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dna背景图片

发布时间: 2023-03-20 14:49:36

A. 为什么PCR跑胶的照片上一半白一半黑,上面DNA跑过的地方背景比较浅,DNA没跑到的地方是黑色的背景

EB带正电荷所以向上跑得,下面的胶EB跑上来了,所以黑的

B. DNA测序技术的简介

DNA测序技术,又叫基因测序技术。
人类基因组这部由A、T、G、C四个字母组成的卷帙浩繁的生命天书如同一座宝库,保藏着几千年来人们迫切想知道的秘密,DNA测序技术就好似“芝麻开门”这样的咒语,是我们打开宝库的金钥匙世界上第一个测定DNA序列的方法是由英轮缺做国生化学家弗雷德里克·桑格尔发明的。自此DNA测序的速度就一直呈加速态势。2001年人类基因组草图耗资4.37亿美元,耗时13年。到了2007年,第一个完整人类基因组序列图谱的诞生只花费了150万美元,3个月就搞定。2009年1月2日,美国加州太平洋生物科学公司的科学家乔纳斯·考尔拉赫、斯蒂芬·特纳及其研究小组在《科学》杂志上发表论文称,他们将纳米技术与芯片技术相结合,发明了一种新型测序方法,速度是现有技术的3万倍。 Promega公司的SILVER SEQUENCETM DNA测序系统是一种无放射性的序列分析系统,它通过灵敏的银染方法检测凝胶中的条带。银染提供了一种对于放射性或荧光法来说更加快速,廉价的替代方法。测序结果可以在同一天内得到;电泳完成后经90分钟就可读序,这是常规的放射性测序法做不到的。 此外, SILVER SEQUENCETM系统用未修饰的5'OH寡聚核苷酸作为引物,减少了特殊修饰寡聚核苷酸的花费。该系统不需要放射性方法中对同位素的谨慎操作,也不需要荧光法或化学发光技术的昂贵试剂。另外,也不需要象大多数荧光法那样用仪器来检测序列条带。Taq DNA聚合酶在95℃时极强的热稳定性。本系统利用的测序级Taq DNA聚合酶是一种Taq DNA聚合酶的修饰产品,对于双链DNA模板有非常好的效果,具有高度的准确性,能产生均一的条带,且背景低。
SILVER SEQUENCETM系统包含被修饰的核苷酸混合物,如7-去氮dGTP(7-deaza dGTP,或dITP)替代dGTP可清除由GC丰富区域所引起的条带压缩现象。
退火温度是热循环测序中最重要的因素。高退火温度可减少模板二级结构。提高引物结合模板配对的严谨性。链重退火和模板二级结构则限制了小片断PCR产物(<500bp)得到清楚的序列数据的能力。引物延伸起始于每个循环的退火阶段。在较低温度时,聚合酶可能会遇到坚固的二级结构区域,它可导致聚合酶解离。则在四个电泳道中均有同一相对位置的条带。因为这腊衡些原因,应该使用尽可能高的退火温度。对于有牢固二级结构的模板建议使用95℃变扮判性、70℃退火/延伸的循环模式。一般来说,较长的引物及GC含量高的引物能得到较强的信号。实验结果表明,>24mer的GC含量约为50%的引物可得到最佳结果。
由于本系统采用热循环装置, 与常规的测序方法相比具有如下几点好处:(1).本方法线性扩增模板DNA产生足够的产物使银染技术能够检测序列条带,测序反应需要0.03-- 2pmol模板DNA, 随模板种类而定。(2). 在每一个变性循环中的高温可以取代对双链DNA(dsDNA)模板的碱变性及乙醇沉淀过程,变性循环也有助于消除由于线性dsDNA模板(如PCR反应产物)快速重退火所引起的问题。(3). 高温聚合酶反应减弱了DNA模板的二级结构,允许聚合酶穿过高度二级结构化的区域。

