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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流海洋基因工程复习题.精品文档.基因工程：通过基因操作来定向改变或修饰生物体或人类自身，并具有明确应用目的的活动称为基因工程。广义基因工程：DNA重组技术的产业化开发与应用。上游技术：外源基因重组、克隆和表达方式的设计与构建。基因操作：对基因进行分离、分析、改造、转移、重组、表达和检测等操作总称。内含子：存在于真核生物基因中无编码意义而被切除的序列。外显子：能够翻译成蛋白质的任一间断的基因片段。粘性末端：识别位点为回文对称结构的序列劲限制酶切割后产生的互补末端。平末端：在回文对称轴上同时切割DNA的两条链所得平整的切口。Taq DNA聚合酶：一
2、种耐热的DNA聚合酶，发现于水生栖热菌内，顾称之Taq DNA聚合酶。质粒：独立于染色体之外的、能自主复制的双链环状脱氧核糖核酸物质。质粒的不相容性：两个质粒在同一宿主中不能工程的现象。转化：借助于人工方法有目的的将异源DNA分子引入另一细胞品系使受体细胞获得新遗传性状的一种手段。克隆载体：用于扩增或保存DNA片段的载体。细菌的溶源化：柯斯质粒载体：人工构建的含有噬菌体DNA的cos序列和质粒复制子的特殊类型的质粒载体。插入型载体：通过特定的酶切位点允许外源DNA片段插入的载体。置换型载体：允许外源DNA片段替换非必须DNA片段的载体。人工染色体载体：基于ARS、CEN、TEL是线性染色体保持
3、稳定的功能序列，人们利用这些序列构建载体，重组后的DNA可以线性状态存在，既稳定又提高了插入外源基因的能力且可像天然染色体一样在寄主细胞中稳定复制和遗传。包涵体：外源基因的表达产物在大肠杆菌中积累并致密地集中在一起形成无膜的裸露结构。穿梭载体：能够在两种或多种宿主之间进行复制或表达的载体。整合载体：承担着将某个基因或某些基因插入到染色体中的工作的载体。分子杂交：具有互补序列的两条核酸单链按碱基配对原则形成双链的过程。DNA复性：指变性DNA两条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象。Northern印迹杂交：通过RNA/DNA杂交检测RNA的方法。Western杂交印迹法：将电泳分离的非标
4、记蛋白质转移到固相载体上，用特异的抗血清对蛋白质进行鉴定及定量的方法。Ct值：PCR扩增过程中扩增产物的荧光信号达到设定的阈值时所经过的扩增循环次数。基因组文库：是指将某生物的全部基因组DNA切割成一定长度的DNA片段克隆到某种载体上而形成的集合。cDNA：指某生物某一发育时期所转录的mRNA全部经反转录形成的cDNA片段与某种载体连接而形成的克隆的集合。基因组学：对物种的所有基因进行定位、作图、测序和功能分析以获得生物体全部的基因组序列。序列标签位点STS：STS是一段已知核苷酸序列的DNA片段，是基因组中任何单拷贝的短DNA序列，长度在100500bp之间，易于识别，仅存在于待研究的染色体
