe bie BD T i, th ABE Hil BAM he See Ag Hl T fd, Min se xt BAW he A See a EA (DNA) C.t#f (DNAB AW I SS #, DNA reassociation kinetics analysis) DNA AYC ot ap OT EXT DNA FE BERET BT 的 一 种 方 法 。 采 用 物理 方法 把 DNA 切 成 大 约 300 个 碱 基 对 长 度 , AL JAR AEE BRE. ESA CHE, RED Hz 再 组 成 双 链 DNA ( 复 性 ) 。 以 实验 中 所 用 DNA 的 浓度 (Co) A ”反应 所 需 时 间 (+ ) 的 乘积 〈 称 为 Co 对 生成 的 双 链 郊 比 例 作 图 ， 从 所 得 曲线 可 以 求 出 DNA 片 段 的 重复 率 。 * 利用 这 一 方法 得 以 阐明 ， 在 真 核 生 物 的 基因 组 中 ， 包 含 着 富 于 变化 的 不 同 序列 一 一 从 重复 频率 非常 高 10 次 ) 的 序列 到 单一 (一 个 基因 组 中 仅 一 次 ) 序列 。 135 Fil FAC ot 3) Bp AY DA YW) sae rs Be RE A A: PPA Be 少 个 病毒 基因 组 存在 。 DNA 导 入 法 (DNA introduction method) DNA 导 入 法 , 是 指 把 外 源 性 DNA 引 入 到 细胞 中 并 使 之 表达 的 一 种 方法 。 它 是 在 以 高 等 生物 细胞 作为 研究 对 象 时 经 常 被 使 用 的 一 种 术语 。 当 前 ， 应 用 广泛 的 方法 是 DNA 转 染 法 (DNA transfection, TFE)， 即 采用 纤细 的 玻璃 针 ， 在 显微镜 下 ， 把 微 量 DNA 直 接 注入 到 细胞 核 中 , 或 者 利用 细胞 的 吞 史 作 用 使 细胞 自发 地 摄取 外 部 物质 。 TEF 法 早期 应 用 于 细菌 和 酵母 的 研究 中 , 经 改良 后 也 适用 于 动物 的 培养 细胞 。 其 操作 过 程 是 ， 把 欲 导 入 的 DNA 和 磷酸 钙 的 混合 沉淀 物 先 调配 好 ， 置 于 培养 器 中 ， 经 数 小 时 培养 后 ， 大 部 分 细胞 把 DNA- 磷 酸 钙 混合 沉淀 物 摄 入 到 细胞 质 内 。 人 得 其 中 具有 极 少 数 细胞 能 把 DNA 输 送 到 细胞 核 内 并 表达 出 来 .采用 TF 法 而 使 遗传 性 状 发 生变 化 的 细胞 ， 称 为 转移 基因 接受 体 〈tra- nsformane) 。 在 动物 的 培养 细胞 中 ， 转 移 基 因 接 受 体 的 发 生 ”频率 要 比 细 菌 低 得 多 , 而 且 外 源 性 DNA 是 在 受 体 细胞 染色 体 上 的 非特 定位 置 上 插入 的 ， 这 一 点 与 细菌 的 重组 有 明显 的 不 同 。 把 质粒 DNA 等 连接 在 所 用 的 外 源 性 DNA 上 ， 以 之 作为 标 是 记 ， 并 在 受 体 细 胞 中 使 用 特定 的 遗传 变异 株 ， 则 可 以 使 补偿 访 变异 的 基因 克隆 化 。 iDNA 的 变性 图 (denaturation map of DNA) 把 双 链 DNA 在 溶液 中 进行 加 热处理 , 或 在 碱 性 条 件 下 进行 处理 ， 则 碱 基 序 列 中 含有 A.T 碱 基 对 多 的 部 分 将 变 成 单 链 ， 用 甲 酰胺 或 者 乙 二 醛 〈glyoxal) 固定 ， 再 用 电子 显微镜 进行 观 察 ， 便 可 观察 到 双 链 DNA 在 什么 地 方 分 解 成 单 链 。 由 于 A'T 钴 基 序列 的 大 小 和 位 置 在 基因 组 DNA 中 是 恒定 的 ， 故 可 通过 136 apegkyuipiyapnelapopir 从 而 可 掌握 基 甘 组 的 相关 性 。 了 NA 碱 基 序 列 测定 法 (sequencing of DNA) 现在 ， 化 学 分 解法 〈(Maxam-Gilbert 法 ) 和 链 终 止 子 法 (chain terminator method, Sanger 法 ) 是 测定 DNA 碱 基 序 5) GREY, We. Sa, Ree) 使 用 最 为 广泛 的 方法 。 化 学 分 解法 是 1977 年 由 马克 萨 姆 和 吉尔 伯 特 两 人 研究 开发 ， 前 有 具 划 时 代 意 义 的 方法 。 其 操作 步骤 是 : 1I1。 对 和 欲 测 碱 基 序 列 的 DNA 片 段 进 行 精制 : 从 一 端 开 始 测 定 ， 大 约 有 300 个 碱 基 对 (bp). MAT AAMT ME DNA RA pBR322S LAM ie, Bika, AR 制 性 内 切 酶 切断 供 使 用 。 2。 对 DNA 片 段 末端 进行 标记 : FEDNAH Bays’ Fei k3” 末端 上 进行 标记 处 理 。 最 常用 的 方法 是 用 多 核 苷 酸 激酶 和 CO- 3aP]ATP 把 5 末端 磷酸 化 。 由 于 有 限制 性 内 切 酶 切断 的 片段 在 5“ 末 端 上 含有 磷酸 ， 故 需要 事先 用 磷酸 酶 除去 磷酸 根 后 再 进 行 标记 。 | ” 3。 对 仅 一 端 进行 标记 的 DNA 片 段 的 制备 ;把 两 未 端 均 经 标记 的 DNA 片 豚 用 限制 性 内 切 酶 切断 ， 或 把 DNA 双 链 分 别 HF 离 成 单 链 ， 对 左 或 右 一 端 含有 标记 的 片 明 ， 用 凝 胶 电 脉 法 进行 分 离 、 精 制 。 4。 赖 基 特 异 的 化 学 分 解 反 应 及 DNA 链 的 切断 ， 把 用 上述 8 法 获得 的 片 眉 溶 液 分 成 4 等 分 , 分 别 进行 对 4 种 碱 基 GATC 的 特 异化 学 分 解 反应 。 最 理想 的 反应 条 件 是 ， 设 定 每 分 子 DNA 片 疏 仅 有 一 个 碱 基 发 生 分 解 反 应 。 反 应 后 ,把 DNA 链 在 分 解 SS 的 位 点 上 切断 。 例 如 ， 在 用 腺 吧 吟 进行 的 特异 反应 的 样品 中 ， ‘a 137 含有 一 端 被 标记 ， 而 另 一 端 在 腺 野 叭 位 点 上 被 切断 的 不 同 长 度 的 片 明 。 对 其 它 样品 也 可 进行 同样 的 碱 基 特 异 反应 。 5。 用 凝 胶 电 泳 法 和 放射 自 显影 技术 测定 碱 基 序列 ， 把 4 种 样品 分 别 置 于 各 自 的 沟 档 中， 同时 进行 电泳 、 放 射 自 显影 。 于 是 在 和 X 光 胶片 上 ， 与 一 端 被 标记 的 各 小 片段 的 位 点 相对 应 的 地 方 ， 便 会 出 现 区 带 。 片 段 愈 小 ， 电 泳 亦 愈 快 〈 向 下 )。 因 此 ， 比 较 4 个 沟 槽 的 区 带 位 置 ， 可 自 下 而 上 依次 读 出 沟 槽 区 带 的 碱 基 名 称 ， 从 而 对 碱 基 序列 作出 测定 。 链 终止 子 法 是 由 桑 格 (Sanger) 于 1975 年 研究 提出 的 。 操 作 PRE. WA WRIA MME DNA 片段 作 为 模板 ， 利 用 DNA 聚合 ME 试管 内 合成 互补 链 ， 加 入 链 终 止 子 “〈 合 成 抑制 剂 ) ,终止 反应 后 ， 进 行 凝 胶 电 泳 分 析 。 用 MI13 鸣 菌 体 作为 模板 ， 这 种 鸣 菌 体 由 宿主 大 肠 杆 菌 释 放 出 来 时 为 单 链 ， 但 在 细菌 内 进行 复制 时 则 变 成 双 链 。 把 欲 测定 的 DNA 片 段 播 入 到 复制 型 噬菌体 中 ， 使 之 增殖 ， 回 收 释 放 到 昔 体 外 的 单 链 DNA， 加 以 精制 。 在 播 入 片段 的 上 端 接 上 起 始 子 | 〈 单 链 DNA， 作 为 出 发 点 进行 DNA 合 成 ) 开始 合成 反 应 。 在 REP, MA 4 种 核 苷 酸 三 磷酸 ，dNTP (dATP, dCTP, 有 GTP、dTTP)， 对 其 中 的 一 种 (在 位 ) 用 ?PP 进行 标 记 。 把 有 有 应 液 分 成 4 等 分 ， 分 别 加 入 具 碱 基 特 异性 的 链 终止 子 , 20，3/ “SBURNTP GATE, ddCTP, ddGTP, ddTTP) 。 在 进行 合成 县 应 时 ， 在 某 一 位 点 上 ， 例 如 在 原来 4ATP 应 该 引入 的 位 点 上 ， 加 | 入 ddATP 时 ， 则 互补 链 反 应 即 会 在 此 停止 ， 不 再 发 生 进 一 步 和 的 合成 。 