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突变体有哪些制备方法

发布时间:2022-09-08 18:46:08

1. 怎么用定点突变试剂盒获得显性失活突变体

怎么用定点突变试剂盒获得显性失活突变体
不同于定点突变的是基于PCR的随机突变,通过改变PCR条件提高PCR过程中的随机出错,这种方法适用于未知的蛋白质,作全局性分析,所以有人称为饱和突变(saturation mutagenesis)。不过这种方法由于没有目的性,分析操作相当繁琐,并且不会出现一个位点2个以上碱基突变,因而应用上有局限性。定点突变适用于蛋白结构已有初步了解的基因,比PCR随机突变更有目的性,也更为精确,简单,同时改造基因更加“随心所欲”。由于定点突变技术在蛋白质组学中有这非常广泛的应用前景,相信这个技术在不远的将来还会有更大的改进和发展,也必将为更多人熟悉应用。

2. CaCl2法制备大肠杆菌感受态细胞原理

原理:转化:将外源DNA分子引入受体细菌,使之获得新的遗传性状。
受体细菌一般是限制修饰系统缺陷的变异株,不含限制性内切酶和甲基化酶的突变体(R-,M-),可以容忍外源DNA分子进入体内并稳定地遗传给后代。受体细胞经过一些特殊方法,如电击或CaCl2、RbCl/KCl等化学试剂的处理后,细胞膜的通透性增高,成为感受态细胞(Compenent cells),使外源DNA分子得以进入。
目前常用的感受态细胞制备方法有CaCl2和RbCl/KCl法,RbCl/KCl法制备的感受态细胞转化效率较高,但CaCl2法简便易行,且其转化效率完全可以满足一般实验的要求,制备出的感受态细胞暂时不用时,可加入无菌甘油至总体积15%,于-70℃保存半年之久,因此CaCl2法为使用更广泛。
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3. 果蝇突变体如何得到

用化学试剂诱导突变 或用物理方法 如辐射等来诱导突变 或者用基因敲除方法

4. 什么物质和5'AMP混合难于萃取分离但通过多次萃取又能分离

现代生物制药工艺学上课讲义(2)

第二章 生物制药工艺技术基础
第一节 生物材料与生物活性物质
一、生物材料的来源
供生产生物药物的生物资源主要有动物、植物、微生物的组织、器官、细胞与代谢产物。应用动植物细胞培养与微生物发酵技术也是获得生物制药原料的重要途径。基因工程技术与细胞工程技术和酶工程技术更是开发生物制药资源的新途径。
(一)动物脏器
(1)胰脏 (激素、酶、多肽、核酸、多糖、氨基酸等)
(2)脑 (脑磷脂、肌醇磷脂、神经磷脂、神经肽等)

(3)胃粘膜(胃蛋白酶、胶原蛋白酶、胃泌素、胃膜素)
(4)肝脏(维生素、磷脂类、胆固醇)
(5)脾脏(免疫器官)
(6)小肠(糖蛋白、核苷酸酶、溶菌酶、胃肠道激素)
(7)脑垂体(各种激素)
(8) 心脏(细胞色素C、辅酶Q10)
其它等
(二)血液、分泌物和其它代谢物
血液制品:人血制剂、抗凝血酶Ⅲ,凝血因子Ⅷ,纤维蛋白原,免疫球蛋白、人血浆、干扰素、白介素等。
尿液、胆汁、蛇毒、蜂毒也是重要的生物材料,尿激酶,表皮生长因子、HCG

(三)海洋生物
(1)海藻
(2)腔肠动物 海葵毒素
(3)节肢动物 甲壳素
(4) 软体动物 多糖、多肽、毒素
(5)棘皮动物 海星、海胆、海参 海参素抗癌
(6)鱼类 鱼油、多种激素、毒素,硫酸软骨素
(7)爬行动物 龟 滋阴养肾 抗肿瘤
(8)海洋哺乳动物 鲸鱼鱼肝油
(四)植物
生物碱、强心甙、黄酮、皂甙、挥发油、树脂、鞣质等。

(五)微生物
1.细菌
常用细菌发酵法生产乳酸、醋酸、丙酮、丁醇。主要有:
(1)氨基酸
利用微生物酶可转化对应的α酮酸或羟基酸作用产生氨基酸。
(2)有机酸 柠檬酸、苹果酸、乳酸
(3)糖类 利用细菌可制取葡聚糖、聚果糖、聚甘露糖、脂多糖。
(4)核苷酸类 用细菌可生产5‘-AMP,5’-肌苷酸
(5)维生素 VB1,VB2,VB6, Vc
(6)酶 淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、弹性蛋白酶

2.放线菌
放线菌是最重要的抗生素产生菌,已有1000多种抗生素约2/3产自放线菌。
(1)氨基酸 发酵法
(2)核苷酸 5-脱氧肌苷酸
(3)维生素
(4) 酶
3.真菌
(1)酶
(2)有机酸
(3)氨基酸
(4)核酸及有关物质
(5)维生素
(6)促生素
(7)多糖

4.酵母菌
(1)维生素
(2)蛋白质与多肽
(3)核酸

(六)开发生物新资源
(1)动植物细胞的大规模培养
(2)应用基因工程技术建立工程菌或工程细胞

二、生物活性物质的存在方式
(一)生物活性物质的存在方式与其生物功能
根据生物活性物质的生物功能推断其存在部分和分布方式。生物活性物质分为胞内与胞外两种存在部位。
(二)生物分子间的作用力

三、生物活性物质的存在特点
(一)生物材料组成的复杂性
(二)生物活性物质存在地特点
生物活性物质在生物材料中含量较低,杂质含量很高,而且生理活性愈高,含量愈低。
生物材料中的生化组成数量大,种类多,分离纯化比较困难。

四、生物材料的准备
生物材料的制造主要包括以下工艺过程:
1)生物材料的选取与预处理;
2)从生物材料中提取有效活性物质;
3)有效成分的分离,纯化
4)后处理及制剂

(一)生物材料的选取
1.有效成分的含量
(1)生物品种
根据目的物的分布,选择富含有效成分的生物品种是选材的关键。(催乳素,哺乳动物)

(2)合适的组织器官 (胃蛋白酶,胃)
(3)生物的生长期
生物的生长期对生理活性物质含量影响很大。
2.杂质情况
难于分离的杂质会增加工艺的复杂性,严重影响收率、质量和经济效益。
3.来源
应选用来源丰富的材料,尽量不与其他产品争原料,最好能一物多用,综合利用。
胰脏 制备弹性蛋白酶和激肽释放酶,胰岛素与胰酶等。