5、或基因组中。表达序列标签(EST)：EST是一个cDNA克隆快速大规模测序后所获得的端和端部分cDNA随机片段，每个EST长度约200600bp,代表了一个单拷贝基因的部分cDNA表达序列。基因组工程：以基因组为基础对物种进行大范围修饰和改造，用以产生新的生命力、改造物种和实现人类其他目的的工程。脂质体：一种人造的脂质小泡，外部是脂双层，内部是水腔。诱导型启动子Plac：在某些特定的物理或化学信号刺激下，可大幅度提高基因的转录水平的启动子。藻类基因工程：以海藻为研究对象将某种生物基因通过基因载体或其他手段运送到海藻活细胞中，并使之增殖(克隆)和行使正常功能(表达)，从而创造出藻类新品种的遗传学
6、技术。宏基因组：泛指某一自然环境中全部微生物的基因组群。基因漂流：转基因作物中含有从不相关的物种转入的外源基因，这些外源基因有可能通过花粉风扬或虫媒传授等途径扩散到其他物种。基因操作的主要内容有哪些？基因操作是对基因进行分离、分析、改造、转移、重组、表达和检测等操作的总称。基因操作是指将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体内,使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA体外操作程序，也称为分子克隆技术。因此，供体、受体、载体是基因操作的三大基本元件。基因操作的目的是力争外源基因的高效表达，可从哪几方面实现该目的？1、利用载体DNA在受体细胞中独立于
7、染色体DNA而自主复制的特性与载体分子重组，通过载体分子的扩增提高外源基因在受体细胞中的含量，借此提高宏观表达水平。2、筛选、修饰重组基因表达的转录调控元件：启动子、增强子、转录调控序列、操作子、终止子。3、修饰和构建蛋白质生物合成的翻译调控元件：翻译调控序列、密码子。4、外源基因在工程菌中的稳定生产及增殖。限制酶识别的序列特征是什么？1.限制酶识别序列的长度限制酶识别序列的长度一般为4-8 bp，最常见的为6个bp。当识别序列为4个和6个碱基时，它们可识别的序列在完全随机的情况下，平均每256个和4096个碱基中会出现一个识别位点。2.限制酶识别序列的结构：限制酶识别的序列大多数为回文对称结
8、构，切割位点在DNA 两条链相对称的位置。原核细胞DNA聚合酶的种类及主要功能。原核细胞有3种DNA聚合酶，都与DNA链的延长有关。聚合酶是单链多肽，可催化单链或双链DNA的延长；聚合酶则与低分子DNA链的延长有关；聚合酶在细胞中存在的数目不多，是促进DNA 链延长的主要酶。一个理想的载体应具备哪些条件？具备：1.能在宿主细胞中存在并繁殖，有功能良好的复制子和启动子，使插入基因复制和表达；2.具有多个限制性内切酶的切点，且切点是单一的；3.具有容易检测的筛选标记用于后期筛选；4.载体DNA的分子量适当，可容纳较大的外源DNA片段，又可在受体细胞内扩增较多的拷贝；5.胞内稳定性高，使重组体可以稳
9、定传代而不易丢失。选择标记与筛选标记各指什么？选择标记用于鉴别载体的存在，将成功转化了载体的细菌菌落挑选出来。筛选标记用于从含有载体的细菌菌落中进一步挑选携带外源DNA的重组载体。筛选标记主要用来区别重组质粒与非重组质粒，当一个外源DNA 片段插入到一个质粒载体上时，可通过该标记来筛选插入了外源片段的质粒，即重组质粒。-互补（-complementation）原理以及在载体构建中的应用。大肠杆菌的lac乳糖操纵子中的lacZ 基因编码-半乳糖苷酶，如果lacZ 基因发生突变，则不能合成有活性的-半乳糖苷酶。缺失了编码-半乳糖苷酶的lacZ 基因，无酶学活性；对于只编码N-端氨基酸的lacZ 基