由 于 链 终 止 子 的 引入 是 随机 发 生 的 ， 故 在 一 支 试 管 中 可 能 会 产生 不 同 长 度 的 互补 链 。 但 在 本 例 中 ， 所 有 的 终止 末端 的 碱 其 都 变 为 A 。 在 其 它 的 试管 中 ， 也 进行 了 同样 的 反应 。 以 合成 的 各 个 碱 基 作为 末端 互补 链 ， 经 过 一 定 反 应 时 间 后 ， 回 收 138 样品 再 解 离 成 单 链 ， 进 行 电 泳 、 放 射 自 显影 后 ， 便 会 在 与 新 合 成 的 互补 链 的 各 个 长 度 相对 应 的 位 置 上 出 现 区 带 。 比 较 四 条 沟 槽 中 区 带 的 位 置 ， 从 下 方 开始 依次 读 取 沟 槽 的 碱 基 和 名 称 ， 于 是 碱 基 序列 的 测定 即 告 完成 。 DNA# ig (DNA polymerase) | DNARAME-HRAARDNAR AR. CHE RB 生物 (大 肠 杆 菌 、 枯 草 杆菌 ) 中 ， 共 有 T、I、 下 三 种 DNA 聚合 酶 (polI、PpolI、Ppoli) 。 在 真 核 生 物 中 也 已 知 有 zx 、B、 ?三 种 DNA 聚 合 酶 〈 最 近 有 报道 ， 又 发 现 一 种 CDNA 聚 合 酶 ) 。 polI 是 由 科恩 伯 格 于 1956 年 从 大 肠 杆菌 中 提取 、 精 制 而 得 ， 罚 进行 了 试管 内 合成 DNA 的 实验 。 这 是 研究 得 最 为 详尽 的 DNA 合成 酶 ， 在 细胞 内 这 种 酶 对 经 紫外 线 照 射 等 受 辐 射 而 发 生 的 DNA 损 坏 有 修复 作用 。 已 发 现 ， 既 使 是 po 突变 株 也 能 见 到 正 稼 的 DNA 复 制 ， 经 研究 冰 明 ， 其 复制 酶 就 是 poli。 同时 也 发 现 pol I 与 此 复制 反应 也 有 一 定 关 系 。 目 前 对 polI 的 作用 尚 不 清 楚 。 真 核 生 物 的 复制 酶 4 ，?7 在 线粒体 DNA 复 制 中 起 作 用 , 而 B 则 与 紫外 线 损坏 的 修复 除去 有 关 。 DNA® = (deletion loop of DNA) 把 正 第 的 DNA 与 部 分 有 缺失 部 位 的 DNA 进 行 杂 交 ， 作 成 杂种 分 子 。 这 时 与 缺失 部 位 相对 应 的 正常 DNA 由 于 缺少 互 补 的 配对 链 而 成 为 单 链 。 用 适当 的 方法 进行 处 理 后 《例如 使 单 链 伸 展 ) ， 在 电子 显微镜 下 观察 便 可 以 看 到 与 缺失 长 度 相 对 应 的 单 链 DNA， 其 缺失 部 分 呈 环 状 结构 。 这 一 方法 可 用 于 判断 缺失 的 大 小 和 位 置 。 这 是 因为 ， 单 链 部 分 对 S1 核 酸 酶 敏感 ， 故 可 利用 这 一 特性 对 其 分 解 产物 进行 分 析 并 推定 它 的 位 置 。 此 外 ， 使 含 有 内 售 子 的 DNA 与 其 mRNA 形成 杂种 分 子 ， 也 可 以 在 内 含 子 区 域 观察 到 与 缺失 环 相同 的 结构 ， 从 而 可 以 知道 被 分 割 的 基因 - = RS tec, te/ 139 的 结构 。 DDNA 修 饰 酶 (DNA modification enzyme) DNA 修 饰 是 指 通过 化 学 方法 使 碱 基 发 生变 化 。 变 化 有 两 种 类 型 。 一 是 使 腺 味 叭 (A ) BRE (CC) 发 生 甲 基 化 ;二 是 变 为 胞 喀 啶 的 衍生 物 羟 甲 基 胞 喀 啶 的 葡萄 糖 转化 反应 ， 这 种 现象 在 大 肠 杆菌 工 偶 数列 〈T2、T4、T6) 叭 菌 体 DNA 中 可 以 遇 到 。 DNA 碱 基 的 甲 基 化 ， 是 生物 界 中 广泛 存在 的 一 种 现象。 它 | 与 生物 的 分 化 或 衰老 有 关 。 在 原核 生物 中 ， 大 约 有 lmol% 的 甲 基 化 碱 基 存 在 。 在 动物 中 ， 甲 基 胞 喀 喧 大约 占 全 部 碱 基 排 列 的 1 一 2% ， 在 植物 界 中 稍 高 一 些 ， 约 占 5 一 8% ， 但 却 没有 发 现 有 甲 基 腺 嘎 叭 的 存在 。 在 DNA 的 限制 -修饰 酶 系统 中 ， 修 饰 酶 与 限制 性 内 切 酶 是 两 种 不 同 的 酶 ， 但 修饰 酶 与 限制 性 内 切 酶 一 样 ， 也 具有 识别 碱 基 序 列 、 进 行 甲 基 化 的 特性 。 含 有 限制 性 内 切 酶 的 细胞 ， 其 DNA 由 于 修饰 酶 的 作用 而 免 遭 分 解 。 已 知 在 大 肠 杆菌 中 含 有 与 修饰 酶 不 同 的 腺 味 叭 或 胞 喀 啶 的 甲 基 化 酶 。 在 喉 菌 体 偶 数列 中 ， 已 发 现 的 5- 羟 甲 基 胞 喀 喧 葡萄糖 转化 的 频率 ，T4 为 100%，T2、T6 约 为 75% 。 当 以 尿 苷 二 磷酸 葡萄 糖 做 底 物 时 ， 可 利用 噬菌体 的 基因 (Cagt, Bet) 进行 转化 。 这 一 DNA 修 饰 系统 ， 很 时 就 为 人 们 所 知 ， 但 除 感染 噬菌体 时 侵 入 的 DNA 未 受 修 饰 时 ， 可 发 生 限 制 分解 ) 之 外 ， HE HK 然 知 之 甚 少 。 DNA-RNA#% (DNA-RNA hybrid) DNA-RNA 杂 交 , 是 指 DNA 碱 基 序 列 和 含有 互补 碱 基 序 列 的 RNA 之 间 形 成 具 碱 基 对 的 双 链 杂种 分 子 。 把 RNA 与 DNA 相 BA, ARSED, ERM BEA. RNA 与 含有 互补 碱 基 序 列 的 单 链 DNA 结 合 而 形成 双 链 。DNA-RNA 的 对 接 140 比 DNA-DNA 的 对 接 更 为 稳定 。 和 RNA 没 有 互补 碱 基 序 列 的 DNA 一 条 链 成 挤 出 状态 ， 可 借 电 子 显 微 镜 进行 观察 。 用 放射 性 . 同位 素 标记 的 RNA 研 究 、 观 察 特定 DNA 领 域 CDNA 片段 ) 已 ， 获得 应 用 〈Southern blotting 法 ) 。 EcoRI EcooRl 为 一 种 具 代 表 性 的 限制 性 内 切 酶 ， 因 来 自 含 有 这 种 We hy Kk DFT A CEscherichia coli RY13(RI)) 而 得 名 。1971 年 首次 由 博 耶 (Boyer) $A AMAA TRIB X GARRY 13 ik PASE. EcoRI BER BFF A Ot 6 个 碱 基 对 《〈* 表示 切断 部 位 ) 。 该 序列 以 … 符号 为 中 心 构成 旋转 对 称 结构 〈 回 文 结构 ) 。 pid ibe ae 3 CTTAAG_ 5 这 种 结构 是 在 其 它 许 多 限制 性 内 切 酶 的 识别 切断 部 位 上 都 可 见 到 的 共同 特征 。 由 于 它们 在 识别 、 切 断 碱 基 序 列 上 各 自 具 有 的 特异 性 ， 所 以 在 DNA 链 上 所 进行 的 切断 被 严格 限定 在 该 碱 基 序列 处 。 故 可 由 同样 基因 切割 成 相同 长 度 的 DNA 片段 。 而 且 用 相同 的 限制 性 内 切 酶 切断 的 DNA， 其 单 链 末 端 具 有 互补 的 碱 基 序列 ， 容 易 进 行 再 连接 。 利 用 许多 限制 性 内 切 酶 所 具有 的 这 种 共性 ， 可 以 绘制 出 基因 的 限制 性 酶 切 图 谱 ， 借 助 于 基因 切 断 和 连接 酶 实现 再 连接 ， 从 而 建立 起 今天 的 基因 工程 。 FAS (F factor) E 因 子 是 大 肠 杆 菌 的 性 决定 因子 。1946 年 菜 德 伯 格 (Leberg) 首先 在 大 肠 杆菌 必 12 株 中 发 现 了 细菌 的 接合 现象 。 因为 在 该 细胞 质 内 含有 致 育 (fertility) 因 子 , 故 简称 为 下 因子 。 含有 这 种 因子 的 菌 称 为 雄性 菌 〈+) ， 不 含有 者 RA te 141 (了 -) 。E 因 子 为 传递 性 质粒 ， 很 久 以 前 就 已 对 下 因子 的 遗传 学 、 物 理化 学 等 各 个 方面 进行 了 详细 的 研究 。 下 因子 的 分 子 量 为 60x 10*， 在 宿主 菌 的 拷贝 数 为 1 一 2。 E-* 菌 生 有 下 纤毛 ， 并 以 此 为 媒介 与 E 菌 进行 接触 、 接 合 ， 把 质粒 基因 组 传递 给 对 方 。 接 受 了 该 质粒 的 下 - 菌 变 为 下 菌 ， 从 而 证 明 它 具有 向 下 - 菌 传递 质粒 的 能 力 。 