(二)生物材料的采集与保存
生理活性物质易失活与降解,采集时必须保持材料的新鲜。防止腐败、变质与微生物污染。如胰脏采摘后要立即速冻,防止胰岛素活力下降。
保存生物材料的主要方法有速冻、冻干、有机溶剂脱水,制成丙酮粉,或浸存于丙酮与甘油中等。
(三)动物细胞的培养与保存
(四)微生物菌种的选育与保存
1.菌种的分离
微生物种类繁多,易于培养,是工业化生产各种生物药物的主要材料。
(1)含菌样品的收集
根据微生物的生态特点,从自然界取样,分离所需要菌种,如到堆积和腐烂纤维素的地方去取样分离纤维素酶产生菌。

到温泉附近取样分离高温蛋白酶产生菌。
一般可以从土壤中分离所需微生物,取样时先将表土刮去2~3cm,在同一条件下选好2~5点土样混在一起包好,表明采样地点及日期备用。
(2)富集培养
收集到的样品若含所需要的菌较多,可直接分离。如含所需要的菌很少,就需要经过富集培养,使所需要的菌大量生长,以利于筛选。再配合控制温度,pH或营养成分即可达到目的。有时用能分解的底物作为生长和诱导产生所须成分的培养基成分,以使所需要的菌种得到快速生长,有利于进一步分离。
(3)菌种纯化
在自然条件下,各种类型的菌混杂在一起生活,所以要进行分离,以获得纯种。菌种纯化的方法一般采用稀释分离或划线分离法。

2.菌种的筛选
(1)筛选对象的选择
筛选前,先要考虑哪些微生物是筛选的对象。如有报道,则根据文献收集可能性最大的的微生物进行筛选。
(2)培养方式的确定
微生物的培养方式,有固体培养与液体培养。
3.菌株的选育
从自然界直接分离得到的菌种,都不能立即适应实际生产需要。只有通过诱变,选育才能使产量成倍,成百倍地提高。选育方法基本上可以分成两类:随机选择突变体;根据代谢的调节机制选择各种突变体。
(1)随机选择法
一般程序是采用诱变剂诱变处理微生物,增殖培养,经过稀释涂布,随机选择部分或全部单菌落,逐个测定它们的生物活性。最后挑选出产量或其它性能比亲代菌株优秀的突变株。
(2)根据代谢的调节机理选择高产突变体
根据代谢的调节机理选择高产突变体。(抗性基因)
4.菌种的保藏
(1)菌种的退化与防止
生产菌种本来在自然环境下生长,所以在人工培养条件下,任何菌株通过一系列的转接传代都可能发生退化。
退化—一般把菌株的生活力,产孢子能力的衰退和特殊产物产量的下降,成为退化。
菌种退化现象:①单位容积中发酵液的活性物质含量;②琼脂平皿上的单菌落形态;③不同培养时期菌体细胞的形态和主要遗传特征。如形成孢子能力;④发酵过程pH变动情况;⑤发酵液的气味、色泽。

菌种退化防止措施:①防止基因突变,基因突变是菌种退化的一个主要原因,低温保藏法可以减少突变得产生。②采用双重缺陷型 采用双营养缺陷标志可间接而有效地防止突变。③制定科学管理制度 制作平行菌种斜面;④分离单菌落;认真进行单菌落分离工作,再多做平行的菌种斜面;⑤选择培养条件 选择有利于高产菌株而不利于低产菌株的培养条件。
(2)常用的菌种保藏方法
斜面保存法—将菌种转接到新鲜的琼脂斜面上,待生长良好后,于4℃保存。根据具体情况,间隔一定时间后转接。
矿油法—在菌种斜面上覆盖矿物油以隔绝空气防止蒸发。
索氏法—将小试管斜面的菌种放在大试管内,大试管内装几粒氢氧化钾,管口加橡皮套,然后用石蜡包封。

干硅胶法—试管内装硅胶约半满,180℃加热灭菌1.5小时,置密封干燥器内冷却,接种菌液约1ml,塞好棉花,放入预置有色硅胶的大瓶中,蜡封瓶口,于低温处保存。
砂土管法—取普通黄沙,洗净过60目筛,晒干,另取普通圆土研碎,过筛,晒干。两者以6:4混合。分装于安醅瓶或小试管中,然后在60℃干热灭菌2小时,连续灭菌三次后即可使用。装管时可吸取少许孢子悬浮液加入,待干燥后抽真空封口或用棉花塞紧后蜡封,低温保藏。
冷冻干燥法:将菌种悬浮于脱脂消毒牛奶中,快速冷冻,真空干燥。
甘油冷冻保存法:将对数期菌体悬浮于新鲜培养基中,加入15%消毒甘油,混匀速冻,冻存于-70~-80℃.

(五)组织与细胞的破碎
组织与细胞的破碎方法有物理法、化学法与生物法。
1.物理法
(1)磨切法
工业上常用的有绞肉机,刨胰机,球磨机、磨粉机。实验室常用的有匀浆机,研钵,高速组织捣碎机。
(2)压力法
有压榨法、高压法和减压法,渗透压法。
(3)超声波法
(4)反复冻融法
2.化学法
用稀酸、稀碱、浓盐、有机溶剂或表面活性剂处理细胞,可破坏细胞结构释放出内容物。

3.生物法
(1)组织自溶法
利用组织中自身溶解酶的作用改变、破坏细胞结构,释放出目的物称为组织自溶法。
(2) 酶解法
用外来酶处理生物材料,如用溶菌酶处理某些细菌,蜗牛酶等
(3)噬菌体法
用噬菌体感染细胞、裂解细胞,释放出内容物。
(六)细胞器的分离
为获得结合在细胞器上的一些生化成分或酶系,常常要先得到细胞器再进一步分离有效成分。方法是匀浆破碎细胞,差速离心。

第二节 生物活性物质的提取
提取是利用制备目的物的溶解特性,将目的物与细胞的固形物成分或其它结合成分分离,使其由固相转入液相或从细胞生理状态转入特定溶液环境的过程。
一、物质性质与提取
(一)物质的性质与提取方法的选择
要取得好的提取效果,最重要的是要针对生物材料和目的物的性质选择合适的溶剂系统与提取条件。
生物材料及其目的物与提取有关的一些性状包括溶解性质、分子量、等电点、存在方式、稳定性、比重、粒度、粘度,目的物含量,主要杂质种类及溶解性质,有关酶的特征等。其中最主要的是目的物与主要杂质在溶解度方面的差异以及它们的稳定性。操作者可根据文献资料及本人的试验摸索获得的有关信息,在提取过程中增加目的物的溶出度,尽可能减少杂质的溶出度。

(二)活性物质的保护措施
(1)采用缓冲盐系统
在生物药物制备中,常用的缓冲盐有磷酸缓冲盐,柠檬酸缓冲盐,Tris缓冲液,醋酸缓冲盐,碳酸缓冲盐,硼酸缓冲盐和巴比妥缓冲盐等。
(2)添加保护剂
防止某些生理活性物质的活性基团及酶的活性中心受到破坏,如巯基是许多活性蛋白质和酶催化活性基团,极易被氧化,故提取时,常添加某些还原剂如半胱氨酸,-巯基乙醇。对易受重金属影响的,可添加EDTA。
(3)抑制水解酶的作用