10、因（称为lacZ），其产物也没有酶学活性。但这两个无酶学活性的产物混合在一起时，可恢复-半乳糖苷酶的活性，实现基因内-互补。-互补是基于在两个不同的缺陷-半乳糖苷酶之间可实现功能互补而建立的。X-gal也是-半乳糖苷酶的一种底物，经降解后可生成溴氯吲哚，使大肠杆菌菌落呈蓝色。当无-半乳糖苷酶时，X-gal不被分解，菌落呈白色。当外源基因插入到LacZ基因内部，则LacZ基因受到破坏，便不能再和缺陷型受体菌中生成有活性的-半乳糖苷酶，因此，菌落呈白色。反之，非重组体为蓝色菌落。这种颜色标志的变化就很容易区分和挑选含有和不含有插入序列或基因的转化菌落，称为“蓝白斑筛选法”。大肠杆菌表达载体的基本表
11、达元件有哪些？1.启动子：是一段能被宿主RNA聚合酶特异性识别和结合并指导目的基因转录的DNA序列，是基因表达调控的重要元件。要求是：应为强启动子；最好是诱导性的，如热诱导或化学诱导。2.转录终止子：一段终止RNA聚合酶转录的DNA序列。使转录终止，增强mRNA的稳定性，提高蛋白质产物的表达水平。3.核糖体结合位点：是指基因转录起始位点下游的一段DNA序列，即Shine-Dalgarno序列（简称SD序列）。4.筛选标记基因：微生物表型选择标记显性标记营养缺陷型标记在基因克隆中采用的质粒载体的选择标记，包括有新陈代谢特性、对大肠杆菌素E1的免疫性，以及抗菌素抗性等多种5. 翻译起始密码子：起始
12、密码子是翻译的起始位点，通常为AUG（ATG），编码甲硫氨酸（MET），是首选的起始密码子。也有极少数生物利用其它密码子作为翻译的起始位点，如GUG、UUG等。翻译终止密码子：翻译终止密码子与核糖体相遇时，能使核糖体从mRNA模板上脱落下来，终止蛋白质的翻译过程。影响线状双链DNA分子的电泳迁移距离的因素。1.分子量的大小: 迁移距离与分子量的常用对数成反比2. 凝胶浓度: 浓度越高，移动距离越短，适合分离低分子量DNA；浓度越低，移动距离越长，适合分离高分子量DNA；3.电压: 低电压时，迁移率与电压成正比；电压增高时，不同大小DNA片段迁移率增大是不同的。4.碱基组成与温度: 不受影响,温
13、度高可导致DNA带变形或解链。影响染色体DNA电泳的主要因素。1.DNA的分子大小及构型: 不同构型DNA的移动速度次序为：共价闭环DNA直线DNA开环的双链环状DNA。2.琼脂糖浓度： DNA电泳迁移率的对数与凝胶浓度成线性关系。3.DNA分子的构象4.嵌入染料的存在 5.电源电压：电压增加，琼脂糖凝胶的有效分离范围将缩小。电场强度不宜高于5V/cm。6.离子强度影响：电泳缓冲液的组成及其离子强度影响DNA的电泳迁移率。在没有离子存在时,电导率最小,DNA几乎不移动。什么是生物芯片？生物芯片有哪些类型？生物芯片有何特点？1.生物芯片指一切采用生物技术制备或应用于生物技术的微处理器。2.按载体
14、材料分类：玻璃芯片、硅芯片、陶瓷芯片；按点样方式分类：原位合成芯片、微阵列芯片、电定位芯片；按芯片固定的生物分子类型分类：基因芯片、蛋白质芯片和芯片实验室；按芯片的使用功能分类:测序芯片、表达谱芯片、基因差异表达分析芯片。3.生物芯片主要特点是高通量、微型化和自动化。生物芯片的分类PCR的基本原理。类似于DNA的体内复制。首先待扩增DNA模板加热变性解链，随之将反应混合物冷却至某一温度，这一温度可使引物与它的靶序列发生退火，再将温度升高使退火引物在DNA聚合酶作用下得以延伸。这种热变性-复性-延伸的过程就是一个PCR循环，PCR就是在合适条件下的这种循环的不断重复。PCR反应体系有哪些成分？标
