生物定位组_生物定位芯片

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• 1、生物化学中细胞定位是啥意思
• 2、生物学里的定位信号(targeting signal)是什么意思？
• 3、人类可不可以根据DNA实现定位？
• 4、如何把一个基因在染色体上定位
• 5、生物化学中的细胞定位是什么意思

生物化学中细胞定位是啥意思

是亚细胞定位吧，亚细胞定位是指某种蛋白或表达产物在细胞内的具体存在部位。例如在核内、胞质内或者细胞膜上存在。GFP是绿色荧光蛋白，在扫描共聚集显微镜的激光照射下回发出绿色荧光，从而可以精确地定位蛋白质的位置。GFP，实际是给你要研究的物质加上标记，在此相当于报告蛋白的作用。使用GFP必须构建融合蛋白载体，并在转染之后有效表达。这样，若在荧光显微镜下看到细胞内某一部位存在GFP信号，说明和GFP融合的蛋白也存在于该部位，这样就达到了确定某物质亚细胞定位的目的。

生物学里的定位信号(targeting signal)是什么意思？

定位信号是蛋白质上的一段肽链

比如某一蛋白上有线粒体定位信号，就会引导该蛋白定位在线粒体上

人类可不可以根据DNA实现定位？

DNA可以定位人的家族信息，判断家族的历史，但却基本无法用来实时定位人的地理位置。地理定位需要有发往导航系统的信号，人体DNA没有向外发射电子信息的功能。

DNA/RNA的复制性是地球生物繁衍的根本，繁衍就是遗传信息复制且向下一代传递的过程，由于这种特性，可以根据基因的相似程度判断人与人的亲缘关系。目前科学家们可以找到的最早的人类基因信息来自于16万年前的古人类化石，结合那之后发现的化石中的基因证据，绘制出了人类迁徙的图谱。

生物体体内传递信息，是靠细胞表面的电化学反应，由各种神经递质或者其它激素类物质作用于细胞表面的受体激发，电信号在细胞间传递，由于是依赖于人体物质产生，这些信号是没办法脱离人体向远处传播的。虽然电磁不分家，但是人体内的生物电流很微弱，产生的磁场也就比较微弱，并且向外发散，由于空气等因素对电磁信号的削弱，更难定位。

DNA承担的就是翻译蛋白质和复制遗传，不向外传递电信号，生物之间定位更多的是靠化学物质和光信号、声信号，化学物质就是各类信息素的分泌，需要生物有优良的嗅觉，光信号就是生物的视觉系统可以利用光的传播和反射来判断其它生物的位置，声音信号靠的是声音。

利用导航系统定位靠的是电子设备和导航系统之间的联系，拥有相应功能的手机都配备有发射和接收电磁信号的功能，手机在行使定位功能的时候，需要利用软件调动手机内的组件，软件根据卫星数据的数据反馈来定位，显示所在的位置。卫星定位就是根据手机的信息反馈实现，信号内容必须是可控可调节的。

DNA虽然蕴含着丰富的信息，但是人并没有自主控制其活动的能力，它们只是靠着复制性来翻译蛋白质、复制核酸序列，依靠生物组织细胞的基因定向表达实现生物功能，不能可控地向导航系统发射信号，而人类设备也还没有远距离捕捉人体释放的电磁信号的能力，靠DNA定位目前无法实现。

如何把一个基因在染色体上定位

位置测定

根据重组频率的基因定位 同一染色体上两个基因之间的距离愈远，则发生交换的机会愈多，杂交子代中重组体也就愈多。所以测定杂交子代中重组体的多少，就可以知道有关的基因的距离，这是最基本的基因定位方法。A.H.斯特蒂文特把杂交子代中出现 1%重组体的两个基因之间的距离定为一个图距单位，后来又有人称之为一个分摩，用来纪念首先提出交换概念的T.H.摩尔根。同一原理也适用于单倍体微生物的基因定位。