二、物质的性质与溶解度
(一)物质溶解度的一般规律
相似相溶
(二)水在生化物质提取中的作用
水是提取生化物质的常用溶剂。水分子的存在可使其它生物分子之间的氢键减弱,而与水分子形成氢键,水分子还能使溶质分子的离子键解离,这就是所谓的水合作用。水合作用促使蛋白质、核酸、多糖等生物大分子与水形成了水合分子或水合离子从而促使它们溶解于水或水溶液中。
三、提取效率

(4)其它保护措施(冷、热、酸、碱)

四、影响提取的因素
(一)温度
多数物质的溶解度随提取温度的升高而增加。另外较高的温度可以降低物料的粘度,有利于分子扩散和机械搅拌,所以对耐热成分的提取可以用加热的方法。对不耐热的生物活性物质的提取,一般在0~10℃进行提取。
(二)酸碱度
多数生化物质在中性条件下较稳定,pH值一般应控制在4~9范围内,为了增加目的物的溶解度,往往要避免目的物的等电点附近进行提取。
巧妙地选择溶剂系统的pH值不但直接影响目的物与杂质溶解度,还可以抑制有害酶类的水解破坏作用,防止降解,提高收率。

(三)盐浓度
盐溶作用
盐析作用

五、提取方法
(一)用酸、碱、盐水溶液提取
(二)表面活性剂提取
表面活性剂分子兼有亲水与疏水基团,分布于油水界面时,有分散、乳化和增溶作用。表面活性剂分阴离子型、阳离子型与非离子型。离子型表面活性剂作用强,但是易引起蛋白质等生物大分子的变性,非离子表面活性剂变性作用小,适合于用水、盐系统无法提取的提取的蛋白质或酶的提取。

(三)有机溶剂提取
1.固-液提取
丙酮从动物脑中提取胆固醇,
溶剂分级提取:如先用丙酮,再用乙醇,最后用乙醚提取。石油醚,氯仿,乙酸乙酯,正丁醇,甲醇。
丙酮粉
2.液-液萃取
液-液萃取是利用溶质在两个互不混溶的溶剂中溶解度的差异,将溶质从一个溶剂相向另一个溶剂相转移的操作。分配系数和溶剂用量
溶剂萃取的注意事项:
(1)pH
在萃取操作中正确选择pH值很重要。因为在水溶液中某些酸、碱物质会解离,在萃取时改变了分配系数,直接影响提取效率。

(2)盐析
加入中性盐如硫酸铵,氯化钠等可以使一些生化物质的溶解度减少,这种现象成为盐析。在提取液中加入中性盐,可以促使生化物质转入有机相从而提高萃取率。
(3)温度
一般在室温下或低温下进行萃取操作。
(4)乳化
在液液萃取时,常发生乳化作用,使有机溶剂与水相分层困难。去乳化的常用方法有:过滤与离心,轻轻搅动,改变两相的比例;加热,加电解质,加吸附剂。
液液萃取时溶剂的选择:
(1)选用的溶剂必须具有较高的选择性,各种溶质在所选的溶剂之间分配系数差异愈大愈好。
(2)选用的溶剂,在萃取后,溶质与溶剂要容易分离与回收。

(3)两种溶剂的密度相差不大时容易形成乳化,不利于萃取液的分离。
(4)要选用无毒,不易燃烧的价廉易的溶剂。
第三节 生物活性物质的浓缩与干燥
一、生物活性物质的浓缩
(一)盐析浓缩
硫酸铵沉淀蛋白质
(二)有机溶剂沉淀浓缩
在生物大分子的水溶液中,逐渐加入乙醇,丙酮等有机溶剂,可以使生化物质的溶解度明显降低,从溶液中沉淀出来。
(三)用葡聚糖凝胶(Sephadex)浓缩
(四)用聚乙二醇透析浓缩

(五)超滤浓缩
(六)真空减压浓缩与薄膜浓缩
真空减压浓缩在药物生产中使用较为普遍,具有生产规模较大,蒸发温度较低,蒸发速度较快等优点。
薄膜浓缩器的加速蒸发的原理是增加汽化表面积。使液体形成薄膜而蒸发,成膜的液体具有较大的表面积,热传播快而均匀,没有液体静压的影响,能较好地防止物料的过热现象。
二、干燥
干燥的目的:提高药物或药剂的稳定性,以利于保存和运输;达到规格标准;便于进一步处理。
表面水,毛细管中的水,细胞内的水

(一)减压干燥
(二)喷雾干燥
(三)冷冻干燥
第四节 生化物质的分离纯化方法
一、生物制药中分离制备方法的特点
生物制药中分离、制备方法有以下特点:
(1)生物材料组成非常复杂。一种生物材料常含成千上万成分,各种化合物的形状、大小、分子量和理化性质都各不相同。没有固定操作方法。
(2)有些化合物在生物材料中含量极微,只达万分之一,甚至百万分之一。因此,分离操作步骤多,不易获得高收率。
(3)生物活性物质离开生物体后,易变性,破坏,分离进程必须十分小心的保护这些化合物的生理活性。(难点)

(4)生物制药的分离方法几乎都在溶液中进行,各种参数(温度,pH,离子强度)对溶液中各种组分的综合影响常常无法固定,以致许多实验设计理论性不强。
(5)为了保护目的物的生理活性及结构上的完整性,生物制药中的分离方法多采用温和的逐级分离方法。亲和层析分离具有分离的专一性,高效性。
(6)生物产品最后均一性的证明与化学纯度的概念不完全相同,因生物分子对环境反应十分敏感,结构与功能关系比较复杂。
二、生物制药中分离制备方法的基本原理
生物大分子分离纯化的主要原因:
(1)根据分子形状和大小不同进行分离。如差速离心与超离心、膜分离(透析,电渗析)与超滤,凝胶过滤法。
(2)根据分子电离性质的差异性进行分离。如离子交换法,电泳法,等电聚焦法。

(3)根据分子极性大小及溶解度不同进行分离。如溶剂提取法,逆流分配法,分配层析法,盐析法,等电点沉淀法,及有机溶剂分级沉淀法。
(4)根据物质吸附性质的不同进行分离。如选择性吸附法与吸附层析法。
(5)根据配体特异性进行分离—亲和层析法。
三、分离纯化的基本程序和实验设计
生物体内某一组分,特别是未知结构的组分的分离制备设计大致上分为五个基本阶段。
(1)确定制备物的研究目的及建立相应的分析鉴定方法。
(2)制备物理化性质稳定性的预备试验。
(3)材料处理及抽提方法的选择。
(4)分离纯化方法的摸索。
(5)产物均一性测定。

