基因突变、基因重组和染色体变异列表比较(完整资料)

1、基因突变、基因重组和染色体变异列表比较(完整资料）(可以直接使用，可编辑 优秀版资料，欢迎下载）基因突变、基因重组和染色体变异列表比较项目基因突变基因重组染色体变异适用范围生物种类所有生物（包括病毒)均可发生,具有普遍性自然状态下，只发生在真核生物的有性生殖过程中，细胞核遗传真核生物细胞增殖过程均可发生生殖无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖类 型可分为自然突变和诱发突变，也可分为显性突变和隐性突变自由组合型、交叉互换型染色体结构的改变、染色体数目的变化发生时间有丝分裂间期和减数间期减数前期和减数后期细胞分裂期产生结果产生新的基因(产生了它的等位基因）、新的基因型、新的性状。产生新的基因型，但不可以产生新的基因和新的性状。不产生新的基因，但会引起基因数目或顺序变化。镜检光镜下均无法检出,可根据是否有新性状或新性状组合确定光镜下可检出本质基因的分子结构发生改变,产生了新的基因,改变了基因的“质，出现了新性状,但没有改变基因的“量”。原有基因的重新组合，产生了新的基因型,使性状重新组合，但未改变基因的“质和“量”。染色体结构或数目发生改变，没有产生新的基因，基因的数量可发生改变条件

2、外界条件剧变和内部因素的相互作用不同个体间的杂交，有性生殖过程中的减数分裂和受精作用存在染色体的真核生物特点普遍性、随机性、不定向性、低频率性、多害少利性原有基因的重新组合存在普遍性意义新基因产生的途径，生物变异的根本来源，也是生物进化的原材料是生物产生变异的来源之一,是生物进化的重要因素之一。对生物的进化有一定的意义发生可能性可能性小，突变频率低非常普遍，产生的变异类型多可能性较小应用诱变育种杂交育种单倍体育种、多倍体育种生物多样性产生新的基因，丰富了基因文库产生配子种类多、组合方式多，受精卵多.变异种类多实例果蝇的白眼、镰刀型细胞贫血症等豌豆杂交等无籽西瓜的培育等联系三者均属于可遗传的变异，都为生物的进化提供了原材料；基因突变产生新的基因,为进化提供了最初的原材料,是生物变异的根本来源；基因突变为基因重组提供大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础；基因重组的变异频率高,为进化提供了广泛的选择材料，是形成生物多样性的重要原因之一;基因重组和基因突变均产生新的基因型，可能产生新的表现型。比较TAEN技术与F技术重组锌指核酸酶(zincfinge nucleaes,ZFN）技

3、术与转录激活因子样效应蛋白核酸酶（trnsrtion activaor-ikctonuclease，TALEN）技术是可以对基因组进行定点修饰的基因编辑技术，可精确地定位到基因组的某一位点上并剪断靶标DA片段从而插入新的基因片段,从而对原基因组进行“编辑”。N技术依赖于特异性识别并结合DNA的锌指蛋白和FokI核酸内切酶可剪切结构域组成的融合蛋白，可切割特异A序列并引起NA双链断裂（oublstrand break，DB），DSB激活细胞的DN修复机制,从而定点修饰基因组。TAEN是由转录激活因子样效应物（TALE）代替ZF与I核酸内切割域组成的基因编辑工具。一、结构与原理ZN技术中，锌指结构域通常由3Cys2His2型锌指单元串联而成,他们借助一个n+形成构象,其中螺旋中的1,+3，+6位的三个氨基酸直接与靶DNA的三联碱基相互作用.这三个残基中的任一残基的改变都会影响ZF对目标碱基的识别。根据目的基因设计810个锌指结构域并与FokI结合可构成靶向特定位点的Fs,在FkI切割域的二聚化作用下完成对目的基因的编辑.A蛋白包括三部分：端序列、C端序列、由高度保守的重复单元组成的中心重复