在 下 因子 的 基因 组 中 ， 含 有 能 与 其 它 DNA 容 易 发 生 重 组 的 结构 部 位 ， 与 宿主 染色 体 多 次 发 生 重 组 ， 结 果 在 宿主 染色 体 中 成 为 整合 状态 〈integrative state) 。 通 常 把 这 种 菌 称 为 高 频 重组 菌 〈Htr 菌 ) ， 在 接合 传递 时 ， 与 整合 的 下 因子 相 邻 的 染色 体 DNA 按 一 定 的 方向 移入 至 受 体 菌 中 。 此 外 整合 的 F 因 子 一 旦 再 次 恢复 自律 增殖 状态 ， 将 把 染色 体 DNA 的 一 部 分 引 六 至 基因 组 中 ， 把 这 种 因子 称 为 FE' 因 子 。 下 因子 可 以 在 染色 体 的 各 个 部 位 被 整合 ， 故 此 ， 从 各 种 不 同 Hfr 菌 中 均 可 以 分 离 得 E' 因 子 ， 制 成 大 肠 杆 菌 民 12 株 的 基因 图 而 被 广 为 应 用 。 F’ A+ (Fprime faetor) E' 因 子 是 在 FE 因子 内 引入 染色 体 DNA Fr Ba A — PR. 下 因子 在 与 宿主 染色 体 发 生 重 组 后 ， 可 在 宿主 染色 体 中 形成 整 合 状态 。 当 整合 的 质粒 再 从 染色 体 上 切断 并 回复 到 原来 的 自律 增殖 状态 时 ， 常 常会 带 入 部 分 宿主 染色 体 ， 这 种 质粒 便 称 为 因子 。 根 据 所 引入 的 基因 的 种 类 ， 可 把 FE' 因 了 于 称 为 Elac，Fgal 等 等 。 H-2 复 合体 〈(H-2 complex) 也 -2 复合 体 是 决定 小 鼠 的 主要 组 织 相 容 性 抗原 结构 的 基因 群 。 对 非 同 种 类 个 体 的 移植 片 具 排 斥 作 用 的 机 制 是 ， 由 于 在 细 胞 膜 上 含有 个 体 特有 的 组 织 相 容 性 抗原 ， 对 受 体 的 免疫 系统 产 生 刺 激 作 用 ， 从 而 促使 淋巴 系统 细胞 作出 反应 导致 移植 片 破 142 坏 。 支 配 组 织 相 容 性 抗原 的 基因 群 称 为 联 基 因 “〈 组 织 相 容 性 基 因 ，histocompatibility gene) 。 其 中 能 支配 最 强 抗原 即 ES 组 织 相 容 性 抗原 的 基因 群 ， 对 小 鼠 而 言 即 称 为 H-2 a 合体 。 了 -2 复合 体 存在 于 第 17 号 染色 体 上 ， 目 前 已 经 知道 其 中 至 少 含 有 9 个 基因 座位 。 由 五 -2 复合 体 产生 的 抗原 ， 在 不 同 的 个 体 之 间 是 极 不 一 致 的 ， 从 而 使 自身 及 自身 之 外 的 均 具 有 清晰 的 标记 。 人 体 主 要 组 织 相 容 性 抗原 称 为 HLA (人 体 淋 巴 细胞 抗原 ， human lymphocyte antigen) 。 支 配 HLA 的 基因 存在 于 第 6 号 染色 体 的 短 辟 上， 其 结构 与 也 -2 复合 体 非 常 相似 。 HATI 培 养 基 (HAT medium) HAT 培 养 基 是 一 种 筛选 用 培养 基 ， 在 动物 的 体 细 胞 遗传 curb yy pir Js HF ke Be wh ER BE RE HE AE (hypoxanthine guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 缺失 株 ， 或 胸腺 喀 喧 核 苷 激酶 (thymidine kinase, TK) 缺失 株 在 该 培养 基 中 不 能 生长 ， 故 在 使 用 这 类 细胞 〈 回 复 野 生 型 ) 进行 回复 突变 细胞 的 租 选 实验 中 、 或 在 使 用 这 类 细 胞 进行 外 源 性 DNA 引 起 的 转化 实验 中 、 或 使 两 株 细 胞 BE OT 合 的 试验 中 ， 多 采用 HAT 培 养 基 来 筛选 野生 型 细胞 。 ly FES FEE PAD A RI CH), SERRA (A) Fil Hed RE WE AK EF CT), 故 于 1964 年 根据 利 特 菲 尔 德 (Littlefield) 的 提议 ， 把 这 种 培养 基 命 名 为 HAT。 HLA 复 合体 (HLA complex, human lymphocyte antigen complex,， 人 淋巴 细胞 抗原 复合 体 ) HILA 复 合体 是 决定 人 体 主 要 组 织 相 容 性 抗原 (major histocompatibility antigen, MHA) 的 结构 基因 群 。 这 个 基 因 群 的 产物 是 具有 因 个 体 相 异 的 特有 抗原 性 的 糖 蛋白 质 ， 它 存 343 在 于 细胞 膜 上 。 在 不 同 种 间 进 行 个 体 组 织 移植 时 ， 移 植 片 便 会 受到 排斥 。 这 是 因为 被 移植 组 织 的 相 容 性 抗原 刺激 了 接受 者 的 免疫 系统 ， 从 而 导致 移植 片 遭 到 破坏 所 致 。 故 此 也 称 其 为 移植 抗原 。MHA 是 组 织 相 容 性 抗原 中 作用 最 强 的 一 种 ， 它 能 迅速 引起 对 移植 片 的 拒 斥 反应 。 早 自 本 世纪 初 ， 就 已 对 移植 片 的 拒 斥 反应 有 所 了 解 ， 但 对 它 的 解释 则 始 于 癌 组 织 的 移植 实验 。 研 究 表明 ， 在 同 胎 子 代 之 间 被 移植 的 瘤 组 织 不 会 发 生 拒 斥 反应 ， 继 续 增 殖 的 频率 很 高 ， 并 已 证 明 ， 这 一 现象 与 遗传 基因 的 支配 有 关 。 此 外 ， 在 发 生 拒 斥 反应 的 个 体 血 清 中 ， 发 现 有 移植 冶 组 织 的 抗体 存在 ， 这 说 明 它 与 免疫 机 制 有 关 。 其 后 也 已 证 明 ， 抗 原 性 对 癌 细 胞 并 不 是 特 异 的 ， 在 正常 组 织 的 移植 片 中 也 同样 存在 。 HLA 基 因 群 附着 在 第 6 号 染色 体 的 短 臂 上 。 这 种 基因 的 数 量 虽 然 有 限 , 但 却 能 对 多 种 的 抗原 结构 起 决定 性 作用 ， 从 而 引 起 人 们 对 其 作用 机 制 的 极 大 注意 。 对 HLA 基 因 群 的 克隆 化 研究 ， 目 前 正在 取得 迅速 进展 ， 不 仅 受 到 生物 学 界 而 且 也 受到 脏 器 移植 专家 的 关注 。 小 鼠 的 主要 组 织 相 容 性 抗原 称 为 H-2 复 合体 ， 与 HLA 十 分 相似 。 H-Y 抗 原 (H-Y antigen) H-Y 抗 原 是 由 哺乳 动物 立 染 色 体 上 的 基因 得 到 表 达 而 产 生 的 一 种 抗原 。 具 有 执行 雄性 的 第 一 性 征 决定 的 作用 ORR 发 ) 。1955 年 艾 克 沃 尔 德 〈Eichwald) 和 西 勤 默 尔 (Silmser) 在 进行 小 鼠 的 皮肤 移植 实验 时 发 现 ， 当 由 雄性 向 肉 性 移植 时 ， ” 可 观察 到 拒 斥 现象 ， 反 之 移植 并 不 受到 拒 斥 。 其 后 更 发 现 ， 在 拒 斥 雄性 皮肤 的 肉 性 血液 中 有 抗体 产生 ， 称 之 为 对 雄性 CY) 特异 的 组 织 相 容 性 抗原 ， 即 也 - 立 抗原 。 采 用 浓缩 的 H- 立 抗原 144 Fal 2H oe BS SS EFT OF EA Re, CRP HL ES HE Dy 分 布 相 当 广泛 。 蜡 型 接合 体 〈 对 哺乳 动物 为 XY WH HE, WS 类 、 蛇 类 及 蜥 蝎 为 ZW 型 瞧 性 ) 具有 H-2Z 抗 原 ， 而且 其 抗原 决 定 复 是 相同 的 。 1983 年 大 野 等 人 研究 与 产生 A-Y 抗原 有 关 的 基因 克隆 获得 成 功 。 并 且 认 为 这 一 基因 是 脊椎 动物 中 所 共有 的 非常 老 的 基因 ， 因 而 不 仅 从 基因 进化 角度 引起 人 们 对 它 的 关 注 ， 而 且 也 由 于 它 是 决定 动物 肉 雄 具有 重要 作用 的 基 加， 因而 ”受到 人 们 的 极 大 的 重视 。 L-ife (CL cell) L. 细胞 是 由 厄 尔 (Earle) 19434E Re 4) ey 来 .的 细胞 株 。 这 是 一 种 从 出 生 100 天 的 C3H 小 鼠 〈 雁 性 ) 的 后 肢 皮 下 组 织 ， 经 传代 塔 养 而 得 到 的 成 纤维 细胞 株 。 现 在 已 能 把 传代 中 的 培养 物 经 甲 基 胆 葛 (methyl-cholanthrene) 处 理 使 之 发 生 转 化 ， 而 不 出 现 接触 抑制 。 