提取是分离纯化目的物的第一步,所选的溶剂应对目的物具有最大的溶解度,并尽量减少杂质进入提取液。
分离纯化是生化制备的核心操作。分离策略:
1.分离纯化早期使用方法的选择
分离纯化的早期,由于提取液中的成分复杂,目的物浓度较稀,与目的物理化性质相似的杂质多,所以不宜选择分辨能力较高的纯化方法。早期分离纯化用萃取,沉淀,吸附等一些分辨力低的方法较为有利,这些方法负荷能力大,分离量多兼有分离提纯和浓缩的作用,为进一步分离纯化创造良好的基础。
一个特异性方法的分辨力愈高,便意味着提纯步骤愈简化,收率愈高。
2.各种分离纯化方法的使用程序

生化物质的分离都是在液相中进行,故分离方法主要依据物质的分配系数,分子量大小,离子电荷性质及数量和外加环境条件的差别等因素为基础。而每一种方法又都是在特定条件下发挥作用。因此,在相同或相似条件下连续使用同一种分离方法就不太适宜。
在安排纯化方法顺序时,还要考虑到有利于减少工序,提高效率。(盐析-吸附,吸附-盐析)
对于一未知物通过各种方法的交叉应用,有助于进一步了解目的物的性质。
3.分离后期的保护性措施
在分离操作的后期必须注意避免产品的损失,主要损失途径是器皿的吸附,操作过程样品液体的残留,空气氧化和某些事先无法了解的因素。

四、分离纯化方法步骤优劣的综合评价
每一个分离纯化步骤的好坏,除了从分辨能力和重现性两方面考虑,还要注意方法本身的回收率,特别是制备某些含量很少的物质时,回收率的高低十分重要。
对每一步骤方法的优劣,体现在所得产品重量与活性平衡关系上。例如酶的分离纯化,每一步骤产物重量与活性关系,通过测定酶的比活力及溶液中蛋白质浓度的比例。
五、制备物均一性的鉴定
均一性是指所获得的制备物只有一种完全相同的成分。(纯度鉴定)
生物分子纯度的鉴定方法很多,常用的有溶解度法、化学组成分析法,电泳法,免疫学方法,离心沉降分析法,各种色谱法,生物功能测定法,以及质谱法。

第五节 生物制药中试放大工艺设计
一、生物制药中试放大工艺特点
中试放大是由小试转入工业化生产的过渡性研究工作,对小试工艺能否成功地进入规模生产至关重要。这些研究工作都是围绕如何提高收率,改进操作,提高质量,形成批量生产等方面进行。中试放大,验证实验室工艺路线的可行性以及在实验室阶段难以解决或尚未发现的问题。
在考查工艺条件的研究阶段中,必须注意和解决:
(1)原辅材料规格的过渡试验
在小试时,一般采用的原辅材料(如原料,试剂,溶剂,纯化载体)规格较高,目的是为了排除原料中所含杂质的不良影响,从而保证实验结果的准确性。但是当工艺路线确定之后,在进一步考察工艺条件时,应尽量改用大规模生产时容易得到的原辅材料。过渡试验

2.设备选型与材质质量试验
在小试阶段,大部分实验是在小型玻璃仪器中进行,但在工业生产中,物料要接触到各种设备材料,如微生物发酵罐,细胞培养罐,固定化生物反应器,多种层析材料以及产品后处理的过滤浓缩、结晶、干燥设备等。
3.反应条件限度试验
反应条件限度试验可以找到最适宜的工艺条件(如培养基种类,反应温度,压力,pH等),一般均有一个许可范围。有些反应对工艺条件要求很严,超过一定限度后,就会造成重大损失。进行工艺条件限度试验,全面掌握反应规律。
4.原辅材料、中间体及产品质量分析方法研究
5.下游工艺的研究
尽量简化下游工艺操作,采用新工艺,新技术,新设备等。

二、中试放大方法与内容
中试放大的方法有经验放大法,相似放大法和数学模型放大法。经验放大法主要凭借经验通过逐级放大(实验装置,中间装置,中型装置和大型装置)来摸索反应器的特征。
中试放大程序可采用步步为营或一竿子到底策略。
中试放大的研究内容主要有:
(1)工艺路线与各步反应方法的最后确定
(2)设备材质与型号的选择
(3)反应器的规模选择及反应搅拌器型式与搅拌速度的考查。
(4)生产反应条件的研究
(5)工艺流程与操作方法的确定

(6)物料衡算
(7)安全生产与三废防治措施研究
(8)原辅材料,中间体的物理性质和化工常数的测定
(9)原辅材料、中间体质量标准的制定。
(10)消耗定额,原料成本,操作工时与生产周期计算。

生产工艺规程的制订

5. 何为突变体、突变体库和饱和突变体库

突变体库:包含各种不同基因突变的个体,如果要得到饱和突变体库可以用物理或化学方法诱变。
突变体是某个性状发生可遗传变异或某个基因发生突变的生物体材料。在遗传分析中,为了获得某一组分的功能,而将其敲除形成的个体叫作突变体。
长期以来,育种学家们一直在尽力地发现和分离一些有价值的变异材料,以增加遗传材料或进行功能基因注释。早期的遗传学家和育种学家们主要是在自然界中筛选和寻找各种突变体,由于自发突变的频率仅为10-9—10-10,因此仅仅利用自然变异是远远不能满足人类利用和研究的需要。所以利用人工手段诱导生物机体遗传物质产生可以稳定遗传的变异是现代遗传学获取突变体的最有效手段之一。

6. 什么是突变体库如何构建

突变体库:包含各种不同基因突变的个体
如果要得到饱和突变体库可以用物理或化学方法诱变

7. 细胞生物学

细胞的基本共性:1,相似的化学组成,各细胞的基本构成元素都是C, H, O, N, P,S,等几种,这些元素所形成的氨基酸,核苷酸,脂质和糖类是构成细胞的基本构件。

                                2,脂-蛋白体系的生物膜

                                3,相同的遗传装置

                                4,一分为二的分裂方式

整个生物界最基本的类群包括3个域:原核生物界,古核生物界,真核生物界。

与真核细胞相比,原核细胞的基因组很小,仅为10^6~10^7 bp,大部分原核细胞的主要遗传物质仅为一个环装DNA。

最小最简单的细胞--支原体,支原体能寄生于细胞内繁殖,因此是细胞培养中常见又难以去除的污染源。

革兰氏阳性和阴性菌细胞壁如下图

青霉素的抑菌作用主要通过抑制肽聚糖的合成,从而抑制细胞壁的形成阳性菌因此对青霉素敏感,反之,阴性菌因肽聚糖含量极少,对青霉素不敏感。

细菌细胞质膜:选择性交换物质,细胞质膜内侧含有电子传递与氧化磷酸化的酶系,可以进行有氧呼吸,细胞质膜内侧含有一些酶,与核糖体共同执行合成向外分泌蛋白质的功能。细胞质膜还含有细胞色谱酶与合成细胞壁成分的酶。因此,细胞质膜可以完成内质网,高尔基体和线粒体所承担的大部分工作。此外,细菌细胞膜外侧有受体蛋白,参与细菌对周围环境的应答反应。