C. 基因图的人类基因图的意义

人类大约有3万个基因,比科研人员原本预料的少了许多。通过了解人类基因的遗传成分,科研人员就可为个人量身制作预防性疗法并且制造各种新药物,父母也可以检查腹中胎儿是否有遗传缺陷。而有朝一日,像糖尿病、癌症、早老性痴呆症、精神病等过去无法根治的病症,也能根治了。
人类基因组序列图是一个了不起的成就,是当代世界最先进的生物、信息等多种学科技术的有机集成。人类基因组计划开始于1990年,来自6国的困樱一大批科研机构先后参与了这一纷繁复杂的工程。在研究项目启动之初,要完全确认一个碱基对需要花费10美元,一名经过严格训练的技术人员一天只能完成1万个碱基对的测序,而随着技术的突飞猛进,一个碱基对的成本降到了5美分,利用机器人测序,其效率是每秒钟1万个碱基对。在各国专家的精诚合作下,人类基因组计划2000年6月完成了人类基因组序列的“工作框架图”,2002年2月又公布了“精细图”,此次又推出了“完成图”。从“框架图”到“完成图”,人类基因组测序范围从90%提高到了99%,以碱基对为基础的误差率从1/1000降到了1/10000。科学家发现,人类基因数目约为3.4万至3.5万个,仅比果蝇多2万个,远小于原先10万个基因的估计。基因是生命遗传的基本单位,人类基因组包含30亿个碱基对,绘制出人类基因组序列图就意味着掌握了探索人类“生命迷宫”的路标。
人类基因组序列图的完成具有许多重要意义和实用价值。
首先,它为人类了解自身提供了一个十分重要的平台。通过研究基因序列可以进一步分辨出人与人之间、族群与族群之间在生理上有何异同。专家称,人类基因组研究的下一个目标是人类基因组单体型图计划,美国、英国、日本、加拿大和中国科学家已在着手进行这一工程。人类基因组单体型图计划旨在分析各主要人类群体的差异,并在此基础上进一步分析所有与疾病相关的序列差异,为21世纪的“个人医学”奠定基础。
其次,它会引起生物学研究的“彻底革命”。在基因时代之前,大学生物学系的研究生们几十人花几年时间分析一种基因的功能,而如今只要点击几下电脑键盘,同样的信息即可展现眼前。自从人类基因组计划开始以来,被确定引起人类疾病的基因数量发生了“爆炸”,从1990年的不足100个猛升到了今天的1400多个。
第三,它可能会促使人类社会进入“生物制药的新时代”,为治愈许多疑难病症提供一条捷径。科学家认埋尺毁为,通过对个体病人DNA的分析,将来有可能会弯备设计出不引起副作用的专门药物或是疫苗,从而达到百分之百的对症下药。在不远的将来,基因工程药物、基因治疗、生物芯片诊断技术等都会有极其广阔的应用前景。美国正在这方面加大力度争占制高点,根据基因研究而推出的新药已有350种投入了生产。
第四,它还有利于能源开发和环境保护。美国能源部正在利用人类基因组计划的成果加紧研究单细胞生物的各种功能。比如,利用先进的电脑测序技术寻找某些微生物,看其能否帮助清理核废料,能否让汽油燃烧更彻底,或者干脆让其替代成为产生燃料氢的来源体。 早在1990年,美国政府就开始了“人类基因组图谱计划”。2001年2月12日,中、美、日、德、法、英等6国科学家和美国塞莱拉公司联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。作为现代生命科学和基因组科学的权威,在沃森(James Watson)等人的推动下,人类基因组计划在过去10多年里成功得以实施。
尽管有了全人类的基因组图谱,但是每个人的基因组仍有不同之处。人们何时能有自己的基因组图谱?答案是2007年。5月30日,时年79岁的沃森成为世界上首位获得自己基因组图谱的个人。此次破译过程发现的人类遗传变异的数量比之前人们所设想的要“丰富”得多。同时,生物科学界的“怪人”文特尔的私人生物技术公司也制作完成了他本人的个人基因组图谱。
1953年3月,沃森与弗朗西斯·克里克发现了DNA的双链分子结构,从此为人类探索生命遗传秘密开辟了道路。沃森因此被称为“DNA之父”。57年后,美国一家基因技术公司交给沃森一张光盘,上面记录有数万个人类基因中30亿个碱基对在沃森细胞内DNA双链上的排列位置。这便是沃森的个人基因组图谱。
而哈佛大学的乔治·丘吉尔更是宣布,要为10位志愿者做他们各自的个人基因组图谱。看来,基因组图谱的个体化正在一步步地扩散。
事实上有了个人基因组图谱,科学家便可以依据其基因排列顺序推断,这个人是否害羞、会不会患上精神疾病等等与基因遗传有关的表象特征。看来,绘制个人基因组图谱有着无比的检测优势。
而除去价格因素,绘制个人基因组图谱与传统的遗传检测相比还有其他方面的优势。美国贝勒大学(Baylor University)遗传学专家理乍得·吉布斯就认为,遗传检测针对性和局限性较大,只能确认被检测基因是否是人类已知的基因变异种类之一。如果绘制个人基因组图谱,则能够以之与人类基因组图谱基准相比较,可以发现任何异常。
事实上,沃森、文特尔个人基因组图谱的诞生,意味着普通人不久也能拥有属于自己的基因组图谱,届时关于你的一切,与天性甚或与环境相连的每个基本问题,都将在基因中得到解答,一个个性化、具体化的基因组学时代即将来临。 关注0.1%的差异
在科学家完成人类基因组图谱后,个体化的基因组图谱便成为一个新的目标。毕竟人类基因组图谱是很多人的,有参照基因,但没有个体的具体信息。地球上所有人的基因组99.9%的部分都是相同的,这份基因组图我们称为参考序列。但是影响个体的也许就在0.1%的差异中。
由此,2007年基因学界最大的突破不是在技术上,而是在个体化上。科学家完成的是从概念中的人到具体化个体的突进。这样,就可以有针对性地预防、治疗疾病等。类似沃森基因组图谱公布后,我们就可以知道沃森有患老年痴呆症的可能。这样就可以提早做准备,做些预防。
尽管获得个人基因组图谱的个体还极少,但这已经给我们预示了一个方向,对于我们每个人的信息都将一一得到对应。而且以后,基因组测序的技术也在不断得到提高,费用在不断减少。
中国人也有了自己的个人基因组图谱,那就是“炎黄一号”。“炎黄一号”尽管没有对外声称具体到哪个中国人个体,但是华大基因院已经有技术和能力做到一个个体的基因组图谱。
———白玉杰(浙江大学迪诺遗传与基因组医学研究中心教授) 首张亚洲人全基因序列图谱
2007年10月11日,深圳华大基因研究院召开新闻发布会,宣布他们成功绘制出第一幅完整的中国人基因组图谱,又称“炎黄一号”。这是第一个亚洲人全基因序列图谱。
此前,中国科学家承担了国际人类基因组计划1%的任务、国际人类单体型图谱10%的任务。而随着测序技术新的进步,极大加速了解码生命的进程,成本降低了几个数量级,时间也大为缩短。在此前提下,该合作研究团队提出了“炎黄计划”,即绘制中国人基因组序列图谱和多态性图谱的研究设想。
在研究人员看来,不同族群的基因图谱必不可少。因为遗传保证了生命的延续,而突变产生了不同物种以及人与人之间的差异。不同族群便有着各自独特的遗传背景,对不同病的易感性也可能不一样。只有真正了解基因与疾病的关系,才能根据每个个体的基因进行疾病预测和检测,及早做出预防方案或进行针对性治疗。
由此,到2007年10月初,科学研究人员用新一代测序技术独立完成了第一个100%中国人基因组图谱。专家表示,这项在基因组科学领域里程碑式的科学成果,对于中国乃至亚洲人的DNA、隐形疾病基因、流行病预测等领域的研究具有重要作用。而科学研究人员也规划好了下一步研究工作,将是进行上百个乃至更多的个体基因组分析,发现亚洲人基因组多态性的规律。

