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第10章 疯狂学习(第2页)

杨铁人除了查看电脑中的数据,当然也对基因组提供的数据进行了适当的核对。

在这个过程中,他需要对基因数据的采集方式和基因编辑技术有相当深入的了解。

据他所知,基因编辑技术是一种利用人工核酸酶对基因组dNA序列进行改造的遗传操作技术,主要包括基因敲除、基因敲入、基因转录和调控等方面。

其一:基因敲除是基因编辑技术中的一种常用方法,通过人工核酸酶在特定位置切割dNA,导致基因片段的缺失或插入,从而实现对特定基因的编辑。

具体操作步骤包括设计并合成一对与目标基因组dNA序列互补的RNA探针,通过与细胞内相应的dNA序列结合,引导核酸酶在特定位置切割dNA,产生dSb(双链断裂),然后通过细胞内的修复机制对dSb进行修复,实现对特定基因的敲除。

基因敲除技术可以实现定点、精确和高效的基因编辑,并且可以根据需求对基因进行不同的敲除和替换。

此外,基因编辑技术还可以实现基因敲入、基因转录和调控等方面的编辑,以满足不同研究需求。

这些技术为科学家们提供了强大的工具,可以深入探究基因组的奥秘,为生物医学研究带来更多的可能性。

其二:基因敲入有两种主要形式,包括定点敲入和原位敲入。

定点敲入:通过插入特定启动子位点来表达外源基因。

例如,在小鼠基因组的安全位点插入一段表达蛋白质所需要的完整dNA序列单元,包含特定启动子、需要过表达基因的cdS区以及polyA结构来实现过表达某种蛋白质。

定点敲入一般能保证插入基因的正常表达,且对小鼠无副作用。

原位敲入:在原基因敲除的位点插入新的基因。

利用小鼠自身的启动子,在原基因敲除的位点插入新的基因cdS区,一般为引入报告基因以观察启动子表达情况,如GFp。

也用于点突变鼠的构建。

此外,基因敲入技术原理基于cRISpR-cas9基因敲入系统。

在cas9内切酶切割双链dNA,且有一段高度同源的dNA修复模板存在的情况下,生物体内启动hdR修复路径,将一段外源dNA定点插入基因内部。

其三:基因转录是以dNA为模板合成RNA的过程,是基因表达的第一步。

转录过程由RNA聚合酶催化,基因的上游具有结合RNA聚合酶的区域,叫作启动子。

启动子是一段具有特定序列的dNA,具有和RNA聚合酶特异性结合的位点,决定了基因转录的起始位点。

RNA聚合酶与启动子结合后,在特定区域将dNA双螺旋两条链之间的氢键断开,使dNA解旋,形成单链区,以非编码链为模板合成RNA互补链的过程就开始了。

最后就是:基因调控可以通过多种方式实现,包括但不限于以下几种:

转录因子调控:转录因子可以识别特定的dNA序列并与之结合,从而控制基因的表达。

它们通常与RNA聚合酶或其他转录调控因子相互作用,共同决定哪些基因应该被转录以及转录的速率。

表观遗传修饰:表观遗传修饰包括dNA甲基化、组蛋白修饰等,它们可以通过改变染色质的结构和功能来控制基因的表达。

RNA沉默:RNA沉默是一种通过产生小干扰RNA(siRNA)来降解特定mRNA的方法,从而控制基因的表达。

生物钟调控:生物钟调控是一种通过调节生物体内的时间来控制基因表达的方式。

生物钟可以感知环境信号,如光、温度等,并调节基因的表达,使生物体的生理活动适应环境的变化。

营养物质调节:营养物质调节是通过改变细胞内营养物质的水平来控制基因的表达。

例如,营养物质的缺乏可以诱导一些基因的表达,以帮助细胞适应低营养环境。

信号转导通路:信号转导通路是一种通过传递外部信号来调节基因表达的方式。

例如,当细胞接收到生长因子信号时,可以通过激活特定的信号转导通路来调节基因的表达,从而促进细胞的生长和分裂。

杨铁人以前曾经学习过基因编辑的基本原理和方法,但是具体的操作过程一直是他感到困惑的地方。

然而,他对这个领域充满了浓厚的兴趣,因此在查看数据的同时,他会仔细观察技术人员是如何操作基因编辑仪器的。

每天,他都会花费大量的时间来观察和学习基因组的操作过程。

在这个过程中,杨铁人非常耐心和细致,他默默地记下了每一个步骤和细节。

日复一日,他通过这种方式逐渐掌握了基因编辑的整个流程。

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