15、准的PCR反应体系：10扩增缓冲液10ul；4种dNTP混合物各200umol/L；引物各10100pmol ；模板DNA0.12ug；TaqDNA聚合酶2.5u；Mg2+1.5mmol/；加双或三蒸水至100ul。大规模DNA测序中的随机测序策略指的是什么？随机测序战略又称鸟枪法策略，此策略是在一定作图信息基础上，绕过大片段连续克隆系的构建而直接将基因组分解成小片段随机测序，利用超级计算机进行组装。即将人类基因组DNA用机械方法随机切割成2Kb左右的小片段，把这些DNA片段装入适当载体，建立亚克隆文库，从中随机挑取克隆片段测序，最后根据测序片段的重叠区域组装大片段DNA序列。什么是易错PCR
16、法(Error-prone PCR)？易错PCR是在采用DNA聚合酶进行目的基因扩增时，通过调整反应条件，来改变扩增过程中的突变频率，从而以一定的频率向目的基因中随机引入突变，获得蛋白质分子的随机突变体。其关键在于对合适突变频率的选择，突变频率太高会导致绝大多数突变为有害突变，无法筛选到有益突变;突变频率太低则会导致文库中全是野生型群体。理想的碱基置换率和易错的最佳条件主要依赖于突变的DNA片段的长度。DNA诱变技术中的定点突变有哪些类型？1.寡核苷酸介导的基因突变指用含有突变碱基的寡聚核苷酸片断作为引物，在聚合酶的作用下启动DNA分子进行复制；2.盒式突变是利用一段人工合成的含基因突变序列的
17、寡核苷酸片段，取代野生型基因中的相应序列；3PCR介导的基因突变基因文库的质量标准有哪些？1.重组克隆的总数不宜过大，以减轻筛选工作的压力；2.载体的装载量最好大于基因的长度，避免基因被分隔克隆；3.克隆与克隆之间必须存在足够长度的重叠区域；4.克隆片段易于从载体分子上完整卸下；5.重组克隆能稳定保存、扩增、筛选。cDNA文库有哪些主要特点？1.基因特异性：常来自结构基因，因此仅代表某种生物的一小部分遗传信息，且只代表那些正在表达的基因的遗传信息2.器官特异性：不同器官或组织的功能不一样，因而有的结构基因的表达就具有器官特异性，故由不同器官提取的mRNA所组建的cDNA文库也就不同；3.代谢或
18、发育特异性处于不同代谢阶段（或发育阶段）的结构基因表达亦不相同；4.不均匀性：在同一个cDNA文库中，不同类型的cDNA分子的数目是很不相同的，尽管它们都是由单拷贝基因转录而来的。这与基因组文库中的单拷贝基因均具有相同的克隆数相较，这是两种文库的另一差别。5. 各cDNA均可获得表达从文库中筛选目的基因的主要方法。1.表型筛选法2.核酸杂交法3.免疫学检测法4.酵母双杂交法DNA分子标记的优点？主要有哪些标记方法？优点：1.不受时间和环境的限制2.遍布整个基因组，数量无限3.不影响性状表达4.自然存在的变异丰富，多态性好5.共显性，能鉴别纯合体和杂合体方法：1.限制性片段长度多态性标记：如有两
19、个DNA分子（一对染色体），一个具有某一种酶的酶切位点，而另一个没有这个位点，酶切后形成的DNA片段长度就有差异，即多态性。2微卫星标记原生质体介导法的概念及主要种类。概念：以原生质体为受体，借助于特定的化学或物理手段将外源直接导入植物细胞的方法。主要方法:1.PEG介导的基因转化2.脂质体（liposome)介导的基因转化3.电激法4.激光导入法5.显微注射法什么是报告基因？植物基因工程常用的报告基因有哪些？报告基因是指其编码产物能够被快速测定、常用于判断外源基因是否成功地导入体细胞，是否启动表达的一类特殊用途的基因。它应用不依赖于外界选择压力的存在，这一点也是它与选择基因的区别之处。报告基