利 用 在 塔 养 过 程 中 易于 发 生变 蜡 这 一 ES, PID IRB8-AA SIEM (8-azaguanine) 耐 药 性 株 〈 次 Be ES SEM EER EE, HGPRT ik te). Pe De MRE (bromouracil) 耐 药 性 株 〈 胸 腺 喀 喧 核 苷 激酶 ，IK 缺 失 ) 及 放射 线 耐 性 株 等 等 。 借 助 于 近 几 年 来 发 展 起 来 的 DNA 导 入 法 ， 使 用 这 类 变异 株 可 以 克隆 各 种 细胞 的 也 GPRT 基 因 和 TK 基 因 ， 并 可 鉴定 其 基因 座位 。 当 传 代 至 95 代 时 , 采用 毛细 管 法 克隆 单 细胞 ， 得 到 工 -929， 这 是 最 早 获 得 的 克隆 细胞 。 LETS 蛋 白质 # (LETS protein) LETS 蛋 白质 是 存在 于 动物 细胞 膜 上 的 分 子 量 为 20 万 一 25 万 的 糖 蛋 白质 (巨大 外 转化 敏感 糖 蛋 昌 ，large external transformation-sensitive glycoprotein, LETS) 。 当 细胞 发 生 瘤 化 时 ，LETS 蛋 白质 开始 减少 ， 故 推测 其 作用 功能 可 能 与 145 细胞 的 粘着 性 和 接触 抑制 性 等 有 关 。 这 种 糖 蛋白 能 与 血 纤 维 蛋白 及 胶原 蛋白 等 纤维 性 物质 相 结 合 ， 故 也 称 纤维 连接 素 (fibronectin) 。 mRNA 的 帽子 结构 (cap structure of mRNA) 帽子 结构 是 三 浦 阐 一 郎 等 于 1975 年 最 初 在 蛋 的 多 角 病 毒 RNA 上 发 现 的 一 种 结构 〈 人 参见 图 1-19) 。 其 后 证 明 ， 在 真 核 生 物 的 mRNA 中 广泛 存在 。 这 是 一 种 RNA 的 5“ 末 端的 修饰 结构 ， 它 是 7- 甲 基 乌 味 叭 核 苷 通过 焦 磷酸 与 5 末端 的 磷酸 相 结合 而 形 成 的 ， 这 种 修饰 是 在 核 内 进行 的 。 图 1-19 帽子 结构 146 IX BRAG PAR LT IAS! Ae ita FE AG BY BS OD PA RPE. 且 在 mRNA 翻译 开始 机 制 方面 也 具有 重要 作用 。 Mu 噬菌体 (Mu phage) Mn 了 叭 菌 体 为 大 肠 杆菌 洲 原 性 噬菌体 的 一 种 。 可 播 入 到 宿 主 菌 染色 体 DNA 上 的 非特 定 区 域 〈 溶 原 性 )。 这 样 Mu 鸣 菌 体 的 感染 可 诱发 在 宿主 菌 的 各 种 基因 上 与 转 座 子 相同 的 捅 入 突变 。 由 于 这 种 喉 菌 体 可 诱发 突变 (mutation), Kh Hh ZS A Mul «A pBR322 Watt A Ta EY BA py IZ RE CF 量 2.6 x 10") 。 其 全 部 碱 基 序 列 都 已 被 研究 确定 。 在 大 肠 杆菌 素 E1 质 粒 〈ColE1) 型 DNA 复 制 起 始 的 位 置 上 结合 有 氨 蔡 青 老 素 耐 药 基 因 (Ap) 和 四 环 素 耐 药 基 因 (Tc*) 而 形成 的 质粒。 这 种 质粒 称 为 松弛 型 (relaxed) 质粒 ,通常 在 细胞 中 有 约 20~304 5 Dl, (ATER BRA PF, K—-#B WMA WI AR 于 个 。 含 有 pPBR322 的 细菌 ， 由 于 显示 氨 葵 青霉素 耐 药 性 和 四 环 素 耐 药 性 ， 故 极 易 选择 。 此 外 ，TIc" 四 环 素 耐 药 基因 中 如 果 结合 有 外 源 性 DNA 片 段 CBA Hind, BamHI, Sall PR PE 内 切 酶 切 点 ) ， 则 四 环 素 耐 药 性 标记 消失 ， 以 此 作为 指标 就 可 筛选 出 具有 外 源 性 DNA 质 粒 的 细菌 ， 这 是 其 优点 。 RE (R loop) 使 用 与 DNA 的 单 链 具有 互补 碱 基 序列 的 RNA， 并 在 双 链 DNA 之 间 进 行 退火 ， 则 RNA 便 可 与 具有 互补 碱 基 序 列 的 DNA 形成 杂种 分 子 ， 而 具有 与 RNA 相 同 碱 基 序 列 的 DNA BBA, Jl 作为 单 链 而 被 排除 。RNA.DNA 杂 种 分 子 较 DNA"DNA 分 子 稳 定 。 当 用 电子 显微镜 观察 这 种 杂种 分 子 时 ,可 观察 到 单 链 DNA 突出 呈 环 状 。 这 个 环 是 由 于 RNA 而 产生 的 一 种 结构 ， 故 称 为 147 RF, 利用 这 一 方法 不 仅 可 以 确定 rRNA 在 DNA 上 的 位 置 ， 而 且 由 于 可 以 观察 到 真 核 生 物 的 DNA 被 切割 的 基因 部 位 ， 从 而 也 搞 清 了 它 在 DNA 上 的 排列 顺序 。 R 质 粒 (R plasmid) R 质粒 又 称 抗 性 转移 因子 (resistance transfer factor, RTEFE) ， 是 一 种 细胞 质 因 子 ， 含 有 控制 耐 药 性 的 基因 〈 和 群 ) 。 通 过 含有 了 质粒 的 细菌 细胞 (RTEF+) SABA R 质粒 的 细菌 细 胞 CRTEF- 》 之 间 的 结合 ， 而 发 生 RTE 由 RITE- 菌 向 RITE way 转移 。 耐 药性 转移 这 一 观点 是 免疫 学 上 的 重要 问题 。 此 外 ， 玉 质粒 具有 基因 转移 能 力 这 一 事实 ， 可 以 在 基因 工程 领域 中 作为 载体 而 加 以 利用 。 即 在 试管 中 把 有 用 的 基因 与 恨 质 粒 连接 ， 可 以 向 宿主 菌 转移 新 的 遗传 信息 《转化 ) 。 如 果 以 耐 药 性 作为 得 选 指标 ， 就 可 高 效率 地 获得 质粒 已 被 转化 的 细菌 株 。 RNA 分 解 酶 H (RNase H) RNA 分 解 酶 也 是 一 种 分 解 DNA-RNA 杂种 中 了 NA 的 酶 。 HRBiFhybrid AA) 的 字 首 。DNA 的 复制 过 程 是 从 RE DNA 和 互补 RNA (引物 RNA，Primer RNA) 的 合成 开始 。 子 链 DNA 与 引物 RNA 的 3 -羟基 结合 才能 进行 复制 。 当 及 NA 分 解 酶 在 子 链 DNA 的 合成 进行 至 一 定 程度 时 ， 便 从 DNA 链 中 分 解除 去 引物 RNA。 在 真 核 生 物 、 原 核 生物 及 闭 转 病毒 中 已 发 现 Axe, MEK, DNARA MIRA 与 RNA 分 解 酶 也 相同 的 功能 。 RNAX 2s (RNA polymerase) RNARG MET UDNAH HARE PHA E) 作 为 模 板 而 合成 RNA 的 一 种 酶 。 在 进行 RNA 合成 时 ， 除 模板 DNA 外 ， 同 时 利用 四 种 CA, G, U, C) 核糖 核 苷 -5 -三 磷酸 作 | 148 AED. M5 Fea’ FETA. ERS Bh DNA (4 链 ) 的 碱 基 序列 具有 互补 碱 基 序 列 的 RNA。 这 一 合成 过 程 称 为 转录 。 大 肠 杆 菌 的 RNA 聚 合 酶 是 由 四 个 亚 单位 cc ，p， B 组成。 要 识别 DNA 上 的 启动 区 ， 还 需要 一 种 称 为 5 因子 的 和 蛋白质。 此外， 转录 的 完成 与 2 因 了 于 有 关 。 在 真 核 生物 中 ， 已 知 至 少 存 在 三 种 RNA 聚 合 菌 CI. I, 1), ENWEAM 性 质 以 及 在 细胞 中 的 分 布 均 各 不 相同 。 对 于 mRNA 的 合成 ， 认 为 ”主要 是 RNA 聚 合 酶 工 在 起 作用 。 S1 核 酸 酶 (S1 nuclease) S1 核 酸 酶 为 一 种 对 单 链 核 酸 具 有 特殊 作用 的 核酸 分 解 酶 。 1966 年 由 安藤 从 曲霉 菌 〈Aspergillus) 中 分 离 得 到 。 利 用 这 种 酶 作用 于 部 分 含有 非 互 补 碱 基 序 列 的 DNA-=DNA 杂 种 或 DNA- RNA 杂 种 。 可 以 把 以 单 链 DNA 或 RNA 形 式 而 显现 出 来 的 非 互 补 碱 基 序 列 予 以 分 离 除去 。 其 具体 的 例子 见 S1 作 图 法 。 可 产生 粘性 未 端的 限制 性 内 切 酶 切断 的 DNA 片 段 , 可 用 S1 核 酸 酶 对 其 单 链 DNA 进 行 消化 。 此 外 ， 了 1 核酸 酶 与 S1 核 酸 酶 具有 相 同 的 活性 。 S1 作 图 (基因 定位 ) (S1 mapping) 已 知 在 整个 原核 生物 、 真 核 生 物 中 ，DNA 的 初期 RD 《前 体 RNA) 在 成 为 成 熟 mRNA 的 过 程 中 要 经 受 一 系列 的 加 工 (processing) 处 理 。