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文檔簡介
1、基因:能夠表達和產(chǎn)生蛋白質(zhì)和RNA的DNA序列,是決定遺傳性狀的功能單位。基因組:細胞或生物體的一套完整單倍體的遺傳物質(zhì)的總和端粒:以線性染色體形式存在的真核基因組DNA末端都有一種特殊的結(jié)構(gòu)叫端粒。該結(jié)構(gòu)是一段DNA序列和蛋白質(zhì)形成的一種復(fù)合體,僅在真核細胞染色體末端存在。操縱子:是指數(shù)個功能上相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)在一起,構(gòu)成信息區(qū),連同其上游的調(diào)控區(qū)(包括啟動子和操縱基因)以及下游的轉(zhuǎn)錄終止信號所構(gòu)成的基因表達單位,所轉(zhuǎn)錄的RNA為多順反子。順式作用元件:是指那些與結(jié)構(gòu)基因表達調(diào)控相關(guān)、能夠被基因調(diào)控蛋白特異性識別和結(jié)合的特異DNA序列。包括啟動子、上游啟動子元件、增強子、加尾信號和一些反應(yīng)
2、元件等。反式作用因子:是指真核細胞內(nèi)含有的大量可以通過直接或間接結(jié)合順式作用元件而調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄活性的蛋白質(zhì)因子。啟動子:是RNA聚合酶特異性識別和結(jié)合的DNA序列。增強子:位于真核基因中遠離轉(zhuǎn)錄起始點,能明顯增強啟動子轉(zhuǎn)錄效率的特殊DNA序列。它可位于被增強的轉(zhuǎn)錄基因的上游或下游,也可相距靶基因較遠?;虮磉_:是指生物基因組中結(jié)構(gòu)基因所攜帶的遺傳信息經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、翻譯等一系列過程,合成特定的蛋白質(zhì),進而發(fā)揮其特定的生物學(xué)功能和生物學(xué)效應(yīng)的全過程。信息分子:調(diào)節(jié)細胞生命活動的化學(xué)物質(zhì)。其中由細胞分泌的調(diào)節(jié)靶細胞生命活動的化學(xué)物質(zhì)稱為細胞間信息分子;而在細胞內(nèi)傳遞信息調(diào)控信號的化學(xué)物質(zhì)稱為細胞內(nèi)信息分
3、子。受體:是存在于靶細胞膜上或細胞內(nèi)能特異識別生物活性分子并與之結(jié)合,進而發(fā)生生物學(xué)效應(yīng)的的特殊蛋白質(zhì)。分子克?。涸隗w外對DNA分子按照即定目的和方案進行人工重組,將重組分子導(dǎo)入合適宿主,使其在宿主中擴增和繁殖,以獲得該DNA分子的大量拷貝。蛋白激酶:是指能夠?qū)⒘姿峒瘓F從磷酸供體分子轉(zhuǎn)移到底物蛋白的氨基酸受體上的一大類酶。蛋白磷酸酶:是具有催化已經(jīng)磷酸化的蛋白質(zhì)分子發(fā)生去磷酸化反應(yīng)的一類酶分子,與蛋白激酶相對應(yīng)存在,共同構(gòu)成了磷酸化和去磷酸化這一重要的蛋白質(zhì)活性的開關(guān)系統(tǒng)?;蚬こ蹋河心康牡耐ㄟ^分子克隆技術(shù),人為的操作改造基因,改變生物遺傳性狀的系列過程。載體:能在連接酶的作用下和外源DNA片
4、段連接并運送DNA分子進入受體細胞的DNA分子。轉(zhuǎn)化:指質(zhì)粒DNA或以它為載體構(gòu)建的重組DNA導(dǎo)入細菌的過程。感染:以噬菌體、粘性質(zhì)粒和真核細胞病毒為載體的重組DNA分子,在體外經(jīng)過包裝成具有感染能力的病毒或噬菌體顆粒,才能感染適當?shù)募毎?,并在細胞?nèi)擴增。轉(zhuǎn)導(dǎo):指以噬菌體為載體,在細菌之間轉(zhuǎn)移DNA的過程,有時也指在真核細胞之間通過逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)移和獲得細胞DNA的過程。轉(zhuǎn)染:指病毒或以它為載體構(gòu)建的重組子導(dǎo)入真核細胞的過程。DNA變性:在物理或化學(xué)因素的作用下,導(dǎo)致兩條DNA鏈之間的氫鍵斷裂,而核酸分子中的所有共價鍵則不受影響。DNA復(fù)性:當促使變性的因素解除后,兩條DNA鏈又可以通過堿基互補