20、因： -葡萄糖苷酸酶基因（gus），氯霉素乙酰转移酶基因（cat），绿色荧光蛋白基因(gfp)转基因植物的鉴定方法有哪些 遗传鉴定2表达鉴定：利用报告基因、Northern 杂交、Western 杂交3表型分析鉴定简述转基因动物的操作技术流程。1.获取外源目的基因2.含有外源目的基因的重组载体导入生殖细胞或胚胎干细胞3.选择携带目的基因的细胞，选择体外培养系统和宿主动物4.转基因胚胎的发育及鉴定5.筛选所得的转基因动物转基因动物研究中经常出现的问题是什么？1、制作转基因动物效率低2、基因在宿主基因组中的行为难以控制3、转基因表达水平低酵母表达系统的优缺点。优点：1.酵母培养条件普通生长繁殖迅速
21、，耐受高流体静压，用于表达基因工程产品时，可以大规模生产降低生产成本2.酵母表达外源基因具有一定的翻译后加工能力，收获的外源蛋白质具有一定程度上的折叠加工和糖基化修饰，性质较原核表达的蛋白质更加稳定，特别适合于表达真核生物基因和制备有功能的表达蛋白质。3.某些酵母表达系统具有外分泌信号序列，能够将所表达的外源蛋白质分泌到细胞外，顾易纯化。缺点：应用酵母表达系统表达外源基因会出现蛋白质产物不均一、信号肽加工不完全、内部降解、多聚体形成等情况，造成表达蛋白质在结构上的不一致。另外，还时常遇到表达产物的过度糖基化情况。简述在酵母表达载体中高效表达外源基因的策略。1.适当增加目的基因整合到酵母染色体上
22、的拷贝数(即基因剂量)是有效提高外源基因表达量的基本策略。这是因为重组蛋白质的表达量与外源基因整合到酵母染色体上的拷贝数直接相关；2.控制外源基因中的AT含量直接影响酵母的整合表达；3.选择最为合适的信号肽：酵母表达外源蛋白质可以是胞内的，也可以是分泌到胞外的，分泌到胞外对外源蛋白质本身而言更稳定，产量也较胞内形式更高，因此人们多选择分泌型的表达菌株，但是信号肽具有选择性，所以选择合适的信号肽对于提高某种重组蛋白质的表达量是非常重要的。4.其他策略：外源基因在酵母菌表达的影响因素还有很多，如整合位点、mRNA 5和3非翻译区(UTR)、宿主菌的Mut表型、蛋白酶、表达蛋白质自身的特点、培养基及
23、培养的环境条件等，有效控制各种影响表达的因素，对于外源基因的高效表达都是必不可少的。细菌基因工程表达系统的主要组成部分3部分: 外源基因、表达载体和宿主细菌。要使克隆的外源基因在宿主细胞中高效表达,首先需要构建专门的表达载体,用来控制转录,翻译,蛋白质稳定性以及克隆基因产物的分泌等。外源基因的表达水平不仅与基因的来源,基因的性质以及载体有关,还取决于宿主细胞。大肠杆菌表达外源基因的优缺点 优点1.细菌是单细胞结构简单的原核微生物；2.细菌的物种和代谢类型多种多样，对环境因子敏感，易于获得各类突变株；3.优良的工业性能：繁殖迅速、培养简单、操作方便、遗传稳定4.大肠杆菌全基因组序列已全部测序，基
24、因克隆表达系统成熟、完善；缺点1.缺乏对真核生物蛋白质的复性功能；2.缺乏对真核生物蛋白质的修饰加工系统；3.胞内缺乏高效的表达产物折叠机制；4.细胞周质内含有种类繁多的内毒素。大肠杆菌诱导型表达系统的特点?只有在诱导剂存在的条件下才能表达目的产物；使生长相与表达相分开，避免表达与生长争营养和对菌体的毒害；可减少菌体蛋白酶对目标产物的降解；特别适合解决有毒蛋白的表达；启动子是组成型的，但是启动子所依赖的转录酶是诱导表达的，也属于诱导表达系统。外源基因导入鱼类的方法有哪些？1显微注射法：显微注射法是目前最常用的方法，导入外源基因的成功率也比较高。主要包括两种方式：(1)卵母细胞的细胞核注射；(2