中膜体又称间体或质膜体,由细胞膜内陷形成的囊泡状,管状,包层状膜结构,每个细胞内有一个或数个中膜体,其功能尚不明确。

人们延用了真核细胞的染色体概念,也把细菌的核区DNA称为染色体,实际上它没有真正的染色体结构。

细菌细胞核外DNA,细菌细胞中,除核区DNA外,还存在可自主复制的质粒。

细菌细胞的核糖体:核糖体充满于细胞中,少部分附着在细胞膜内侧,合成运输到胞外的蛋白。

细菌细胞内生孢子:很多革兰氏阳性菌处于不利环境或耗尽营养时,容易形成内生孢子,又称芽孢,是对不良环境有抵抗力的休眠体。

细菌细胞的增殖及其调控:DnaA蛋白是复制起点(OriC)的结合蛋白,大约10个DnaA蛋白携带ATP结合于OriC, ATP 水解促使此处富含AT碱基对的区域解链,开启DNA复制。

古细菌又称古核生物,常发现于极端特殊环境。

一,生物膜系统

二,遗传信息传递与表达调控

核小体盘绕与折叠成紧密程度不同的常染色质与异染色质,细胞分裂阶段又进一步包装成染色体。核仁主要是转录rRNA与核糖体亚单位装配的场所。

三,细胞骨架系统

细胞骨架系统是由一系列特异的结构蛋白装配而成的网架系统,对细胞形态与内部结构的合理排布起支架作用。细胞骨架可分为胞质骨架与核骨架。胞质骨架主要由微丝,微管与中等纤维等构成。

核骨架包括核纤层( nuclear lamina)与核基质( nuclear matrix)。核纤层的成分是核纤层蛋白,核基质的成分比较复杂。它们与基因表达,染色质构建与排布有关。

细胞的大小及其影响因素:

细胞的尺寸取决于核糖体的活性,因为蛋白质的量由核糖体来决定。

从果蝇到哺乳动物的各种生物,都有一套几乎完全相同的信号网络来调控细胞的大小。哺乳动物中这一网络的中心叫mTOR              ( mammalian target of rapamycin)的蛋白激酶,因其能被雷帕霉素( rapamycin)抑制而得名,果蝇等生物中也存在同源蛋白质TOR。在小鼠或果蝇中,该蛋白质的失活会导致细胞体积变小。

细胞外部氨基酸,葡萄糖等营养物质,以及胰岛素等生长因子—活化—mTOR(或TOR)

活化的mTOR有两个功能:活化核糖体蛋白S6( rpS6)的激酶( S6K),导致rpS6磷酸化,从而可能加强核糖体的翻译效率,因而使细胞增大。活化的mTOR将翻译抑制因子    4E-BP 磷酸化,解除其对翻译起始因子4E的抑制。增强蛋白质的翻译,促使蛋白质积累。

细胞大小的决定是复杂的,还受到其他多种因素的影响。如DNA含量越大,核糖体越多,因而翻译的蛋白质越多,细胞就越大。

原核细胞与真核细胞的比较:

植物细胞与动物细胞的比较:

植物细胞特有结构:细胞壁,液泡,叶绿体。

非细胞生物——病毒:

病毒很小

遗传载体多样性

彻底的寄生性

病毒以复制和装配的方式进行增殖

病毒在细胞内繁殖:

病毒识别和入侵细胞,病毒表面蛋白质与细胞表面特异受体相互作用,病毒与细胞发生特异性的吸附。动物病毒进入细胞的方式有两种:一是细胞以主动胞饮的方式使病毒进入,二是某些有囊膜的病毒,通过其囊膜与细胞质膜融合呃呃呃方式进入细胞,如HIV,或通过胞饮进入细胞,然后与胞饮囊泡的膜融合进入细胞质中。噬菌体侵染细菌时仅将其核酸注入细胞。植物病毒难以穿越坚韧的细胞壁,常常借住于昆虫进食过程侵染植物细胞。

细胞生物学研究方法

研究特异DNA,RNA片段或蛋白质所常用的Southern杂交,Northern杂交和蛋白免疫印迹等。

光学显微镜:

普通复式光学显微镜,相差显微镜和微分干涉显微镜,荧光显微镜,激光扫描共焦显微镜

电子显微镜:

电镜制样技术:超薄切片技术,负染色技术,冷冻蚀刻技术,电镜三维重构与低温电镜技术。

扫描隧道显微镜

细胞及其组分的分析方法:

超离心技术分离细胞组分:密度剃度离心是将要分离的细胞组分小心地铺放在含有密度逐渐增加的,高溶解性的惰性物质(如蔗糖)形成的密度梯度溶液表面,通过重力或离心力的作用使样品中不同组分以不同的沉降率沉降。各组分的沉降率与它们的大小形状有关,通常以沉降系数表示。

速度沉降主要用于分离密度相近而大小不一的细胞组分。

等密度沉降用于分离不同密度的细胞组分。

细胞成分的细胞化学显示方法:                            为了测定蛋白质,核酸,多糖和脂质等细胞组分通常利用一些显色剂与所检测物质中一些特殊集团特异性结合的特征。

福尔根反应可以特异显示呈紫红色的DNA的分布。其原理是:酸水解可以去除RNA,仅保留DNA,并去除DNA上嘌呤脱氧核糖核苷键的嘌呤。使脱氧核糖的醛基暴露。所暴露的自由醛基与希夫试剂反应呈紫红色。

PAS反应则利用过碘酸氧化作用生成醛基,醛基与碱性品红反应产生紫红色化合物,用于确定多糖的存在。

四氧化锇与不饱和脂肪酸反应呈黑色,用以证明脂滴的存在。苏丹Ⅲ(深红色)染色则通过扩散进入脂滴中,使脂滴着色。

蛋白质检测方法:米伦反应,氮汞试剂与组织中的蛋白质侧链上的酪氨酸残基反应,形成红色沉淀。重氮反应中,氢氧化重氮与酪氨酸,色氨酸和组氨酸起反应形成有色复合物。蛋白质中的-SH基可用形成硫醇盐共价键的试剂进行检测。

由于大多数固定剂对酶都有失活或钝化作用,所以,在进行细胞中某种酶的定性研究时,样品制备常采用冰冻切片,或以冷丙酮,甲醛进行短时间固定,以尽量保持酶的活性。

特异蛋白抗原的定位与定性:

免疫荧光与免疫电镜是最常见的研究细胞内蛋白质分子定位的重要技术。对蛋白质组分进行体外分析定性通常采用免疫印迹,放射免疫沉淀和蛋白质芯片,质谱分析等技术。

1,免疫荧光技术就是将免疫学方法(抗原-抗体特异结合)与荧光标记技术相结合用于研究特异蛋白抗原在细胞内分布的方法。包括直接和间接免疫荧光技术两种。

2,免疫电镜技术:

免疫电镜技术可分为免疫铁蛋白技术,免疫酶标技术与免疫胶体金技术,其主要区别是与抗体结合的标志物不同。

细胞内特异核酸的定位与定性:

细胞内特异核酸( DNA或RNA)的定性与定位的研究,通常采用原位杂交技术。用标记的核酸探针通过分子杂交确定特异核苷酸序列在染色体上或在细胞中位置的方法称为原位杂交。

定量细胞化学分析与细胞分选技术:

流式细胞术可定量地测定某一细胞中的DNA,RNA或某一特异的标记蛋白的含量,以及细胞群体中上述成分含量不同的细胞的数量,它还可将某一特异染色的细胞从数以万计的细胞群体中分离出来,以及将DNA含量不同的中期染色体分离出来,甚至可用于细胞的分选。

细胞培养与细胞工程:

动物细胞培养,原代培养细胞一般传至10代左右就传不下去了,细胞生长出现停滞,大部分细胞衰老死亡。极少数细胞度过危机,又可传代40~50代次,传至50代以后又出现危机。

植物细胞培养:单倍体细胞培养,用花药在人工培养基上进行培养。可以从小孢子(雄性生殖细胞)直接发育成胚状体,然后长成单倍体植株。或者通过愈伤组织诱导分化。

原生质体培养,一般用植物的体细胞,先用纤维素酶处理去掉细胞壁,去壁的细胞称为原生质体。原生质体可以在无菌培养基中生长分裂。

细胞融合与单克隆抗体技术:

两个或多个细胞融合为一个双核或者多核细胞的现象称为细胞融合。介导动物细胞融合常用的促融剂有灭活的病毒或化学物质(如聚乙二醇,PEG);植物细胞融合时,要先用纤维素去掉细胞壁,然后才便于原生质体融合。20世纪80年代又挡发明了电融合技术(electronfusion method)。将悬浮细胞在低压交流电场中聚集成串珠状细胞群,或对相互接触的单层培养细胞,再施加高压电脉冲处理使其融合。

基因型相同的细胞融合称为同核体,基因型不同的融合后称为异核体。

B淋巴细胞杂交瘤技术用于制备单克隆抗体(monoclonal antibody)

制备过程:将小鼠骨髓瘤细胞与经绵阳红细胞免疫过的小鼠脾细胞( B淋巴细胞)在聚乙二醇或灭活的病毒介导下发生融合。由于骨髓瘤细胞缺乏TK或HGPRT,在含氨基蝶呤的培养液内不能成活。只有融合细胞才能在HAT(次黄嘌呤,氨基蝶呤和胸腺嘧啶核苷)的培养液内通过旁路合成核酸而得以生存。通过HAT选择培养和细胞克隆,可以获得大量分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞株。

为了探明核质相互作用的机制,科学家们创建了细胞拆合技术。所谓细胞拆合技术就是把细胞核与细胞质分离开来,然后把不同来源的胞质体(cytoplast)和核体( karyoplast)相互组合,形成核质杂交细胞。

细胞拆合可以分为物理法和化学法两种类型。物理法就是用机械方法或短波光把细胞核去掉或使之失活,然后用微吸管吸取其他细胞的核,注入去核的细胞质中,组成新的杂交细胞。这种核移植必须用显微操纵仪进行操作。化学法是用细胞松弛B (cytochalasin B)处理细胞,细胞出现排核现象,再结合离心技术,将细胞拆分为核体和胞质体两部分。显微操作技术是在显微镜下,用显微操作装置对细胞进行解剖和向核内注入基因。

荧光漂白恢复技术(fluorescence photobleaching recovery, FPR)技术是使用亲脂性或亲水性的荧光分子,如荧光素,绿色荧光蛋白等与蛋白或脂质藕联,用于检测所标记分子在活体细胞表面或细胞内部的运动及其迁移速率。FPR技术的原理是:利用高能激光束照射细胞的某一特定区域,使该区域内标记的荧光分子发生不可逆的淬灭,这一区域称光漂白( photobleaching)区。随后,由于细胞中脂质分子或蛋白质分子的运动,周围非漂白区的荧光强度逐渐恢复到原有水平。这一过程称为荧光恢复。荧光恢复的速度在很大程度上反映荧光标记蛋白或脂质在细胞中运动速率。

单分子技术与细胞生命活动的研究:

与生命科学相关的单分子技术是在细胞内实时观测单一生物分子运动规律的技术。

酵母双杂交技术:

酵母双杂交技术( yeast two-hybrid system)是一种利用单细胞真核生物酵母在体内分析蛋白质-蛋白质相互作用的系统。细胞基因转录起始需要转录激活因子的参与,转录激活因子一般由两个或两个以上相互独立的结构域构成,即DNA结合域( DNA binding domain, DB)和转录激活域( activation domain, AD)。前者可以识别DNA上特异转录调控序列并与之结合;后者可与其他成分作用形成转录复合体,从而启动它所调节基因的转录。如果要证明蛋白A是否与蛋白B在细胞内相互作用,则可分别制备DB与蛋白A的融合蛋白(又称"诱饵",t),以及AD与蛋白B的融合蛋白(又称猎物,prey)。如果蛋白A与蛋白B在细胞内相互结合,则可形成与转录激活因子类似的具有DB和AD结构域的复合物,从而启动报告基因的表达。反之,则报告基因不表达。

荧光共振能量转移技术:

荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer, FRET)技术是用来检测活细胞内两种蛋白质分子是否直接相互作用的重要手段。其基本原理是:在一定波长的激发光照射下,只有携带发光集团A的供体分子可被激发出波长为A的荧光,而同一激发光不能激发携带发光集团B的受体分子发出波长为B的荧光。然而,当供体所发出的荧光光谱A与受体上的发光集团的吸收光谱相互重叠,并且两个发光集团之间距离小到一定程度时,就会发生不同程度的能量转移,即受体分子的发光集团吸收了供体所发出的荧光,结果受体分子放出了波长为B的荧光,这种现象称为FRET现象。如下图:

如果两个蛋白质分子的距离在10nm之内,就可能发生FRET现象,由此认为这两个蛋白质存在着直接的相互作用。

放射自显影技术:

利用放射性同位素的电离射线对乳胶(含AgBr或AgCl)的感光作用,对细胞内生物大分子进行定性,定位与半定量研究的一种细胞化学技术。对细胞或生物体内生物大分子进行动态研究和追踪(pulse-chase)是这一技术独具的特征。放射自显影技术包括两个主要步骤:即同位素标记的生物大分子前体的掺入和细胞内同位素所在位置的显示。

生物信息学( bioinformatics)