D. 怎么换微信朋友圈背景图片

如何更换朋友圈的背景?首先点开微信,点发现,点朋友圈,点住上面的背景图片,放开就会出现更换封面的字样,点一下更换就可以选择新的图片了。
有关手机使用知识送给你
手机使用知识
手机,在一天当中与我们形影不离,生活中处处都会有手机的影子,从早晨起床一直到晚上入睡,手机一直陪伴在身边。打电话、上网、拍照、发微博,手机简直无所不能,但是如果不能正确使用手机,就会给我们的健康带来危害。今天云手机就给大家说说,使用手机对于我们的健康都有哪些伤害和需要注意事项。

一、尽量少把手机放兜里

相信大部分人都会将手机放在自己的衣兜里边吧。其实这种做法会给我们身体带来很大的危害。据英国《泰晤士报》报道,匈牙利科学家发现,经常携带和使用手机的男性的精子数目可减少多达30%。医学专家指出,手机若常挂在人体的腰部或腹部旁,其收发信号时产生的电磁波将辐射到人体内的精子或卵子,这可能会影响使用者的生育机能。英国的实验报告指出,老鼠被手机微波辐射5分钟,就会产生DNA病变;人类的精、卵子长时间受到手机微波辐射,也有可能产生DNA病变。因此,我还是建议大家把手机放在包包里,尽量远离离腰、腹部,因此,手机使用者要尽量让手机远离腰、腹部,当使用者在办公室、家中或车上时,最好把手机摆在一边。

二、拨打电话时间不宜过长

当人们使用手机时,手机会向发射基站传送无线电波,而无线电波或多或少地会被人体吸收,这些电波就是手机辐射。一般来说,手机待机时辐射较小,通话时辐射大一些,而在手机号码已经拨出而尚未接通时,辐射最大,辐射量是待机时的3倍左右。这些辐射有可能改变人体组织,对人体健康造成不利影响。并且手机长时间与耳部、脸部接触时可能导致皮肤出现过敏反应,产生一种叫做“手机皮肤炎”的红色或发痒的疹子。所以我希望大家尽量少用手机拨打电话,如果拨打也尽量较少通话时间,或者选择用耳机接听电话,减少辐射都脑部的直接伤害。不过还是推荐用户最好在有座机的情况下,使用座机拨打电话。