4、区。每个重复单元中除12、1位氨基酸可变外其余几乎相同,1、1位的两个氨基酸被称为重复可变的双氨基酸残基(repeat vrible d-resdue,RDs）。D与A、T、C、G之间有着严格的对应关系，即N；NG-T； HDC；N。构建TALE时，根据靶DNA序列变换VDs并串联重复单元并与FoI切割结构域结合，TLE与靶位点结合，二聚化的k对其进行切割，完成基因编辑操作.二、ZFN、TLEN异同点比较与ZFN相比,TAN的优势是十分明显的。第一,TAEN简化了FN复杂的筛选过程，在简单的分子克隆条件下就可构建出高效的TLEN；第二,TLEN结合DA序列更为严格，打靶效率高于ZFN；第三,TLEN降低了脱靶的可能性，从而降低了对受体细胞的毒性。详细比较如下：。1共同点1. 二者均为人工改造的核酸内切酶，由特异性识别靶DNA的识别域和非特异性剪切dsDNA的切割域，他们配合着行使功能,缺一不可。2. 、L中的FkI是源于黄单胞杆菌的一种限制性核酸内切酶，它只有形成二聚体时才对dsNA具有剪切活性。3. FokI切割DNA后的修复机制相同：在两个靶位点之间剪切DNA，在DS处诱发DA的同

5、源重组修复机制和非同源末端连接修复机制，从而达到定点修饰。22不同点1. 开发时间：最早的出现在年前,而TAN技术才于2007年问世.2. 靶DNA序列的识别：ZF结构域识别的是三联碱基，而TALN结构域识别的是某特定的核苷酸。例如：某蛋白包括两个锌指结构域,可识别六个碱基;而当它包括两个TALN结构域时即两个RVD，仅能识别两个碱基.此外，E的RVD与碱基之间的对应关系与物种、细胞、A序列无关,并且设计简单,成本低,与FN相比活性更高。3. 上下文依赖效应:FN在识别A序列时,重复氨基酸之间会产生相互作用,也就是上下文依赖效应,从而使得识别的特异性发生了改变,影响基因修饰效率.还未见TALEN上下文依赖效应的相关报道。4. 对细胞的毒性效应：锌指酶切割DNA时易产生脱靶现象,对细胞产生了毒副作用。TLEN脱靶情况较少,毒性小。例如：通过点对点地比较二者对人细胞内源基因CCR5的删除效果，发现在效率大体相同的情况下,目前实验数据显示TALE所产生的细胞毒性比ZFN小得多。5. 靶向基因序列长度:与ZN相比，TALEN可以识别更长的靶基因序列。三、存在的问题与展望目前,ZN技术还存在以下

6、困惑:锌指蛋白结构域与DNA结合的特异性、亲和性有待提高；如何让解决ZFN的高效导入、可调控切、瞬时表达问题;FN对细胞的潜在综合作用需进行综合评价，并对引起的潜在免疫反应,尤其是针对于源于细菌的I结构域的客观评价。同样地，TALE技术还存在以下问题:设计识别0个碱基含有1000多个氨基酸的TALEN蛋白，会引起机体的免疫应答,降低了其在细胞中的打靶效率；TALE同样会产生脱靶的现象，可能由于细胞中染色体的状态引起,如LE技术对于异染色质化的基因无效；EN技术的应用主要集中在基因敲除方面，但是否适合大片段基因的插入尚不明确。FN、TAE技术为人们定向改造基因提供了基础，但相关应用还处于初级阶段，但他们在转基因动、植物的研究方面尤其是TAN技术在基因治疗上仍然显示出了巨大的应用价值。2012年Scie 在评述中把TAN称为基因组的“巡航导弹”,还大胆预测ALEN技术将成为所有分子生物学实验室都要掌握的基本实验技能。一、简述基因研究所取得主要成就，及其与基因工程创立与发展的关系。1、基因学说的创立孟德尔提出遗传因子学说到后来的摩尔根染色体理论,揭示了在染色体上基因的线性排列.2、DA是遗传