S1 作 图 是 正确 了 解 成 熟 的 mRNA DNA 的 什么 部 位 基因 定位 的 一 种 方法 。 当 mRNA 与 含有 互补 碱 基 序 列 的 DNA 片 RZ ROM CRNA-DNA 杂 种 )” 非 互 补 部 分 就 会 以 单 链 DNA 的 形式 显现 出 来 。 因 此 ， 这 时 如 使 用 S1 核 酸 酶 对 这 种 单 链 部 分 进行 分 解 ， 就 能 确定 与 mRNA 具有 互补 性 的 DNA 的 大 小 及 其 在 DNA 片段 上 的 位 置 。 149 与 用 电子 显微镜 的 R 环 法 相 比 ，S1 作 图 可 以 得 到 精度 更 高 的 分 析 结 果 。 SOS 功 能 (SOS function) 当 细 胞 DNA 受 到 紫外 线 或 其 它 致 突变 剂 的 损伤 时 ， 把 试 图 修复 这 一 损伤 并 力求 恢复 原状 的 细胞 功能 称 为 SOS 功能 。 其 修复 作用 的 酶 系统 十 分 复杂 ， 它 对 细胞 代谢 有 着 多 种 多 样 的 影 响 。 已 知 在 大 肠 杆菌 中 ， 伴 随 SOS 功 能 的 出 现 ， 会 导致 诱发 突 A. BRUM A (prophage) 以 及 使 细胞 分 裂 异 常 等 等 。 src 基 因 (sre gene) 在 鸡 中 所 发 现 的 劳 斯 氏 肉 瘤 病 毒 〈(Rous sarcoma virus, RSV， 一 种 逆转 病毒 ) 所 含有 的 致 瘤 基因 称 为 src HA. RSV 是 1911 年 最 早 由 劳 斯 CRous) 发 现 的 RNA 肿 瘤 病 毒 ， 其 后 长 时 期 被 作为 RNA 肿 瘤 病 毒 的 主要 实验 材料 ， 进 行 了 许多 研 究 。 RSV 的 基因 组 是 由 病毒 复制 必须 的 3 个 基因 、 使 感染 细胞 转化 和 活 竖 增殖 的 src 基 因 所 构成 的 。 scr 基 因 的 产物 是 分 子 量 为 60, 000 的 蛋 白质 (P60), A 有 蛋白 激酶 的 活性 。 正 常 细胞 中 的 多 种 蛋白 激酶 具有 使 蛋白 质 分 子 的 丝 所 酸 残 基 、 苏 氨 酸 残 基 发 生 磷 酸化 的 活 性 ， 而 Peo 则 可 使 蛋 和 白质 分 子 的 酷 氮 酸 残 基 发 生 磷酸 化 。 其 它 几 种 RNA 肿瘤 病毒 所 含 的 致癌 基因 的 产物 中 也 有 这 种 性 质 。 这 些 活性 究 竟 与 瘤 化 有 什么 关系 ， 这 是 今后 需要 进行 研究 的 课题 。 Take IT cell) 工 细 胞 亦 称 工 淋 巴 细胞 (CT lymphocyte), Tie #3H Wik (thymus) 的 细胞 ， 为 哺乳 动物 中 与 免疫 应 答 有 关 的 细 胞 之 一 。 此 外 ， 骨 艇 (bone marrow) 也 细胞 A Bean 胞 也 属 免疫 细胞 。T 工 细胞 和 也 细 胞 是 产生 抗体 的 细胞 ， Sikes 独立 存在 、 但 又 具 相 互 干扰 的 作用 。 750 i ck Bak 2H HS FE RP A BS TO, SRP CB 不 分 沁 于 体液 中 ) ， 细 胞 是 和 直接 抗原 反应 的 细胞 免疫 系统 有 关 。 而 也 细胞 产生 的 抗体 ， 则 分 泌 到 体 涉 中 起 体液 性 免疫 反应 作用 。 已 知 有 三 种 工 细胞 ， 它 们 是 协助 也 细 胞 产生 抗体 的 辅助 工 细胞 ， 与 具 辅 助 作用 相悖 的 抑制 工 细 胞 ， 以 及 在 细胞 性 免疫 反 应 中 具 杀 灭 外 源 性 细胞 的 杀伤 工 细 胞 。 各 种 工 细 胞 和 也 细 胞 相 互 间 能 平衡 地 发 挥 作 用 。T 工 细胞 产生 的 化 学 传递 物质 统称 为 淋 巴 激 活 素 。 工 细 胞 和 也 细胞 ， 可 通过 细胞 表面 的 抗原 结构 及 对 植物 凝 ER 〈lectin) 、 放 射线 等 的 敏感 性 而 加 以 区 别 。 此 外 ， 如 上 所 述 ， 工 细胞 、 忆 细 胞 又 可 根据 其 功能 、 分 化 分 为 几 个 亚 组 ， 但 在 形态 学 上 对 这 些 亚 组 很 难 加 以 区 别 。 近 年 来 ， 由 于 单 克隆 抗 体 的 应 用 ， 对 工 细 胞 、B 细胞 的 抗原 分 类 有 了 新 的 进展 ， 从 而 对 其 功能 的 分 化 有 关 的 问题 正在 被 逐步 阐明。 例如 ， 工 细胞 表 面 抗原 的 单 克隆 抗体 已 被 应 用 于 工 细胞 白血病 的 分 类 、 自 身 免 疫 疾 病 的 解释 以 及 工 细 胞 遗传 疾病 的 研究 等 不 同 领域 。 Tift (Ti plasmid) Ti 质粒 是 诱发 植物 形成 肿瘤 的 致 瘤 农 杆菌 CAgrobacteri- um tumefaciens) hr 2A hy RL. HL DNANI AT BH 90x 10°~ 150x10'"。 这 种 贡 粒 可 以 从 一 种 细菌 传递 给 另 一 种 细菌 ， 但 对 植物 细胞 的 侵入 方式 尚 不 清楚 。 进 入 植物 细胞 中 的 Ti 质 烙 ， 有 些 (15 10°) 可 整合 到 植物 的 DNA 中 。 整 合 这 种 质粒 的 DNA， 具 有 在 冠 瘦 中 产生 总 称 欧 品 (opine) 碱 性 氨 基 酸 的 基 因 。 利 用 Ti 质粒 整合 到 植物 细胞 DNA 中 的 现象 ; 现在 已 把 它 用 作 植 物 细 胞 的 质粒 载体 。 Tn3 ( 转 座 子 3,transposone 3) 151 Tn3 是 结构 经 过 详尽 研究 的 一 种 转产 学 。 它 由 4957 个 碱 基 对 构成 ， 两 末端 具有 38 个 反 向 的 碱 基 对 的 重复 结构 。 具 有 耐 氢 革 青 霉 素 的 耐性 基因 作为 遗传 的 标记 。 此 外 ， 已 知 它 还 含有 促 进 搬入 其 它 DNA 的 蛋白 质 〈 转 位 酶 ，transposase) 和 对 BE 白质 的 产生 具有 调节 作用 的 抑制 蛋白 质 〈 阻 过 物 ，repressor) 的 基因 。 Tn3 可 在 DNA 的 不 同 部 位 插入 ， 作 为 播 入 部 位 标记 的 碱 基 序列 GHAI, target sequence) ， 已 知 是 由 5 个 碱 基 对 组 成 的 。 | rea | | RH pre | am 转 位 酶 “she B - PRR RRRS 图 1-20 #AMSToNAHMRERA 转 位 酶 : Tn3 DNABA REARS His: 在 抑制 转 位 酶 转录 的 同时 ， 自 身 的 转录 也 受到 抑制 的 自动 阻 遇 物 有 -内 酰胺 酶 (B-lactamase); 能 分 解 氨 葵 青 霉 素 及 其 相关 的 抗生素 ， 从 了 发 PRES AT IR; 道 重复 碱 基 序列 (38 个 碱 基 对 ) PA: 系 插入 DNA 一 侧 的 碱 基 序列 ， 插 入 后 在 Tn3 的 两 侧 明 同 一 方 向 重复 的 碱 基 序 列 〈5 个 碱 基 对 ) VER ”“( 可 变 区 域 ，variable region) V 区 域 是 指 在 免疫 球 蛋白 分 子 内 和 抗原 相 结合 的 区 域 〈 邻 近 氮 基 林 端 部 位 ) 中 氨基 酸 序列 变化 区 段 。 该 区 域外 的 氮 基 酸 F52 序列 ， 视 免疫 球 蛋 白 种 类 不 同 而 有 一 定 的 序列 ， 称 此 为 C 区 域 或 恒定 区 域 。 XK (CX chromosome) X RAKES SADE AK RARE ee. 性 具有 同型 Chomo) 性 染色 体 时 ， 一 般 称 此 种 性 染色 体 为 X。 在 这 些 生 物 中 ， 人 性 染色 体 的 组 成 以 XXX 表示 内 性 ， 以 XY (或 X0) RABY. SHAR, 当 雄 性 具有 同型 性 B 色 体 时 ， 这 _ 种 性 染色 体 以 Z 表 示 。 在 这 种 情况 下 ， 雄 性 具有 ZZ 性 染色 体 ， 崔 性 具有 ZW 性 染色 体 。 在 哺乳 动物 的 立 染色 体 上 含有 雄性 决定 基因 (HY 抗 原 )， 而 对 于 果 蝇 ， 这 种 基因 则 存在 于 常 染 色 体 上 。 雄 性 是 由 和 染色 AAR RAR MA BIR eM. BEER, A 染色 体 一 样 ， 在 和 染色 体 上 也 都 有 生物 生存 所 必需 前 基因 。 哺乳 动物 肉 性 在 胚胎 发 育 的 早期 ， 两 个 和 染色 体 之 中 有 一 个 失 活 ， 仅 有 一 个 具 表达 活性 。 