25、)受精卵的细胞质注射；2.电脉冲法；3.精子载体导入法：利用精子作为转基因载体，借助受精作用把外源基因导入受精卵，整合到受精卵的基因组中，是构建转基因动物的一种新的尝试；4.染色体片段显微注入法：这是一种超大型外源DNA 转移获得转移染色体鱼的方法。就是从染色体上显微切割特定的染色体片段，然后注入鱼类受精卵中；5.胚胎干细胞介导法6.其它方法：基因枪法、逆转录病毒感染法、磷酸钙共沉淀法、脂质体融合法、DEAE一葡聚糖法、激光处理法藻类基因工程常用的遗传转化方法有哪些？1.接合转移接合转移是指利用广谱宿主接合质粒，使DNA通过细胞接触从一种细菌转移到蓝藻。这个系统需先构建含有目的基因、大肠杆菌、
26、蓝藻质粒复制起点及转移起点、选择标记的杂交质粒，转化含有辅助质粒的E.coli菌株，再通过接合引入一个具有编码接合装置的基因，使3种质粒由于无法复制或整合而逐渐丢失；杂交质粒或以自主复制形式存在，或与蓝藻染色体发生同源重组而稳定存在。2.天然转化与诱导转化：天然转化是指蓝藻在指数生长期不经过处理直接吸纳外源DNA；诱导转化是指通过人工诱导感受态进行遗传转化，如Ca2+可有效诱导集胞藻感受态的形成。3.电击法：电击法是将宿主细胞置于高强度电场中，通过电场脉冲在细胞膜上形成瞬间可逆性孔洞，为外源物质提供了通道。4.玻璃珠法：细胞在含DNA、玻璃珠和聚乙二醇的溶液中涡旋，可使DNA渗透进入细胞。5.
27、其它方法：基因枪法；聚乙二醇法；人工转座子法；显微注射法；病毒介导转化法宏基因组的技术原理。宏基因组克隆表达技术利用BAC 或其它大片段DNA(35160kb DNA 片段) 的克隆载体如粘粒和Fosmid 等,从环境样品如海洋底泥中未知生物群体中分离DNA ,建构大片段DNA 文库,进而一方面通过16S rDNA 测序鉴定,了解该未知生物群体中生物多样性,另一方面通过异源表达,了解文库中未知生物群体功能基因的表达产物。什么情况下最容易发生“基因污染”现象？基因污染可能在以下情况发生：1附近生长的野生相关植物被转基因作物授粉；2邻近农田的非转基因作物被转基因作物授粉；3转基因作物在自然条件下存
28、活并发育成为野生的、杂草化的转基因植物；4土壤微生物或动物肠道微生物吸收转基因作物后获得外源基因。转基因产品管理的一般原则有哪些？遵循以下基本原则：1.加强转基因产品的安全性研究2.建立完善的检测体系与质量审批制度3.不断完善相关法规4.加强宏观调控5.加强对公众的宣传和教育6.为公众提供良好的咨询服务7.规范转基因产品市场转基因产品有哪些潜在的风险？1. 转基因植物释放引发“超级杂草”：目前转入植物的基因以抗除草剂的为多，其次以抗虫和抗病毒，然后是抗逆性基因。如果这些基因逐渐在野生种群中定居后，就具有选择优势的潜在可能，成为难以控制的“超级杂草”。2. 转基因植物中35S启动子的生物安全性：