三、厕所玩手机要小心

厕所玩手机,手机会沾染大量细菌。而且当你一不小心的时候将手机掉进马桶里,那就悲剧了。不过如果手机一进水,请切记不要作任何按键动作,尤其是关机(一按任何动作,水马上会跟着电路板流串),正确的方法为马上打开外盖,直接将电池拿下,直接强迫断电,可保主机板不被水侵袭。小编建议大家蹲坑的时候还是尽量不要使用手机啦,就算没有掉进马桶里,在公司耽误其它同事上厕所也是不好的。

四、吃饭不宜玩手机

如果大家边吃边玩对消化系统十分不好,因为注意力分散,食物不经咀嚼下咽造成胃部负担,注意力不集中影响唾液分泌,而唾液和咀嚼是正常消化第一步,不到位会增加胃部负担,久而久之会得胃病。再有手机上沾有带有大量细菌,据英国研究人员与专家对国民使用手机现状及30个手机样品进行了调查研究。研究结果显示:英国使用中的6300万部手机中,有1470万部手机存在健康威胁。平均一部手机携带的细菌量是男厕冲水柄细菌含量的18倍。并且许多受测手机细菌携带量十分之高,足以导致使用者出现严重腹痛症状。尽管这些细菌不会立刻让人得病,但手机上携带的细菌量如此之高说明人们的卫生习惯堪忧,而且这也会成为其他细菌滋生的土壤。

五、当手机正在充电时 请勿接电话!

图中并非是俺的手。而是印度一家保险公司任职业务经理的年轻人,,十几天前在手机还接着充电器的时候接听电话,过了几秒大量的电流经过手机,这个年轻人被摔落到地面,家人发现时,手指烧伤,心跳微弱,并且已经失去意识。经紧急送到医院后,医生宣布到院死亡。行动电话是目前大家最常使用的现代发明。然而,我们也必须要警觉到仪器致死的危险。不管大家有没有曾经充电拨打过电话,今后都要多加注意,尽量选择不要再充电的时候拨打电话,毕竟生命只有一次。

六、睡觉时别将手机放枕边

不管你是晚上睡觉了跟自己心爱的人发会儿短信道个晚安,还是睡前无聊的玩会游戏看会小说完了之后,将手机放在枕边。这会对头部带来很大的伤害!哈斯专家介绍,手机辐射对人的头部危害较大,它会对人的中枢神经系统造成机能性障碍,引起头痛、头昏、失眠、多梦和脱发等症状,有的人面部还会有刺激感。在美国和日本,已有不少人怀疑因手机辐射而导致脑瘤的案例。因此,人们在接电话时最好先把手机拿到离身体较远的距离接通,然后再放到耳边通话。此外,尽量不要用手机聊天,睡觉时更不要把手机放在枕边。

E. 基因图谱的意义

个人基因图谱承载着个人的全部生命秘密,个体今后的兴趣、爱好,体能,饮食习惯、性格及各种潜在的遗传病等都清楚地写在个人的基因图谱上。
个人基因图谱最成功的应用应该是预测遗传疾病。科学家已发现了大约1400种遗传疾病基因。具有遗传病家族史的人,只要做一张个人基因图谱检测,在医生的帮助下就可以知道患有何种遗传病、何时发病、何时治疗等信息。这是最乐观的、对部分遗传病的预测。但是人类的大部分遗传疾病病因十分复杂,大多数情况下一种遗传病是多基因的共同作用的结果,而不是单基因引发的。例如科学家推测,精神分裂症就很可能与多基因相互作用相关。但要想了解究竟是哪些基因发生了作用,可能需要对上千名患者进行基因组测序,然后再与健康人群进行比对。在个人基因组测序的成本超过50万英镑的条件下,这几乎是不现实的。如果基因测序和分析的成本降低到100英镑以下,相信会有很多人渴望绘制出属于自己的基因图,这样,很多遗传疾病就可以通过基因组测序和分析来找到病因。
绘制个人基因组图谱还有一个极为重要的潜在利好,就是彻底战胜人类绝症——癌症。对于这种人类的最大杀手,科学家认为,其形成的原因主要是由于正常细胞发生基因突变形成癌变细胞所致。每个癌变细胞都有一套完整的基因,过去人们只能检测和研究很小一部分基因。如果大规模绘制个人基因图谱成为可能,医生就可以通过比对细胞的基因差异,进而发现基因的变异情况,从而找到治疗癌症的手段。更为重要的是,每个癌症患者的基因变异情况可能不尽相同,通过比对癌症细胞与正常细胞,有助于医生根据每个患者的不同情况,设计出最有针对性的个性化治疗手段。
绘制个人基因图谱不仅仅对有遗传家族史的人以及癌症患者有益,对于我们平时所认为的健康人群同样具有十分重要的意义。事实上,我们很多人是处在对自己健康风险的无知状态,直到有一天发现自己患有疾病时,可能早已错失了最佳治疗时间。有了个人基因图谱,我们不仅可以提早预知自己的健康风险,尽早采取措施把疾病消灭在萌芽状态,而且还可以从预防疾病的角度出发,改变不利于健康的生活习惯,改善生活环境,从而使短暂的生命能得以延长,过得健康,过得充实。
中国人有自己的基因背景,习惯,对环境适应和疾病的发生也有其不同于其他族群和群体之处。建立中国人和亚洲人的参照基因组图谱,对中华民族的医疗卫生事业和健康产业发展,有着不言而喻的重要性和必要性。
如人们想知道为什么肝病、鼻咽癌等疾病在中国人群里发病率非常高,有些病,如中国人很普通的流行性感冒,对于白种人来说可能非常厉害。因此想了解中国人自己的遗传背景,就要先了解中国人自己的基因。
“如果你有了自己的基因图谱,就可以知道自己和疾病之间的关系。如你知道自己得糖尿病的几率比较高,就可以控制饮食,提前锻炼,经常去检查身体,提早治疗。”
人类的基因决定了人的生老病死,它存在于人体每一个细胞内的脱氧核糖核酸分子即DNA分子。DNA分子在细胞核内的染色体上,由两条相互盘绕的链组成,每一条链都是由单一成分首尾相接纵向排列而成,这种单一成分被称为碱基(因为这些化合物溶于水中能形成碱性溶液)。碱基有4种,分别简写为A、T、G、C。它们排列组合构成了基因。