这 一 现象 首先 为 菜 晶 (Lyon) 所 发 现 ， 故 被 命名 为 莱 昂 化 作用 〈Lyonization) 。 由 于 内 性 所 含有 的 和 染色 体 为 雄性 的 两 倍 ， 故 可 以 看 出 ， 这 实质 上 是 一 种 为 使 内 性 入 染色 体 数 量 达到 与 雄性 染色 体 数 量 相等 的 巧妙 结构 (基因 剂量 补偿 ，gene dosage compensation) 。 目 前 对 于 肉 性 和 染色 体 失 活 的 机 制 尚 不 清楚 ， 究 竟 是 哪 一 个 染色体 失 活 ， 这 完全 是 随机 的 。 失 活 的 染色 体 逐 渐 凝 缩 变 成 粒状 ， 存 留 在 核 膜 周围 ， 而 且 它 的 复制 开始 时 间 也 比 有 活性 的 和 染色 体 来 得 迟 。 最 近 的 研究 发 现 ， 构 成 DNA 碱 基 之 一 的 胞 喀 啶 ， 在 两 个 X 染 色 体 中 的 甲 基 化 程度 也 是 不 相同 的 〈 失 活 往 染色 体 大 于 活性 和 染色 体 ) ， 推 测 这 种 现象 可 能 与 和 染色 体 的 失 疾 有 关 。 Z 型 DNA (Z form DNA) Z 型 DNA 也 称 左 旋 DNA Cleft handed DNA) 。 自 1953 年 4 i 4 153 46 (Watson) 和 克 里 克 (Crick) HHT DNA 的 结构 以 来， 一 直 认 为 DNA 都 是 右 旋 的 (right handed) 双 链 螺旋 结 构 。 但 在 过 了 约 25 年 后 ， 里 奇 (Rich) 等 研究 发 MT 特 定 的 碱 基 序列 双 链 左旋 结构 ， 为 与 右 旋 的 B 型 DNA 相 对应， 而 把 左旋 结构 的 DNA 称 做 QZ 型 DNA。 具有 2Z 型 结构 的 DNA 序列 ， 是 由 碱 基 SEM CG) Ale mee (C) 或 胸腺 喀 啶 CT) ASEM 〈《G) 相互 交替 10 次 以 上 排列 而 成 的 〈dG-dC) 。 或 〈dT-dG) 。 的 结构 体 。 后 者 ， 特 别 在 人 体 (15 x 105) 、 小 鼠 (105) 、 鸡 (4x1032) 、 果 蝇 (2x 10°) 等 细胞 核 的 DNA 中 已 经 确证 其 存在 ， 但 在 大 肠 杆 菌 中 则 没有 发 现 。 迄今 为 止 ， 对 2 型 DNA 的 生物 学 功能 尚未 弄 清 。 据 推 测 ， 它 可 能 与 参与 基因 的 活化 或 钝 化 的 细胞 染色 质 的 高 级 结构 变化 有 关 。 入 噬菌体 (〈lambda phage, phage) 入 喉 菌 体 是 在 大 肠 杆 菌 开 12 株 中 发 现 的 一 种 温和 叹 菌 体 。 自 1953 年 被 莱 德 伯 格 (Lederberg) 夫妇 发 现 以 来 ， 作 为 温和 噬菌体 的 代表 ， 得 到 了 相当 深入 的 研究 。 从 嵌入 宿主 DNA 反 MW GRO) 及 其 逆反 应 〈 鸣 菌 体 诱 发 ) 的 痔 明 开 始 ， 到 基因 组 DNA (32x 105、 双 链 DNA、 由 约 35 个 基因 构成 ) 的 结 构 研 究 等 一 系列 分 子 生物 学 的 研究 都 取得 了 显著 成 果 。 近 年 来 ， 在 基因 工程 的 发 展 中 ， 也 广泛 使 用 缺失 部 分 基因 组 DNA 的 所 谓 缺陷 型 A RRA COLLIER ATA), ， 作 为 运送 DNA HBA 载体 。 X1776 菌 株 〈X1776) 为 了 提高 基因 操作 实验 的 安全 性 , 1976 年 柯 蒂 斯 (Curtis) 从 大 肠 杆菌 玉 12 株 中 分 离 得 到 了 一 个 叫做 X1776 的 菌株 。 由 于 154 这 种 菌株 是 在 美国 建国 200 周 年 时 分 离 得 到 的 ， 故 以 美国 独立 : 年 号 而 被 命名 。XY 1776 菌株 是 一 种 被 作为 质粒 宿主 菌 而 加 以 利 用 的 菌株 。 X1776 株 即 使 溢出 实验 室 之 外 ， 在 自然 界 中 也 几乎 没有 增 殖 生 存 能 力 。 缺 少 二 氨基 庚 二 酸 和 胸腺 喀 啶 〈 或 胸 腺 喀 啶 核 H) 就 不 能 生长 。 该 菌 对 胆 汗 敏感， 因此， 在 动物 的 消化 道内 不 能 生存 。 但 由 于 它 的 增殖 速度 远 比 野生 株 缓慢 ， 故 一 旦 有 野 、 。 生 株 混 入 ， 应 立即 加 以 消除 ， 这 在 用 于 实验 上 是 其 一 大 缺点 。 4.5S RNA 4.55 RNA 是 高 等 植物 叶绿体 中 发 现 的 一 种 新 型 TRNA， 其 作用 功能 现在 尚 不 清楚 。 在 叶绿体 中 有 与 细胞 质 不 同 的 特殊 : 翻译 系统 存在 ， 是 由 50 S 和 30 S 两 种 亚 基 构成 。4.5S RNA 存 - 在 于 50 S WHE, 入 缺陷 型 烈性 噬菌体 (人 dv 为 defective virulent 的 缩写 ) 和 dv 是 指 和 只 菌 体 DNA (32105 中 ， 仅 由 入 喉 菌 He By He 殖 及 其 调节 所 必需 的 基因 组 构成 的 DNA (4.8X10°), AFR 失 了 形成 头 部 和 尾部 的 基因 ， 故 不 能 生成 鸣 菌 体 颗粒 ， 作 为 质 粒 DNA 而 存在 于 大 肠 杆 菌 中 。Xdv 常 被 用 于 DNA 复 制 肥 其 调节 的 研究 。 ES « 中 文 索引 CR Nis HF MF HEAD A ti A FR Si 8 成 人 工 细胞 白血病 8 HE 1 成 纤维 细胞 9 SEG By BGK l 乘客 9 BA Ew 2 传递 性 质粒 9 A TERR - HKG EE SB FE ER BE SE | 9 ‘&B 错 义 突变 10 靶 顺 序 2 外 细胞 3 R 白血病 病毒 3 大 肠 杆菌 10 (oe 3 3 A Rania 3 11 Fie aE Moet ASSEN 11 胞 质 体 3 AR 12 胞 质 杂 种 3 蛋白质 生 物 合成 12 半 保 留 复制 4 倒 位 13 闭环 状 DNA 5 灯 刷 染色 体 13 表达 子 90 定向 突变 14 病毒 肿瘤 5 AR RR 14 不 亲 和 人 性 6 多 能 性 14 不 正常 重组 6 F Cc RH HHH) 结构 15 操纵 子 6 翻译 15 156 KK HERDNA 放射 免疫 测定 放射 自 显影 Bas AF 非 组 蛋白 费 罗 德 氏 白血病 分 化 附加 体 ”复制 的 驱动 单位 复制 子 于 扰 素 干细胞 感受 态 细胞 冈 崎 片段 高 频 重 复 DNA 顺 序 根瘤 菌 共同 碱 基 序 列 Fy Bie 73 固氮 菌 固氮 作用 冠 瘦 果 蝇 34 16 16 17 17 17 18 19 73 19 19 21 22 22 23 23 24 24 24 25 25 25 26 26 27 28 核糖 核酸 核糖 体 核 体 核 小 体 核 型 核 移 植 黑色 素 瘤 恒定 区 域 红细胞 外 壳 潜 互补 链 互补 DNA 回复 突变 回 文 结构 活性 染色 质 替 格 内 斯 盒子 基因 基因 重复 基因 重组 基因 工程 基因 剂量 效应 基因 扩 增 基因 连锁 基因 缺失 基因 图 基因 文库 基因 组 克隆 激素 畸形 肿瘤 28 29 30 30 31 31 33 33 33 33 34 34 35 36 36 36 37 37 38 38 39 39 40 40 40 41 41 42 157 加 工 42 L 假 基因 43 We BAP BL 43 类 病毒 52 碱 基 对 27 类 型 开关 53 PAIL I Hh 4A 离 体 遗传 学 53 碱 基 转 换 首 过 。 