细胞生物学常用模式生物:大肠杆菌,酵母,线虫,果蝇,斑马鱼,小鼠,拟南芥

突变体制备:DNA和RNA两个水平制备,从RNA水平主要是RNA干扰技术。RNAi技术是指利用一段特异的双链RNA或单链反义RNA通过注射,转染或转基因的方法导入到细胞或模式生物体中,这样的RNA可以启动一套信号通路来最终降解与这段RNA对应的,通常是包含这段序列的mRNA,使该mRNA无法翻译成相关的蛋白质。

基因敲除(knock out)是在DNA水平制备突变体的一种方法。通常DNA水平突变体的制备方法有三种(以果蝇为例):化学诱变法(给果蝇喂食化学诱变剂,造成随机的点突变或者DNA片段丢失),P因子介导的突变(利用转座子的转座特性及转座子的移动过程中可以带走部分基因组DNA序列的特性)和基于同源重组的定点突变。

蛋白质组学技术:

1,双向凝胶电泳

双相凝胶电泳的第一相是等电聚焦( IEF)电泳,采用pH梯度,根据蛋白质等电点不同进行分离。第二相是SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳( SDS-PAGE),根据蛋白质相对分子质量大小进行分离。

2,色谱技术

3,质谱

4,蛋白质芯片

5,生物信息学

细胞质膜(plasma membrane)曾称细胞膜( cell membrane)。真核细胞,细胞内的膜系统与细胞质膜统称为生物膜

流动镶嵌模型主要强调:1,膜的流动性 2,膜蛋白分布的不对称性,有的分布于膜表面 ,有的嵌入或横跨脂双分子层。

近些年提出的脂筏模型 ( lipid raft model)是对膜流动性的新的理解。该模型认为甘油磷脂为主体的生物膜上,胆固醇,鞘磷脂等富集区域形成相对有序的脂相,如同漂浮在脂双层上的"脂筏"一样载着执行某些特定生物学功能的各种膜蛋白。脂筏最初可能是在高尔基体上形成,最终转移到细胞质膜上。有些脂筏可以在不同程度上与膜下细胞骨架蛋白交联。据推测,一个直径100nm的脂筏可载有600个蛋白质分子

目前对生物膜结构的认识可归纳如下:

1,具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统的性质,磷脂分子以疏水性尾部相对,极性头部朝水相形成脂双分子层,每层磷脂分子称为一层小叶( leaflet)。

2,蛋白质分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面,蛋白质的类型,蛋白质分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜各自的特性与功能。

3,生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。然而膜蛋白与膜脂之间,膜蛋白与膜蛋白之间及其与膜两侧其他生物大分子的复杂的相互作用,在不同程度上限制了膜蛋白和膜脂的流动性。同时也形成了赖以完成多种膜功能的脂筏,纤毛和微绒毛等结构。

4,在细胞生长和分裂等整个生命活动中,生物膜在三维空间上可出现弯曲,折叠,延伸等改变,处于不断地动态变化中。从而保证了诸如细胞运动,细胞增殖等代谢活动的进行。

膜脂:主要包括甘油磷脂(glycerophosphatide),鞘脂(sphingolipid)和固醇( sterol)三种基本类型。生物膜上还有少量的糖脂( glycolipid),鉴于绝大多数的糖脂都属于鞘氨醇的衍生物,因此,目前人们多将糖脂归于鞘脂质。

1,甘油磷脂

甘油磷脂构成了脂膜的基本成分,占整个脂膜的50%以上。甘油磷脂为3-磷酸甘油的衍生物,包括磷脂酰胆碱(卵磷脂,phosphatidylserine , PS),磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine, PE)和磷脂酰肌醇( phosphatidylinositol, PI)等,主要在内质网上合成。组成生物膜的甘油磷脂分子主要特征是:1,具有一个与磷酸基团相结合的极性头和两个非极性的尾(脂肪酸链),但存在于线粒体内膜和某些细菌脂膜上的心磷脂除外,它具有4个非极性的尾部。2,脂肪酸碳链为偶数,多数碳链由16或18个碳原子组成。3,除饱和脂肪酸外,常常还含有1~2个双键的不饱和脂肪酸。

2,鞘脂

3,固醇

胆固醇及其类似物统称为固醇,它是一类含有4个闭环的碳氢化合物,其亲水的头部为一个羟基,是一种分子刚性很强的两性化合物。

膜蛋白:

根据膜蛋白分离的难易程度及其与脂分子的结合方式,膜蛋白可分为3种基本类型:外在膜蛋白(extrinsic membrane protein)或称外周膜蛋白(peripheral membrane protein),内在膜蛋白或称整合膜蛋白(intergral membrane protein),脂锚定膜蛋白( lipid anchored protein)。

外在膜蛋白为水溶性蛋白质,靠离子键或其他较弱的键与膜表面的膜蛋白分子或膜脂分子结合,因此只要改变溶液的离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来,但膜结构并不被破坏。磷脂酶就是其中一例。它也是蛇毒的活性成分。

脂锚定膜蛋白是通过与之共价相连的脂分子(脂肪酸或糖脂)插入膜的脂双分子中,而锚定在细胞质膜上,其水溶性的蛋白质部分位于脂双层外。

内在膜蛋白与膜结合比较紧密,只有用去垢剂处理使膜崩解后才可分离出来。内在膜蛋白占整个膜蛋白的70%~80%,据估计人类基因中,1/4~1/3基因编码的蛋白质为内在膜蛋白。

内在膜蛋白与膜脂结合的方式:

目前所了解的内在膜蛋白均为跨膜蛋白,跨膜蛋白在结构上可分为:胞质外结构域,跨膜结构域和胞质内结构域等3个组成部分。它与膜结合的主要方式有:

1,膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心相互作用,这是内在膜蛋白与膜脂结合的最主要和最基本的结合方式。

2,跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸残基,如精氨酸,赖氨酸等与磷脂分子带负电的极性头部形成离子键,或带负电的氨基酸残基通过Ca2+,Mg2+等阳离子与带负电的磷脂极性头部相互作用。

3,某些膜蛋白通过自身在胞质一侧的半胱氨酸残基共价结合到脂肪酸分子上,后者插入脂双层中进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力。

去垢剂( detergent)是一端亲水,一段疏水的两性小分子,是分离与研究膜蛋白的常用试剂。去垢剂可以插入膜脂,与膜脂或膜蛋白的跨膜结构域等疏水部位结合,形成可溶性的颗粒。去垢剂分为离子型去垢剂和非离子型去垢剂两种类型。常用的离子型去垢剂如十二烷基硫酸钠( SDS)具有带电荷的基团,其分子式如下:

SDS可使细胞膜崩解,与膜蛋白疏水部分结合并使其与膜分离,高浓度的SDS还可以破坏蛋白质中的离子键和氢键等非共价键,甚至改变蛋白质亲水部分的构象。这一特性常用于蛋白质成分分析的SDS凝胶电泳。由于SDS对蛋白质的作用较为剧烈,可引起蛋白质变性,因此在纯化膜蛋白时,特别是为获得有生物活性膜蛋白时,常常采用不带电荷的非离子去垢剂。