5、配對結(jié)合形成DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。退火:指將溫度降至引物的TM值左右或以下,引物與DNA摸板互補區(qū)域結(jié)合形成雜交鏈。筑巢PCR:先用一對外側(cè)引物擴增含目的基因的大片段,再用內(nèi)側(cè)引物以大片段為摸板擴增獲取目的基因??梢蕴岣逷CR的效率和特異性。原位PCR:以組織固定處理細胞內(nèi)的DNA或RNA作為靶序列,進行PCR反應(yīng)的過程。定量PCR:基因表達涉及的轉(zhuǎn)錄水平的研究常需要對mRNA進行定量測定,對此采用的PCR技術(shù)就叫定量PCR?;虼虬校菏侵竿ㄟ^DNA定點同源重組,改變基因組中的某一特定基因,從而在生物活體內(nèi)研究此基因的功能。DNA芯片:DNA芯片技術(shù)是指在固相支持物上原位合成寡核苷酸或者直接將大量
6、的DNA探針以顯微打印的方式有序地固化于支持物表面,然后與標記的樣品雜交,通過對雜交信號的檢測分析,即可獲得樣品的遺傳信息。由于常用計算機硅芯片作為固相支持物,所以稱為DNA芯片。錯義突變:DNA分子中堿基對的取代,使得mRNA的某一密碼子發(fā)生變化,由它所編碼的氨基酸就變成另一種的氨基酸,使得多肽鏈中的氨基酸順序也相應(yīng)的發(fā)生改變的突變。無義突變:由于堿基對的取代,使原來可以翻譯某種氨基酸的密碼子變成了終止密碼子的突變。同義突變:堿基對的取代并不都是引起錯義突變和翻譯終止,有時雖然有堿基被取代,但在蛋白質(zhì)水平上沒有引起變化,氨基酸沒有被取代,這是因為突變后的密碼子和原來的密碼子代表同一個氨基酸的
7、突變。移碼突變:在編碼序列中,單個堿基、數(shù)個堿基的缺失或插入以及片段的缺失或插入等均可以使突變位點之后的三聯(lián)體密碼閱讀框發(fā)生改變,不能編碼原來的蛋白質(zhì)的突變。癌基因:是細胞內(nèi)控制細胞生長的基因,具有潛在的誘導(dǎo)細胞惡性轉(zhuǎn)化的特性。當癌基因結(jié)構(gòu)或表達發(fā)生異常時,其產(chǎn)物可使細胞無限制增殖,導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。包括病毒癌基因和細胞癌基因。細胞癌基因:存在于正常的細胞基因組中,與病毒癌基因有同源序列,具有促進正常細胞生長、增殖、分化和發(fā)育等生理功能。在正常細胞內(nèi)未激活的細胞癌基因叫原癌基因,當其受到某些條件激活時,結(jié)構(gòu)和表達發(fā)生異常,能使細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。病毒癌基因:存在于病毒(大多是逆轉(zhuǎn)錄病毒)基因組中能
8、使靶細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的基因。它不編碼病毒結(jié)構(gòu)成分,對病毒無復(fù)制作用,但是當受到外界的條件激活時可產(chǎn)生誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生的作用?;蛟\斷:以DNA或RNA為診斷材料,通過檢查基因的存在、結(jié)構(gòu)缺陷或表達異常,對人體的狀態(tài)和疾病作出診斷的方法和過程。RFLP:即限制性片段長度多態(tài)性,個體之間DNA的核苷酸序列存在差異,稱為DNA多態(tài)性。若因此而改變了限制性內(nèi)切酶的酶切位點則可導(dǎo)致相應(yīng)的限制性片段的長度和數(shù)量發(fā)生變化,稱為RFLP?;蛑委煟阂话闶侵笇⑾薅ǖ倪z傳物質(zhì)轉(zhuǎn)入患者特定的靶細胞,以最終達到預(yù)防或改變特殊疾病狀態(tài)為目的治療方法。反義RNA:堿基序列正好與有意義的mRNA互補的RNA稱為反義RNA??梢?/p>