29、最常用的启动子是花椰菜花叶病毒35S启动子，该启动子能够在植物组织中高水平表达。因此已经被引入许多转基因植物中。3. 抗生素抗性标记基因的生物安全性抗生素抗性标记基因是否导致的在环境中的传播。目前，转基因作物都使用细菌编码的抗生素抗性基因作为选择性标记。在过去的几年里，越来越多的报道指出:细菌可以获得对多种抗生素的抗性。这导致人们开始怀疑：转基因植物中的抗性基因是否会转移到细菌中。抗性标记基因是否会通过食物在肠道中水平转移至体内微生物，从而影响抗生素治疗的有效性。抗性标记基因产物是否使人体产生抗药性（食品安全性）。4. 转基因食品的安全性1993年美国Caigene公司的转基因延熟番茄经FDA
30、批准上市，成为第一例通过安全评价的转基因植物食品。目前认为转基因食品对人类的可能危害主要有3大类：（1）可能含有已知或未知的毒素，对人体产生毒害作用。（2）可能含有已知或未知的过敏源，引起人体的过敏反应。（3）食品某些营养成分或营养质量可能产生变化，使人体出现某种病症。如何构建海洋鱼类基因文库海洋鱼类具有典型的真核生物基因结构特点。海洋鱼类基因组DNA总长约1.5*108kb，单个基因的大小平均为1-5kb。通常认为有待分离的目的基因DNA片段在一个基因组DNA文库中存在的几率达到99%，就足以保证能在所建的基因文库中筛选到该目的基因。从海洋鱼类中提取基因组DNA，一般选成熟的精巢为宜，因为精
31、巢中含有大量精细胞，染色体比例高，易提取，产率高。经过细胞破碎、酶解和有机溶剂抽取等步骤之后，即可进行建库DNA片段的制备和纯化。通常是使用琼脂糖凝胶电泳或蔗糖密度梯度离心来分离酶解产物，获得高浓度的大小合适的DNA片段。建库用的载体有噬菌体、质粒和Cosmid。它们所装载的DNA片段大小不同，其中常用的是噬菌体，它可以装载长达25kb的DNA片段，在构建海水鱼类基因组DNA文库时，选择这种载体较为合适。当带有建库DNA片段的噬菌体感染大肠杆菌时，重组的DNA便进入宿主细胞并进行DNA复制和蛋白质合成，使噬菌体颗粒大量繁殖，由此构成了海水鱼类的基因组DNA文库，在这个基因文库的重组DNA群体中
32、包含了该种海水鱼的全部基因。34.什么是鱼类的抗冻蛋白基因？抗冻蛋白基因 在极地和亚极地严寒海域，海水温度最低可达-1.8，由于大多数海水鱼类的血清在-0.6 即冻结，因此无法再这些海域中生存，但仍有一些海水鱼类可以生存在这些严寒海域中。研究人员发现在北极海水鱼的血清中存在一种能溶于三氯乙酸的生物大分子，它们起着降低血清凝固点的作用。此后，从南极海水鱼的血清中分离和分析了这种生物大分子，发现它们是一类有特殊化学结构的糖蛋白，称为抗冻糖蛋白（AFGP）。从两种南极鱼中分离的AFGP分子结构相同，都含有8个多肽。 (上世纪80年代，加拿大的研究组发现了另一类抗冻蛋白。他们从产自北大西洋沿岸海域的美
33、洲大绵鳚（Macrozvarrcesamericanus）、冬鲽（Pleuronectesamericanus）和杜父鱼（Hemitripterusamericanus）中分离出3种类型的抗冻蛋白（AFP）。当AFP增至一定浓度，可以完全抑制冰晶的形成，因此即使在低于-1.7的低温条件下，含有一定浓度AFP的血清也不会冻结，这可能是极地和北大西洋海域的海水鱼能够在严寒海水中生存的原因。美洲大绵鳚AFP的分子量范围在6000-7000D。目前从其基因组DNA文库中筛选出该基因DNA片段大小约为0.7kb，包括2个外显子和1个内含子，编码大约70个氨基酸，这是型AFP的基因序列。此外，型和型AFP基因的序列也都被分离和克隆，并进行了DNA序列和结构的分析。用这几种抗冻蛋白基因构建的各种表达重组体已经成功地应用于转抗冻蛋白基因鱼类的研究和基因工程菌表达生产抗冻蛋白的应用研究。)