三点测验法

在包括两基因定位对基因的杂交中，一次杂交可以测定两个基因之间的距离，通过三次杂交便可以测定三个基因的排列顺序和距离。但是在包括三对基因的一次杂交中，便可以测定三个基因的排列顺序和距离，这就是1913年由斯特蒂文特首创的三点测验方法。例如黑腹果蝇的X染色体上有黄体基因(yellow body,y;野生型灰体，y)、白眼基因(white eye,w;野生型红眼，w)和短翅基因(miniature wing,m;野生型长翅，m)。将黄体、白眼、短翅雌蝇和野生型雄蝇 (ywm 即+++)杂交，将得到的雌性杂合体 再和雄性子代ywm杂交，得到子二代个体(表3)。

从表中的数值求得:

基因y和w之间的重组频率=1.3%

基因w和表3m之间的重组频率=32.8%

基因y和m之间的重组频率

因此这三个基因在染色体上的相对位置如图2。三点测验或者包括更多的基因的杂交还可以用来研究交叉干涉、染色单体干涉等现象。

着丝粒距离法

一个基因与它所属染色体的着丝粒之间的距离称为着丝粒距离。在不同的生物中，可用不同的方法测定着丝粒距离。在粗糙脉孢菌中，着丝粒和基因之间的距离可以根据子囊中子囊孢子的排列顺序来测定，这是1932年美国微生物遗传学家CC.林德格伦所首创的方法。在同一染色体上两个基因的着丝粒距离都被测定后，这两个基因之间的距离就可以断定为两者之和或者两者之差。

子囊的排列方式有 6种，AAaa和aaAA这两种称为第一次分裂分离，AaAa、aAaA、AaaA、aAAa这四种称为第二次分裂分离。前者基因A(a)和着丝粒之间没有发生交换，后者A(a)和着丝粒之间发生了交换。

所以某一基因和着丝粒之间基因定位交换频率愈高，第二次分裂分离子囊愈多。由于每次交换导致半数染色单体成为重组类型，所以

在高等植物如小麦和棉花中，可以利用衍生的端着丝粒染色体进行着丝粒距离测定。例如某一雄性亲本除了有一个正常的具中央着丝粒的染色体以外，还有一个由它的同源染色体衍生来的端着丝粒染色体。如果在正常染色体上有一个待测着丝粒距离的隐性基因，在端着丝粒染色体上有野生型的等位基因，带有端着丝粒染色体的花粉缺少一条染色体臂，使它不能顺利受精，因此大部分受精的配子都带有隐性基因，即带有正常的染色体。只有待测基因和端着丝粒染色体基因之间发生了一次交换，才能得到具有显性野生型基因的配子。因此由这样的雄性亲本和纯合隐性的雌性亲本杂交子代中出现的野生型个体数便可推知交换发生的频率，从而求得隐性基因的着丝粒距离。

体细胞交换法

三点测验和着丝粒距离法中所测定的都是发生在减数分裂中的染色体交换。1936年美国遗传学家C.斯特恩在果蝇中发现体细胞在有丝分裂过程中也可以基因定位发生染色体交换(见连锁和交换)。

50年代中G.蓬泰科尔沃等在研究构窠曲霉时发展起来一种利用体细胞交换的系统的基因定位方法。在进行有丝分裂的杂合二倍体细胞中，体细胞交换会导致在子代体细胞中出现隐性基因的纯合体，这一过程称为纯合化。

如果某一个二倍体细胞的某一染色体臂上有若干个基因都呈杂合状态，那么就可根据子代体细胞各个基因纯合化的频率推知它们的相对位置。交换只使比交换位置更远离着丝粒的隐性基因纯合化，所以某个基因纯合化的频率愈高，它离着丝粒的距离就愈远(图3)。 由于体细胞交换频率远远低于减数分裂过程中的交换频率，所以这一方法一般只用于不进行有性生殖的生物如某些真菌等的基因定位。这一方法也曾在衣藻中用来进行叶绿体基因的定位。

根据所测基因在某一已知染色体区段中是否存在的 基因定位 如果染色体的某一区段的位置是已知的，而且测得某一基因的位置在这一区段中，那么这一基因的位置也就被测定了。

缺失定位法

一个细胞中的两个同源染色体中的一个上有一个突变基因，另一染色体上有一小段已知范围的缺失，如果这一突变基因的位置在缺失范围内，便不可能通过重组而得到野生型重组体;如果突变基因不在缺失范围内，那么就可以得到野生型重组体。利用一系列已知缺失位置和范围的缺失突变型，便能测定突变型基因的位置。