9、作為一種調(diào)控特定基因表達的手段。核酶:是一種可以催化RNA切割和RNA剪接反應(yīng)的由RNA組成的酶,可以作為基因表達和病毒復(fù)制的抑制劑。三鏈DNA:當某一DNA或RNA寡核苷酸與DNA高嘌呤區(qū)可結(jié)合形成三鏈,能特異地結(jié)合在DNA的大溝中,并與富含嘌呤鏈上的堿基形成氫鍵。SSCP:單鏈構(gòu)象多態(tài)性檢測是一種基于DNA構(gòu)象差別來檢測點突變的方法。相同長度的單鏈DNA,如果堿基序列不同,形成的構(gòu)象就不同,這樣就形成了單鏈構(gòu)象多態(tài)性。管家基因:在生物體生命的全過程都是必須的,且在一個生物個體的幾乎所有細胞中持續(xù)表達的基因。細胞全能性:指同一種生物的所有細胞都含有相同的DNA,即基因的數(shù)目和種類是一樣的,但
10、在不同階段,同一個體的不同組織和器官中基因表達的種類和數(shù)目是不同的。SD序列:轉(zhuǎn)錄出的mRNA要進入核糖體上進行翻譯,需要一段富含嘌呤的核苷酸序列與大腸桿菌16S rRNA3,末端富含嘧啶的序列互補,是核糖體的識別位點。反義核酸技術(shù):是通過合成一種短鏈且與DNA或RNA互補的,以DNA或RNA為目標抑制翻譯的反義分子,干擾目的基因的轉(zhuǎn)錄、剪接、轉(zhuǎn)運、翻譯等過程的技術(shù)。核酸探針:探針是指能與某種大分子發(fā)生特異性相互作用,并在相互作用之后可以檢測出來的生物大分子。核酸探針是指能識別特異堿基順序的帶有標記的一段DNA或RNA分子。周期蛋白:是一類呈細胞周期特異性或時相性表達、累積與分解的蛋白質(zhì),它與
11、周期素依賴性激酶共同影響細胞周期的運行。CAP:是大腸桿菌分解代謝物基因活化蛋白,這種蛋白可將葡萄糖饑餓信號傳遞個許多操縱子,使細菌在缺乏葡萄糖時可以利用其他碳源翻譯(translation):以mRNA為模板,氨酰-tRNA為原料直接供體,在多種蛋白質(zhì)因子和酶的參與下,在核糖體上將mRNA分子上的核苷酸順序表達為有特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。密碼子(codon):mRNA中堿基順序與蛋白質(zhì)中氨基酸順序的對應(yīng)關(guān)系是通過密碼實現(xiàn)的, mRNA中每三個相鄰的堿基決定一個氨基酸,這三個相鄰的堿基稱為一個密碼子。密碼的簡并性(degeneracy):個氨基酸具有兩個以上密碼子的現(xiàn)象。同義密碼子(sy
12、nonym codon):為同種氨基酸編碼的各個密碼子,稱為同義密碼了。變偶假說(wobble hypothesis):指反密碼子的前兩個堿基(3-端)按照標準與密碼子的前兩個堿基(5-端)配對,而反密碼子中的第三個堿墓則有某種程度的變動,使其有可能與幾種不同的堿基配對。移碼突變(frame-shift mutation):在mRNA中,若插入或刪去一個核苷酸,就會使讀碼發(fā)錯誤,稱為移碼,由于移碼而造成的突變、稱移碼突變。 同功受體(isoacceptor):轉(zhuǎn)運同一種氨基酸的幾種tRNA稱為同功受體。反密碼子(anticodon):指tRNA反密碼子環(huán)中的三個核苷酸的序列,在蛋白質(zhì)合成過程中