连 并 分 各 防 ， 53 浆 细胞 44 ERD 54 结构 其 因 45 连续 的 开放 读 码 48 接合 体 片 段 45 RAF 54 接合 质粒 46 ”淋巴 激活 素 54 接触 抑制 46 绿 脓 杆菌 55 聚 再 烯 酰胺 凝 胶 电 沪 47 M 聚 乙 二 醇 47 菌落 i 酶 的 诱导 55 密度 梯度 离心 法 55 免疫 沉淀 56 K 免疫 反应 56 免疫 球 和 蛋白 57 开放 读 码 48 免疫 球 蛋 白 基 因 59 PILE: it BA 48 LHe BU 48 eS BREA 49 ma AT 60 抗 血清 49 内 含 子 61 抗原 49 逆转 病毒 62 柯 斯 〈 粘 性 ) 质粒 50 wi HER 63 可 变 区 域 151 道 转录 酶 68 可 移动 的 遗传 因子 50 ”粘性 末端 64 wi Be 51 1% RH 65 ei ae BE 51 BR I Ws 65 克隆 选择 理论 52 农 杆菌 65 2 a ee ore ee 158 if Bk ED WEE 培养 细胞 拼接 普 里 比 诺 盒子 Q IR TF fa ht hKAIKDNA i aK 潜在 生物 危险 轻 链 秋水 仙 碱 球状 体 Dy His Pes BE IBC He BK 全 能 性 驱动 单位 缺口 转译 ti FE 群体 倍加 时 间 染色 体 染色 体 的 不 等 交换 染色 体 畸 变 he £8, Vb BE Fe 染色 体 显 带 染色 体 组 66 染色 质 人 淋巴 细胞 抗原 复合 体 溶 原 性 噬菌体 融合 核 融合 注入 法 软 质 琼脂 培养 基 萨 琴 恩 法 三 体型 (CHE) 沙特 尔 载体 上 皮 细 胞 生物 防护 生物 工程 me PA fk We BAL Hs Be a BA BE Jee 衰减 宿主 细菌 宿主 载体 系统 体 细胞 遗传 学 体 细胞 杂交 条 件 致死 突变 体 调节 基因 同步 培养 同 核 体 同 源 染 色 体 突变 YW y 142 78 79 33 79 79 80 80 80 81 81 82 82 83 84 84 84 85 85 85 86 86 87 87 87,104 BS EB 5B 退火 脱氧 核糖 核酸 外 显 子 韦 斯 顿 印 迹 法 未 分 化 细胞 卫星 DNA 温度 敏感 突变 型 ARC Hit BE IE ht HE A 无 意义 密码 于 Xx 2p LE A 细胞 工艺 学 细胞 骨架 细胞 融合 细胞 松弛 素 细胞 衰老 细胞 同步 培养 细胞 周期 仙台 病毒 先前 导 序列 显 微 注射 法 限制 性 酶 切 图 谐 限制 性 内 切 酶 Bik WE De i eA 信和 号 肽 四 65 信使 RNA 性 染色 体 胸腺 喀 啶 胸腺 喀 啶 核 并 激酶 修补 选择 培养 法 叶绿体 胰岛 素 基 因 Bi (RAE) 遗传 标记 遗传 重组 遗传 密码 遗传 肿瘤 FGM 异 源 双 链 抑制 基因 抑制 基因 tRNA 疫苗 引物 印迹 杂交 营养 缺陷 型 荧光 活化 细胞 分 拣 硕 获 光 抗体 法 愈 伤 组 织 原 代 培养 原核 生物 160 JR Ba as 原 位 杂交 狼 猴 病毒 40 杂交 杂种 克隆 Fe Bt 载体 着 色 性 干 皮 病 真 核 生 物 生 质 体 注 入 法 植物 外 源 凝 集 素 致癌 病毒 致癌 基因 致癌 机 理 质粒 质粒 的 不 亲 和 人 性 质 体 中 心 法 则 终止 子 肿瘤 病毒 种 间 杂 种 细胞 种 特异 性 重 链 转 导 转化 转换 子 转录 转 染 119 转 位 酶 转运 RNA 转 座 子 转 座 子 3 姊妹 染色 单 体 姊妹 染色 单 体 交 换 自身 免疫 疾病 ia Ae A 组 织 培养 法 B 细胞 Cot 4} HT DNA 半 保留 复制 DNA 重 组 动力 学 分 析 DNA 导 入 法 DNA 的 变性 图 DNA 合 成 引物 DNA 或 染色 体 的 倒 位 DNA PAE FF FW EH DNA 4 Bi DNA 链 的 退火 DNARAH DNA 修 饰 酶 DNA 转 染 DNA Cot 分 析 DNA-RNA 杂 交 EeoRI EAT FAT He 128 128 150 130 和 -2 复合 体 了 AT 培养 基 HLA 复 合体 再-Y 抗 原 工 -细胞 LETS# 4 Ji mRNA 的 帽子 结构 Mul fy pBR322 RH R 质 粒 RNA 4} ff EH 了 NA 合成 的 衰减 RNAR BB 141 142 142 143 144 144 145 146 146 146 147 147 84 147 S1 核 酸 酶 S1 作 图 基因 定位 SOS 功 能 SrC 基 因 T 细 胞 Ti 质粒 Tn3 V 区 域 Xk Z 型 DNA 入 缺陷 型 烈性 噬菌体 AE Ba FA X1776 tk 4.5S RNA 类 文 索引 A active chromatin 36 adaptor fragment 45 adenine 100 adenine phosphoribosylt rans— f erase 100 adult T cell leukemia 8 agarose gel electrophoresis 72 Agrobacterium | 65 Ames test amino acid aminopterin annealing 88 antigen 49 antiserum 49 APRT 106 ATL 8 attenuation 84 autoimmunization disease 131 autoradiog raphy 16 auxotroph 111 azotobacter 24 B . bacteriophage base pair B cell biological containment biological engineering biotechnology blot hybridization bp Cc callus cancer cap structure of mRNA Caron Phage Catenated molecule cc DNA cDNA cell cycle cell fusion cell technology cellular aging 134 111 cell wall digesting enzyme 92° 163 central] dogma 123 cultured cell 66 - Charon vector 48 cy bri? 3 Chimera DNA 69 cytochalasin 95 shimeric animal 69 cytoplast 3 chloroplast 103 cytosine 3 chromatin if cytoskeleton 93 chromatin condensation 75 D chromosome 74 chromosome aberration 75 deletion 40,74 chromosome banding 76 deletion loop of DNA 138 class switch 53 denaturation map of DNA cleavage map 98 135 clone 51 density gradient centrifuga-— clone frog 51 tion 55 clone selection theroy 52 deoxyribonucleic acid 89 closed circular DNA 5 differentiation 18 cohesive ends 64 directed mutagenesis 14 colchicine 71 DNA 89 colony 48 DNA introduction method competent cell 22 135 complemental strand 33 DNA modification enzyme complementary DNA 34 139 conditional leathal mutant DNA polymerase 138 85 DNA reassociation kinetic conjugated plasmid 46 analysis 134 consensus sequence 24 DNA-RNA hybrid 139 constant region 33 drive unit 73 contact inhibition 46 Drosophila 25 cosmid 50 drug resistance 60 crown gall 25 drug resistant factor 60 164 EcoRI effect of gene dosage endonuclease episome epithelial cel] Escherichia colt eucaryote eukaryote exon FACS F factor fibroblast FITC fluoresceinisothiocyanate fluorescence activated cell sorter F prime factor frame shift (mutation) Friend leukemia fusion injection G gene gene amplification gene bank gene duplication 140 38 28 19 80 10 118 118 90 112 140 108 108 112 14] 104 17 33 36 39 40 37 gene library gene linkage gene map gene recombination genetic code genetic engineering . genetic marker genetic recombination genetic tumor genome genomic clone guanine H HAT medium H-2 complex heavy chain HeLa cell heteroduplex heterokaryon HGPRT 40 39 40 37 106 38 105 105. 