标记获救法

这是一种结合物理图谱制作和遗传学分析的基因定位方法，它适用于病毒等基因组较小的生物。以大肠杆菌噬菌体ΦX174为例，把野生型噬菌体的双链复制型DNA分子用限制性内切酶HindⅡ切为13个片段，把每种片段和突变型 amg的DNA单链在使DNA分子变性并复性的条件下混合保温，然后用各个样品分别转化受体细菌。如果在某一样品处理后的受体细菌中出现了大量的野生型噬菌体，于是就说明这一样品中的HindⅡ片段包含着amg的相应的野生型基因，由于13个HindⅡ片段的位置在物理图谱中全部都是已知的，因此便可以推知amg基因在染色体上的相应位置。用这一方法在ΦX174的环状的染色体图上已经测定了至少19个基因的位置。

根据并发事件的基因定位 位置邻近的基因表现某些相关的行为，所以从这些行为可以推测基因的连锁关系。

共转导法

每一种转导噬菌体有一定的大小，只能携带一定长度的供体细菌的 DNA。例如大肠杆菌噬菌体PI的头部中只能包装大约分子量为5.8×10的DNA,大肠杆菌的染色体DNA的分子量是2.5×10,所以PI所能包装的 DNA至多相当于大肠杆菌的遗传学图上相距两分钟这样一段DNA分子。如果两个基因能同时被转导，这两个基因之间的距离必然较近，而且距离愈近则共转导频率愈高，因此可以由共转导的频率来推算基因间的距离。其中 d是以分钟计算的供体大肠杆菌两个基因之间的距离，L是以分钟计算的转导DNA的长度，取为两分钟。大肠杆菌遗传学图的大部分位置上的基因都曾用共转导方法定位，这样得来的遗传学图比用中断杂交方法或重组方法测得的图更为精确(见细菌接合)。

共缺失法

缺失带来和基因突变相同的表型。由一次缺失所造成的突变只涉及相邻接的基因，因此可以从缺失所带来的基因突变的分析来测定一些基因的相对位置，这一方法被广泛应用于酵母菌的线粒体基因的定位(见染色体外遗传)。

根据基因行为的定位 基因的某些行为可以反映它们的位置。在细菌接合过程中"雄性"细菌的染色体基因按先后顺序转移到"雌性"细菌中。一些基因组较小的病毒，整个基因组往往作为一个单位转录。因此接合过程中基因转移的先后、转录过程中转录的先后或DNA复制的先后都可以在某些特殊的生物中用来作为基因定位的手段。

转录定位法

许多 RNA病毒的整个基因组往往作为一个单位转录。随着转录的进行，由基因组上各个基因所编码的蛋白质也依序在寄主细胞中出现。当寄主细胞被紫外线照射使本身的蛋白质合成受到抑制时，病毒蛋白的出现更为明显。紫外线照射也起着抑制病毒基因组的转录的作用。紫外线在 RNA分子的某一部位造成损伤后，损伤的部位和它后面的基因的转录都将受到影响，损伤部位以前的基因的转录则不受影响。因为转录沿负链RNA的3′端向5′端进行，所以愈是接近3′端的基因的转录和由它编码的蛋白质在寄主细胞中的合成受到紫外线损伤的影响愈小，而愈是接近 5′端的基因和相应的蛋白质的合成愈容易为紫外线照射所抑制。因此只要先用相同剂量的紫外线照射待测病毒，然后再测出寄主细胞中该病毒编码的各种蛋白质的产量，便可以推知该病毒各个基因的位置。

生物化学中的细胞定位是什么意思

是亚细胞定位吧，亚细胞定位是指某种蛋白或表达产物在细胞内的具体存在部位。例如在核内、胞质内或者细胞膜上存在。GFP是绿色荧光蛋白，在扫描共聚集显微镜的激光照射下回发出绿色荧光，从而可以精确地定位蛋白质的位置。GFP，实际是给你要研究的物质加上标记，在此相当于报告蛋白的作用。使用GFP必须构建融合蛋白载体，并在转染之后有效表达。这样，若在荧光显微镜下看到细胞内某一部位存在GFP信号，说明和GFP融合的蛋白也存在于该部位，这样就达到了确定某物质亚细胞定位的目的。

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