13、通過堿基配對,識別并結(jié)合到mRNA的特殊密碼上。多核糖體(polysome):mRNA同時與若干個核糖體結(jié)合形成的念珠狀結(jié)構(gòu),稱為多核糖體。中心法則(central dogma):生物體遺傳信息流動途徑。最初由Crick(1958)提出,經(jīng)后人的不斷補充和修改,現(xiàn)包括反轉(zhuǎn)錄和RNA復(fù)制等內(nèi)容。半保留復(fù)制(簡稱復(fù)制)(semiconservative replication):親代雙鏈DNA以每條鏈為模板,按堿基配對原則各合成一條互補鏈,這樣一條親代DNA雙螺旋,形成兩條完全相同的子代DNA螺旋,子代DNA分子中都有一條合成的“新”鏈和一條來自親代的舊鏈,稱為半保留復(fù)制。DNA聚合酶(DNA p
14、olymerase):指以脫氧核苷三磷酸為底物,按5 3方向合成DNA的一類酶,反應(yīng)條件:4種脫氧核苷三磷酸、Mg+、模板、引物。DNA聚合酶是多功能酶,除具有聚合作用外,還具有其它功能,不同DNA聚合酶所具有的功能不同。解旋酶(helicase):是一類通過水解ATP提供能量,使DNA雙螺旋兩條鏈分開的酶,每解開一對堿基,水解2分子ATP。拓撲異構(gòu)酶(topoisomerase):是一類引起DNA拓撲異構(gòu)反應(yīng)的酶,分為兩類:類型I的酶能使DNA的一條鏈發(fā)生斷裂和再連接,反應(yīng)無需供給能量,類型的酶能使DNA的兩條鏈同時發(fā)生斷裂和再連接,當它引入超螺旋時,需要由ATP供給能量。單鏈DNA結(jié)合蛋白
15、(single-strand binding protein ,SSB):是一類特異性和單鏈區(qū)DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)。它的功能在于穩(wěn)定DNA解開的單鏈,阻止復(fù)性和保護單鏈部分不被核酸酶降解。 DNA連接酶(DNA ligase):是專門催化雙鏈DNA中缺口共價連接的酶,不能催化兩條游離的單鏈DNA鏈間形成磷酸二酯鍵。反應(yīng)需要能量。引物酶及引發(fā)體(primase primosome):以DNA為模板,以核糖核苷酸為底物,在DNA合成中,催化形成RNA引物的酶稱為引物酶及引物體。大腸桿菌的引物酶單獨沒有活性,只有與其它蛋白質(zhì)結(jié)合在一起,形成一個復(fù)合體,即引發(fā)體才有生物活性。 復(fù)制叉(replicati
16、on fork):復(fù)制中的DNA分子,末復(fù)制的部分是親代雙螺旋,而復(fù)制好的部分是分開的,由兩個子代雙螺旋組成,復(fù)制正在進行的部分呈丫狀叫做復(fù)制叉。 復(fù)制眼結(jié)構(gòu):在一段DNA上,正在復(fù)制的部分形成眼狀結(jié)構(gòu)。復(fù)制眼在環(huán)狀DNA上形成的結(jié)構(gòu)與希臘字母相象,所以叫結(jié)構(gòu)。 前導(dǎo)鏈(1eading strand):在DNA復(fù)制過程中,以親代鏈(3 5為模板時,子代鏈的合成 (5 3)是連續(xù)的這條能連續(xù)合成的鏈稱前導(dǎo)鏈。 岡崎片段(Okazaki fragment)、后隨鏈(1agging strand):在DNA復(fù)制過程中,以親代鏈(5 3)為模板時,子代鏈的合成不能以3 5方向進行,而是按5 3方向合成
17、出許多小片段,因為是岡崎等人研究發(fā)現(xiàn),因此稱岡崎片段。由許多岡崎片段連接而成的子代鏈稱為后隨鏈。半不連續(xù)復(fù)制(Semidiscontinuous replication):在DNA復(fù)制過程中,一條鏈的合成是連續(xù)的,另一條鏈的合成是不連續(xù)的,所以叫做半不連續(xù)復(fù)制。逆轉(zhuǎn)錄(reverse transcription):以RNA為模板合成DNA的過程。逆轉(zhuǎn)錄酶(reverse transeriptase):催化以RNA為模板合成DNA的逆轉(zhuǎn)錄過程的酶。 Temin(1960)首次從勞氏肉瘤病毒中發(fā)現(xiàn)。逆轉(zhuǎn)錄酶具有多種酶活性:依賴RNA的DNA聚合酶活性;依賴DNA的DNA聚合酶活性,RNA水解酶活性