F. 人类基因组这一计划的历史背景以及对人类的影响是怎样的

人类基因组计划由包括中国在内的世界6国科学家联合作的“人类基因组计划”,与曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划,并称为自然科学史上的“三计划”,但它对人类自身的影响,将远远超过另两项计划。人类的遗传物质就是DNA,它的总和就是人类基因组,由大约30亿碱基对组成,分布在细胞核的23对染色体中。“人类基因组计划”的核心,构建DNA序列图,即分析人类基因组DNA分子的基本成分碱基的排列顺序,绘制成序列图。30亿是个天文数字,这个计划也可以说是解读生命天书的计划,参与这项计划的有美国、英国、日本、中国、德国、法国一流的科学家。瞎简
这一计划的最终目的是测定人类基因组30亿个基本化学组成(称为碱基对或核苷酸),进而揭开与人类的生老病死有关的数万个基因的相互关系。1984年,美国能源部开会,开始酝酿“人类基因组计划”。1989年,美国能源部和美国国唯毁家卫生研究所提出了人类基因图谱工程。美国在1990年10月1日率先启动人类基因组计划。美国人类基因组顾问委员会委员梅纳德•奥尔森是人类基因组计划最早的推动者之一,另外美国一个测序中心的主任罗伯特•沃特斯顿以及英国的人类基因组总负责人均表示支持。美国完成人类基因组计划近54%的工作量,为人类基因组计划最大的贡献国。英国是人类基因组计划的第二大贡献国,共34%的贡献都是由Wellcome基金会资助的Sanger中心完成的。日本、法国、德国对人类基因组计划的贡献分别为6.8%、2.8%与2.2%。中国承担了3号染色体区域短臂端粒侧约30 cM,约占人类整个基因组1% 的测序工作。中国的华大基因、国家自然科学基金会、中科院遗传所南方基因中心、北方人类基因组中心等单位及于军、杨焕明、磨山裤汪建、刘斯奇、吴旻、强伯勤、陈竺等也给予人类基因组计划大力的推动。