108 high repetitive DNA sequence histone HLA complex Hogness box homokaryen homologous chromosome hormon host bacteria 23 132 142 36 87 87 41 84 host=vector system 84 house hold gene 49 human lymphocyte antigen complex 142 H-Y antigen 143 hybrid clone 116 hy bridization 116 hybridoma 117 hypoxanthine guanine phosphorsbosy]transf erase 9 I illegitimate recombination 6 immunofluorescence 113 immunoglobulin 57 immunoglobulin gene 59 immunoprecipitation 56 immunoreaction 56 ‘incomptibility 6 induction 55 initiation codon 68 insertion sequence 8 in situ hybridization 115 insulin gene 104 interferon 19 interspecies hybrid cell 124 intron 61 inversion 13 inverton 127 in vitvo genetics 53 IS 8 K karyoplast 30 karyotype 31 killer factor 17 L lambda phage 153 lampbursh chromosome 13 L cell 144 L-chain 71 leader sequence 98 lectin 119 leguminous bacteria 23 LETS protein 144 leukemia virus 3 linker 54 liposome injection 119 lymphokine 54 lysogenic phage 78 M meclg@nism of carcinogenesis 121 meiosis 43 melanoma 33 messenger RNA 101 MGE 50 166 microinjection 98 missense mutation 10 monoclonal antibody 11 monolayer culture 1] movable genetic element 50 mRNA 101 multipotent 14 Mu phage 146 mutation 87,104 mutation rate 8&8 myeloma 24 N nick translation 73 nitrogen fixation 4s) non—histone (chromosomal) protein 17 monsense coden 9? northern (blotting) method 66 nucleolus 26 nucleosome 30 nucleotide base pair 27 nucleus transplantation 31 O Okazaki fragment 22 oncogene 120 oncovirus 119 open reading frame 48 operon ouabain resistant cell P packaging palindrome passenger patching pBR322 phage phage vector plaque hybridization Plasma cell ~ plasmid plastid pluripotent poly A polyacrylamide gel electrophoresis polyadenylic acid polyethylene glycol population doubling time potential biohazard pribnow box primary culture primer procaryote processing prokaryote promoter 65 122 122 114 110 114 42 114 68 prophage protein protein biosynthesis protoplast pseudogene Pseudomonas aeruginosa radioimmunoassay regulator regulator gene regulatory gene replicon repressor restriction endonuclease restriction map retrovirus reverse mutation reverse transcriptase reverse transcription riboncleic acid ribosome R loop RNA RNA polymerase RNase H root nodule bacteria R plasmid 115 12 12 214 43 55 16 86 86 86 19 131 99 98 62 34 63 63 28 29 146 28 147 147 23 147 167 S1 mapping 148 Sl] nuclease 148 satellite DNA 91 SCE 131 selective culture method 103 semi-conservative replication 4 Sendai virus 97 sequencing of DNA 136 sex chromosome 101 shuttle vector 80 signal peptide 100 Simian virus 40 115 sister chromatid 130 sister chromatid exchange 131 soft agar plate 79 somatic cell genetics 85 somatic cell hybrization 85 SOS function » 149 Southern (blotting) method 79 species specificity 125 spheroplast 71 splicing 66 src gene 149 4.5S RNA 154 stem and loop structure 15 stem cell 21 sticky ends 94 168 structural] gene 45 suppressor 109 suppressor gene 109 suppressor tRNA 110 SV 40 115 synchronized culture 86 synchronous culture 86 synkaryon 79 T target cell 3 target sequence 2 T cell 149 temperature sensitive mutant 91 teratocarcinoma 42 terminater 123 thymidine kinase ， 102 thymine 101 Ti plasmid 150 tissus culture 133 TK 102 Ta 129 Tn3 150 totipotency 72 transcription 127 transduction 126 transfection 128 transfer RNA 128 tiansformation 126 transition . 44 translation 15 transmissible plasmid 9 transposase 128 transposon 129 _transposone 3 150 transvertion 44 trisomy 80 tRNA 128 tumor virus 123 U undifferentiated cell 91 z unequal crossing-over 75 uracil 65 V viccine 110 variable region 151 vector 117 viroid 52 virus tumor 5 W Western blotting method 90 X X chromosome 152 xeroderma pigmentosum 118 XP 118 oe ja 一 Z form DNA A phage Z 152 153 入 defective virulent Adv X1776 4.55 RNA wn ZHPLES | PMNS, be S.J 16