7、物质从Avery的细菌转化实验到沃森和克里克揭示了A的双螺旋模型及半保留复制机理，表明DA是遗传物质。3、DNA是基因的载体4、基因是细胞中A及蛋白质的“蓝图”。5、随着中心法则的提出和64种密码子的破译，基因碱基顺序与蛋白质氨基酸顺序得到对应。6、随着基因克隆和DNA序列分析技术的发展,人们对基因的分子结构有了进一步的认识。7、随着操纵子模型的提出,人们对基因的表达调控有了进一步的认识。8、随着基因分离与克隆技术的不断改良与发展，基因组文库、DA文库、分子探针、PC等技术不断被人们运用。9、目前，不仅能够分离天然基因,还能结合化学合成等方法，在实验室内进行基因的合成、构建，并进行相应的表达分析。基因工程是在分子生物学和分子遗传学等学科综合发展的基础上诞生的一门新兴学科,它的创立和发展,直接依赖于基因及其分子生物学研究的进步,基因及其研究为基因工程的创立奠定了坚实的理论基础。二、基因工程建立的三大理论基础和技术条件是什么？并简述其在基因工程中的应用.1、三大理论基础：（1）1940年艾弗里（。very)等人通过肺炎球菌的转化试验证明了生物的遗传物质是DNA，而且证明了通过DN可以把一个

8、细菌的性状转移给另一个细菌;(2）150年沃森(J。Waton)和克里克（.Cic）发现了N分子的双螺旋结构及DNA半保留复制机理;(）960年关于遗传信息中心法则的确立。2、三大技术条件:(）限制性内切核酸酶和NA连接酶的发现;（2)基因工程载体；（3)大肠杆菌转化体系的建立。3、应用：通过限制性内切核酸酶和DNA连接酶，可以将切割得到的目的基因与载体连接在一起，经由大肠杆菌转化体系增值复制,为基因工程的后续研究提供基础材料。三、什么是植物基因工程?什么是转基因植物?两者的关系如何?转基因作物对社会和经济发展的意义主要有哪些?1、植物基因工程：用人工的方法，从不同生物中提取外源基因片段及载体NA,经过体外切割、拼接和重组,然后采取某种方法，把重组后的带有外源基因的载体DNA引入植物细胞，并使其在植物细胞内进行复制和表达，以达到预期的改变受体植物细胞遗传特性的目的，此种过程即称为植物基因工程。2、转基因植物：转基因植物是拥有来自其他物种基因的植物。该基因变化过程可以来自不同物种之间的杂交，但今天该名词更多的特指那些在实验室里通过重组DNA技术人工插入其他物种基因以创造出拥有新特性的植物

9、。通过植物基因工程中的重组DNA技术可以获得多种类型的转基因植物。3、利用现代基因工程培育的转基因作物不仅克服了传统育种技术的种种局限性，大大提高了转基因的效率,加快了种质改良进程,而且打破了物种间的遗传壁垒,拓展了新品种研发可选择的特征范围，同时人工设计加工基因的应用则更进一步扩大了可利用的种质资源。转基因作物是人类按自己的主观意愿有目的、有计划、有根据、有预见地进行遗传修饰过的生物体,是现代生命科学发展的结晶，是人类从认识自然到改造自然的跃迁，标志着人类社会已经步入定向驾驭生物遗传改良的新时代。转基因作物将在彻底解决资源匮乏、环境恶化、顽症肆虐、粮食短缺等诸多威胁人类生存的难题上成为关键技术和支柱产业.四、植物基因工程的主要环节有哪些？每个环节的主要任务是什么？、从供体生物分离克隆目标基因(1）目标基因的遗传学研究、分子标记定位，或目标基因编码蛋白的纯化与测序；（2）构建基因组或DN文库；（3）获得目标基因的探针或引物信息；（4）标记探针,筛选文库获得目标基因，或直接通过PCR扩增目标基因;（5）目标基因克隆到质粒载体，转化大肠杆菌,目标基因的测序和分析；（6）目标基因及其编码蛋白的进一步功能验证和分子鉴定。、构建工程载体（1）采用

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