G. 基因图是什么

就是脱氧核糖核酸(DNA)分子图
■老尘什么是基因?
含特定遗传信息的核苷酸序列,是遗传物质的最小功能单位。除某些病毒的基因由核糖核酸(RNA)构成以外,多数生物的基因由脱氧核糖核酸(DNA)构成,并在染色体上作线状排列。基因一词通常指染色体基因。在真核生物中,由于染色体都在细胞核内,所以又称为核基因。位于线粒体和叶绿体等细胞器中的基因则称为染色体外基因、核外基因或细胞质基因,也可以分别称为线粒体基因、质粒和叶绿体基因。
在通常的二倍体的细胞或个体中,能维持配子或配子体正常功能的最低数目的一套染色体称为染色体组或基因组,一个基因组中包含一整套基因。相应的全部细胞质基因构成一个细胞质基因组,其中包括线粒体基因组和叶绿体基因组等。原核生物的基因组是一个单纯的DNA或RNA分子,因此又称为基因带,通常也称为它的染色体。
基因在染色体上的位置称为座位,每个基因都有自己特定的座位。凡是在同源染色体上占据相同座位的基因都称为等位基因。在自然群体中往往有一种占多数的(因此常被视为正常的)等位基因,称为野生型基因;同一座位上的其他等位基因一般都直接或间接地由野生型基因通过突变产生,相对于野生型基因,称它们为突变型基因。在二倍体的细胞或个体内有两个同源染色体,所以每一个座位上有两个等位基因。如果这两个等位基因是相同的,那么就这个基因座位来讲,这种细胞或个体称为纯合体;如果这两个等位基因是不同的,就称为杂合体。在杂合体中,两个不同的等位基因往往只表现一个基因的性状,这个基因称为显性基因,另一个基因则称为隐性基因。在二倍体的生物群体中等位基因往往不止两个,两个以上的等位基因称为复等位基因。不过册虚有一部分早期认为是属于复等位基因的基因,实际上并不是真正的等位,而是在功能上密切相关、在位置上又邻接的几个基因,所以把它们另称为拟等位基因。某些表型效应差异极少的复等位基因的存在很容易被忽视,通过特殊的遗传学分析可以分辨出存在于野生群体中的几个等位基因。这种从性状上难以区分的复等位基因称为同等位基因。许多编码同工酶的基因也是同等位基因。
属于同一染色体的基因构成一个连锁群(见连锁和交换)。基因在染色体上的位置一般并不反映它们在生理功能上的性质和关系,但它们的位置和排列也不完全是随机的。在细菌中编码同一生物合成途径中有关酶的一系列基因常排列在一起,构成一个操纵子(见基因调控);在人、果蝇和小鼠等不同的生物中,也常发现在作用上有关的几个基因排列在一起,构成一个基因复合体或基因簇或者称为一个拟等位基因系列或复合基因。
功能、类别和数目 到目前为止在果蝇中已经发现的基因不下于1000个, 在大肠杆菌中已经定位的基因大约也有1000个,由基因决定的性状虽然千差万别,但是许多基因的原初功能却基本相同。
功能 1945年G.W.比德尔通过对脉孢菌的研究,提出了一个基因一种酶假设,认为基因的原初功能都是决定蛋白质的一级结构(即编码组成肽链的氨基酸序列)。这一假设在50年代得到充分的验证。
类别 60年代初F.雅各布和J.莫诺发现了调节基因。把基因区分为结构基因和调节基因是着眼于这些基因所编码的蛋白质的作用:凡是编码酶蛋白、血红蛋白、胶原蛋白或晶体蛋白等蛋白质的基因都称为结构基因;凡是编码阻遏或激活结构基因转录的蛋白质的基因都称为调节基因。但是从基因的原初功能这一角度来看,它们都是侍姿禅编码蛋白质。根据原初功能(即基因的产物)基因可分为:①编码蛋白质的基因。包括编码酶和结构蛋白的结构基因以及编码作用于结构基因的阻遏蛋白或激活蛋白的调节基因。②没有翻译产物的基因。转录成为RNA以后不再翻译成为蛋白质的转移核糖核酸(tRNA)基因和核糖体核酸(rRNA)基因:③不转录的DNA区段。如启动区、操纵基因等等。前者是转录时RNA多聚酶开始和DNA结合的部位;后者是阻遏蛋白或激活蛋白和DNA结合的部位。已经发现在果蝇中有影响发育过程的各种时空关系的突变型,控制时空关系的基因有时序基因 、格局基因 、选择基因等(见发生遗传学)。
一个生物体内的各个基因的作用时间常不相同,有一部分基因在复制前转录,称为早期基因;有一部分基因在复制后转录,称为晚期基因。一个基因发生突变而使几种看来没有关系的性状同时改变,这个基因就称为多效基因。
数目 不同生物的基因数目有很大差异,已经确知RNA噬菌体MS2只有3个基因,而哺乳动物的每一细胞中至少有100万个基因。但其中极大部分为重复序列,而非重复的序列中,编码肽链的基因估计不超过10万个。除了单纯的重复基因外,还有一些结构和功能都相似的为数众多的基因,它们往往紧密连锁,构成所谓基因复合体或叫做基因家族。
相互作用
生物的一切表型都是蛋白质活性的表现。换句话说,生物的各种性状几乎都是基因相互作用的结果。所谓相互作用,一般都是代谢产物的相互作用,只有少数情况涉及基因直接产物,即蛋白质之间的相互作用。