常用的非离子去垢剂Triton X-100分子式如下:

非离子去垢剂也可使细胞膜崩解,但对蛋白质的作用比较温和,它不仅用于膜蛋白的分离纯化,也用于除去细胞的膜系统,以便对细胞骨架蛋白和其他蛋白质进行研究。

膜脂的流动性主要指脂分子的侧向运动,它在很大程度上是由脂分子本身的性质决定的,一般来说,脂肪酸链越短,不饱和程度越高,膜脂的流动性越大(猜想植物油和动物油,手动滑稽)

膜蛋白的流动性

膜脂和膜蛋白运动速率的检测

荧光漂白恢复技术( FPR)是研究膜蛋白或膜脂流动性的基本实验技术之一。

膜脂和膜蛋白在生物膜上呈不对称分布,糖蛋白和糖脂的糖基部分均位于细胞质膜的外侧。

为了便于研究个了解细胞质膜以及其他生物膜的不对称性,人们将细胞质的各个膜面命名如下:与细胞外环境接触的膜面称质膜的细胞外表面(extrocytoplasmic surface, ES),这一层脂分子和膜蛋白称细胞膜的外小叶( out leaf),与细胞质基质接触的膜面称质膜的原生质表面(protoplasmic surface, PS)。

膜蛋白的不对称性

细胞质膜相关的膜骨架

细胞质膜特别是膜蛋白常常与膜下结构(主要是细胞骨架系统)相互联系,协同作用,并形成细胞表面的某些特化结构以完成特定的功能。这些特化结构包括膜骨架( membrane associated cytoskeleton),鞭毛和纤毛,微绒毛及细胞的变形足等,分别与细胞形态的维持,细胞运动,细胞的物质交换和信息传递等功能有关。

膜骨架:膜骨架是指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构,它从力学上参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。

红细胞质膜蛋白及膜骨架

SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析血影的蛋白质成分显示:红细胞膜蛋白主要包括血影蛋白或称血膜肽(spectrin),锚蛋白( ankyrin),带3蛋白,带4.1蛋白,带4.2蛋白和肌动蛋白( actin),此外还有一些血型糖蛋白(glycoprotein)。

膜骨架蛋白主要成分包括血影蛋白,肌动蛋白,锚蛋白和带4.1蛋白等。

细胞质膜的基本功能

1,为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境

2,选择性的物质运输

3,提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息跨膜传导

4,为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序地进行

5,介导细胞与细胞,细胞与胞外基质之间的连接

6,质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构

7,膜蛋白的异常与某些遗传病,恶性肿瘤,自身免疫病甚至神经退行性疾病相关,很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。

8. 6,dna点突变常用的检测方法有哪些

基因突变检测方法:
(1)
pcr-sscp法是在非这性聚丙烯酰胺凝胶上,短的单链dna和rna分子依其大街基序列不同而形成不同构象,一个碱基的改变将影响其构象而导致其在凝胶上的移动速度改变。其基本原理为单链dna在中性条件下会形成二级结构,这种二级结构依赖于其碱基组成,即使一个碱基的不同,也会形成不同的二级结构而出刺同的迁移率。由于该法简单快速,因而被广泛用于未知基因突变的检测。
(2)异源双链分析法(ha)
ha法直接在变性凝胶上分离杂交的突变型一野生型dna双链。由于突变和野生型dna形成的异源杂合双链dna在其错配处会形成一突起,在非变性凝胶中电泳时,会产生与相应的同源双dna不同的迁移率。该法与sscp相似,所不同的是sscp分离的是单链dna,ha法分离的是双链dna,也只适合于小片段的分析。
(3)突变体富集pcr法(mutant-enriched
pcr)本法的基本原理是利用ras基因家族某个密码子部位存在已知的限制性内切酶位点,如k-ras基因第12密码子的bstni位点,第13密古巴子有bgⅰⅱ位点。用链续二次的巢式pcr来扩增包括k-ras第12、13密码子的dna片段,在两次扩增反应之间用相应的内切酶消化扩增的dna片段,野生型因被酶切而不能进入第二次pcr扩增,而突变型则能完整进入第二次pcr扩增并得到产物的富集。

9. 植物体细胞无性系突变体筛选的方法有哪些

体细胞无性系变异的表示方法主要有两种:一种是Chaleff(1981)提出的以R0、R1、R2、…分别代表体细胞无性系变异的当代和自交以后的世代;另一种是由Larkin和Scowcroft(1983)提出的以SC1、RC2、RC3、…来分别代表体细胞无性系变异的当代和自交以后的世代.现在,这两种表述方式在体细胞无性系变异研究中均有应用.离体条件下的体细胞无性系变异的筛选有以下一些明显的优点:(1)由于筛选可以在离体条件下进行,从而可以在小空间内对大量个体进行选择.(2)细胞突变体的筛选可以在几个细胞周期内完成,且不受季节限制,因此筛选效率高.(3)因为试验是在人工设计的培养条件下进行的,因此诱变和筛选条件可以根据需要进行调节和控制,从而提高了试验的重复性.(4)由于变异是在单细胞水平上进行的,因此,一个突变体就是来自一个细胞,不会有非突变细胞的干扰,避免了整体植株水平上无性变异常呈现出的嵌合体,因而可以省去变异分离的麻烦.(5)在细胞培养系统中,理化诱变剂可较均匀地接触细胞,因此可以引起培养细胞相对较高频率地发生突变,增加了选择机会.一、体细胞变异诱导材料的选择选择起始材料需根据试验目标确定,一般需考虑以下几方面的问题:其一,目标性状的可行性.体细胞突变的频率虽然较高,但对于某一个体来讲,变异的性状是个别的,因此选择综合性状良好的植物品种材料,通过诱变改变个别不良性状,是体细胞突变系选择的目的.其二,必需充分考虑试验植物的细胞培养技术水平,只有对起始材料有良好的培养技术,才有可能制定完满的诱变及选择方案.如果起始细胞的培养技术不成熟,不能再生整株,则不能进行后续的各项操作.其三,适当的细胞类型亦是提高体细胞突变系筛选效率的重要条件.二、培养细胞的自发变异离体培养的植物细胞会出现较高频率的自发变异,离体培养中体细胞自发突变所产生的变异往往比较稳定,没有人工诱变的后续干扰,有利于分离和选择.育种家们应用自发突变的这些优点,已选育出一些新品种,如美国RNA植物技术公司已从番茄体细胞无性系变异中选育出新品种,台湾的育种家也从甘蔗体细胞无性系再生植株变异中选育出新品种

10. 有哪些方法可以获得突变体

物理因素;指某些射线,如Y射线、X射线、B射线和中子流等;
化学诱变剂: 指某些烷化剂,碱基类似物,抗生素等化学药物。
由重组DNA技术衍生出的插入突变: 它是人为地造成某一待研究基因的突变体

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