非等位基因的相互作用 依据非等位基因相互作用的性质可以将它们归纳为:
①互补基因。若干非等位基因只有同时存在时才出现某一性状,其中任何一个发生突变时都会导致同一突变型性状,这些基因称为互补基因。
②异位显性基因。影响同一性状的两个非等位基因在一起时,得以表现性状的基因称为异位显性基因或称上位基因。
③累加基因。对于同一性状的表型来讲,几个非等位基因中的每一个都只有部分的影响,这样的几个基因称为累加基因或多基因。在累加基因中每一个基因只有较小的一部分表型效应,所以又称为微效基因。相对于微效基因来讲,由单个基因决定某一性状的基因称为主效基因。
④修饰基因。本身具有或者没有任何表型效应,可是和另一突变基因同时存在便会影响另一基因的表现程度的基因。如果本身具有同一表型效应则和累加基因没有区别。
⑤抑制基因。一个基因发生突变后使另一突变基因的表型效应消失而恢复野生型表型,称前一基因为后一基因的抑制基因。如果前一基因本身具有表型效应则抑制基因和异位显性基因没有区别。
⑥调节基因。一个基因如果对另一个或几个基因具有阻遏作用或激活作用则称该基因为调节基因。调节基因通过对被调节的结构基因转录的控制而发挥作用。具有阻遏作用的调节基因不同于抑制基因,因为抑制基因作用于突变基因而且本身就是突变基因,调节基因则作用于野生型基因而且本身也是野生型基因。
⑦微效多基因。影响同一性状的基因为数较多,以致无法在杂交子代中明显地区分它们的类型,这些基因统称为微效多基因或称多基因。
⑧背景基因型。从理论上看,任何一个基因的作用都要受到同一细胞中其他基因的影响。除了人们正在研究的少数基因以外,其余的全部基因构成所谓的背景基因型或称残余基因型。
等位基因的相互作用 1932年H.J.马勒依据突变型基因与野生型等位基因的关系归纳为无效基因、亚效基因、超效基因、新效基因和反效基因。
①无效基因。不能产生野生型表型的、完全失去活性的突变型基因。一般的无效基因却能通过回复突变而成为野生型基因。
②亚效基因。表型效应在性质上相同于野生型,可是在程度上次于野生型的突变型基因。
③超效基因。表型效应超过野生型等位基因的突变型基因。
④新效基因。产生野生型等位基因所没有的新性状的突变型基因。
⑤反效基因。作用和野生型等位基因相对抗的突变型基因。
⑥镶嵌显性。对于某一性状来讲,一个等位基因影响身体的一个部分,另一等位基因则影响身体的另一部分,而在杂合体中两个部分都受到影响的现象称为镶嵌显性。
基因和环境因素的相互作用 基因作用的表现离不开内在的和外在的环境的影响。在具有特定基因的一群个体中,表现该基因性状的个体的百分数称为外显率;在具有特定基因而又表现该一性状的个体中,对于该一性状的表现程度称为表现度。外显率和表现度都受内在环境和外在环境的影响。
内在环境 指生物的性别、年龄等条件以及背景基因型。
①性别。性别对于基因作用的影响实际上是性激素对基因作用的影响。性激素为基因所控制,所以实质上这些都是基因相互作用的结果。
②年龄。人类中各个基因显示它的表型的年龄有很大的区别。
③背景基因型。通过选择,可以改变动植物品系的某一遗传性状的外显率和表现度,说明一些基因的作用往往受到一系列修饰基因或者背景基因型的影响。
由于背景基因型的差异而造成的影响,在下述3种情况中可以减低到最低限度:由高度近交得来的纯系;一卵双生儿;无性繁殖系(包括某些高等植物的无性繁殖系、微生物的无性繁殖系以及高等动物的细胞株)。用这些体系作为实验系统,可以更为明确地显示环境因素的影响,更为确切地说明某一基因的作用。双生儿法在人类遗传学中的应用及纯系生物在遗传学和许多生物学研究中的应用都是根据这一原理。
外在环境 ①温度。温度敏感突变型只能在某些温度中表现出突变型的性状,对于一般的突变型来说,温度对于基因的作用也有程度不等的影响。②营养。家兔脂肪的黄色决定于基因y的纯合状态以及食物中的叶黄素的存在。如果食物中不含有叶黄素,那么yy纯合体的脂肪也并不呈黄色。y基因的作用显然和叶黄素的同化有关。
演化 就细胞中DNA的含量来看,一般愈是低等的生物含量愈低,愈是高等的生物含量愈高。就基因的数量和种类来讲,一般愈是低等的生物愈少,愈是高等的生物愈多。DNA含量和基因数的增加与生理功能的逐渐完备是密切相关的。
基因最初是一个抽象的符号,后来证实它是在染色体上占有一定位置的遗传的功能单位。大肠杆菌乳糖操纵子中的基因的分离和离体条件下转录的实现进一步说明基因是实体。今已可以在试管中对基因进行改造(见重组DNA技术)甚至人工合成基因。对基因的结构、功能、重组、突变以及基因表达的调控和相互作用的研究始终是遗传学研究的中心课题。

■什么是基因治疗?
在认识和熟练使用遗传生物学单位基因的新近进展后,它已经为科学家去改变病人的遗传物质,以达到治病防病的目的迈向新的一步。基因治疗的一个主要目标是用一种缺陷基因的健康复制去提供给细胞。这一方法是革命性的:医生试图通过改变病人细胞的遗传物质,来代替给病人治疗或控制遗传疾病的药物,最终达到医治病人疾病的根本目的。
几百个主要健康问题受到基因功能的影响。在将来,基因治疗能被用于医治许多这类疾病。理论上讲为了防止遗传缺陷传给下一代,还能用于改变胚胎细胞(蛋或种子)。然而,胚胎家系基因治疗的可能性受到困难的伦理道德、社会问题和技术障碍牵制。
基因治疗还作为药物输送系统使用,为了做到这点,产生有用物质的基因将被嵌进病人细胞的DNA中。例如,在血管外科中,产生抗凝血因子的基因能被嵌入血管细胞家系的DNA中,有助于防止血栓的形成。许多其它疾病可使用这一般方法治疗来提高本身的可靠性。
当医疗治疗提高到分子水平时,药物输送使用基因治疗能节约时间减低成本。为收集大量的基因蛋白产品、提纯产品、合成药物和对病人的管理缩短了时间减少了复杂的工艺加工。
然而,基因治疗仍是处于极端新的和高度的实验阶段。被批准的试验数量是小的,今天只有少量的病人曾得到过治疗。
目前基因治疗实验的基本步骤
在目前的某些实验中,从病人的血液或骨髓中取出细胞,并在加速繁殖的实验条件下生长。然后,把需要的基因借助于不起作用的病毒嵌进细胞。选择出获得成功改变的细胞再加速繁殖,再回到病人的体内。另一种情况,脂质体(脂肪颗粒)或不起作用的病毒可被用于把基因直接输进病人体内细胞。
基因治疗的基本要求
基因治疗的潜力
基因治疗为治愈人类疾病提供了新的范例。不是通过制剂与基因产品或自身基因产品相互作用来改变疾病的表现型,而是基因治疗理论上能修正特殊基因,导致沿着简单化的管理治愈疾病。开始基因治疗是针对治疗遗传性疾病,但目前对广泛性的疾病进行研究,包括癌症、外周血管疾病、关节炎、神经变性疾病和其它后天疾病。
基因确认和克隆
即使基因治疗战略性的范围是相当多样化,成功的基因治疗也需要一定的关键的基本要素。其中最重要的要素是必须确认和克隆有关的基因。直到人类基因组计划完成,基因的有效度才被利用。但仍然等到涉及疾病的相关基因被确认和克隆出来才开始实施基因治疗战略。
转基因和基因表达
一旦确认和克隆出基因,下一步必须表达出来。有关转基因和基因表达的效率属于基因治疗研究的前沿问题。最近基因治疗领域的许多争论围绕把所希望的基因转入合适的细胞中,然后为疾病治疗获得满意的表达水平。希望将来对转基因和特殊组织基因表达的研究将在主要基因治疗试验中解决这一课题。基因治疗战略的其它认识包括:充分掌握靶点疾病的发病机理,潜在的基因治疗副作用,理解接受基因治疗的靶细胞。
术语:
与大多数领域一样,基因治疗有专门的术语,下列提供的将阐明某些最普通术语的意思。
体外转基因:
把遗传物质转至寄主外部的细胞。经遗传物质移植后的细胞再回到寄主中。这个术语还被称为转基因的非直接方法。
体内转基因 :
遗传物质转入寄主体内的细胞。这还被称为转基因的直接方法。
基因治疗:
把选择过的基因转入具有改善或治愈疾病希望的寄主中。
细胞治疗(基因组治疗):
把未经遗传性修正的完整的细胞转入寄主中,使被转移的细胞将产生促进与寄主结合并改善寄主功能的希望。
体细胞转化:
把基因转入非种系组织中,它具有校正病人疾病状态的希望。
种系基因:
把基因转入种系组织中(蛋或胚胎),它有希望改变下一代的基因组。
转基因:
在转基因实验中,选择试验基因。例如,如果你给患苯并酮尿症病人治病,你可计划把一校正过的苯丙氨酸羟基酶基因译本移入肝细胞中。在这个例子中,苯丙氨酸羟基酶的校正译本就是转基因。
报告基因:
常用于试验基因转换效率的基因。例子是luceriferase, --半乳糖和氯氨素乙烯转化酶。
基因转化载体:
基因被转移进细胞的机理。
转化率:

H. 为什么很多人对转基因农作物非常排斥

转基因是生物学的前沿技术,其中有无限的可能性,国家在这方面的研究投入很大。但是为什么社会上有那么多反对转基因的人?尤其是很多人在完全不了解的情况下就开始反对转基因。

国际组织和科学家的大量出版物明确指出,只有保留自然生态基础而不是破坏生态基础的小规模分散农业,才能养活不断增长的世界人口。许多科学家认为,基因工程在这里用处不大。德国《德意志报》(Deutsche Welthungerhilfe)写道:“没有证据证明转基因工程有利于发展中国家小农的福利,有助于收入的可持续增长,也没有为战胜饥饿做出任何贡献。”