18、,DNA合成方向5 3。合成時需要引物與模板。突變(mutation):基因組DNA順序上的任何一種改變都叫做突變。分點突變和結(jié)構(gòu)畸變點突變(Point mutation):是指一個或幾個堿基對被置換(replacement),這種置換又分兩種形式:轉(zhuǎn)換(transition)一-指用一個嘌呤堿置換另一個嘌呤堿,一個嘧啶堿置換另一個嘧啶堿;顛換(transversion)一-指用嘌呤堿置換嘧啶堿或用嘧啶堿置換嘌呤堿。結(jié)構(gòu)畸變:基因中的缺口、或插入(insertion)或缺失(deletion)某些堿基造成移碼突變使 DNA的模板鏈失去功能。誘變劑(mutagen):使基因組發(fā)生突變的物理、化學(xué)
19、、生物因素叫誘變劑。修復(fù)(repair):除去DNA上的損傷,恢復(fù)DNA的正常結(jié)構(gòu)和功能是生物機體的一種保護功能。光裂合酶修復(fù)(又稱光復(fù)活)(photoreactivation):可見光將光裂合酶激活,它分解DNA上由紫外線照射而形成的嘧啶二聚體,使它們恢復(fù)成兩個單獨的嘧啶堿。切除修復(fù)(excision repair):在一系列酶的作用下,將DNA分子中受損傷部分切除,以互補鏈為模板,合成出空缺的部分,使DNA恢復(fù)正常結(jié)構(gòu)的過程。重組修復(fù)(recombination repair):DNA在有損傷的情況下也可以復(fù)制,復(fù)制時子代鏈躍過損傷部位并留下缺口,通過分子間重組,從完整的另一條母鏈上將相應(yīng)
20、的核苷酸序列片段移至子鏈缺口處,然后用再合成的多核苷酸的序列補上母鏈的空缺,此過程稱重組修復(fù)。誘導(dǎo)修復(fù)和應(yīng)急反應(yīng)(induction repair and SOS response)(SOS修復(fù)):由于DNA受到損傷或復(fù)制系統(tǒng)受到抑制所誘導(dǎo)引起的一系列復(fù)雜的應(yīng)急效應(yīng),稱為應(yīng)急反應(yīng)。SOS反應(yīng)主要包括兩個方面:DNA損傷修復(fù)(SOS修復(fù)或稱誘導(dǎo)修復(fù))和誘變效應(yīng)。SOS修復(fù)是一種易出差錯的修復(fù)過程,雖能修復(fù)DNA的損傷而避免死亡。但卻帶來高的變異率。DNA重組(recombination):DNA重組是指在真核生物減數(shù)分裂過程中,細菌細胞的轉(zhuǎn)化中、病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)中等發(fā)生的DNA片段的交換或插入。基因工程
21、(又稱基因重組技術(shù))(gene/genetic engineering):是將外源基因經(jīng)過剪切加工,再插入到一個具有自我復(fù)制能力的載體DNA中,將新組合的DNA轉(zhuǎn)移到一個寄主細胞中,外源基因就可以隨著寄主細胞的分裂進行繁殖,寄主細胞也借此獲得外源基因所攜帶的新特性。轉(zhuǎn)錄(transcription):由依賴于DNA的RNA聚合酶催化,以DNA的一條鏈的一定區(qū)段為模板,按照堿基配對原則,合成一條與DNA鏈互補的RNA鏈的過程。模板鏈(template strand)又稱負(-)鏈,反意義鏈(antisense strand):轉(zhuǎn)錄過程中用作模板的這條DNA鏈,稱模板鏈。非模板鏈(nontempl
22、ate strand)又稱正(+)鏈,編碼鏈(coding strand),有意義鏈(sense strand):與模板鏈互補的那條DNA鏈,稱非模板鏈。不對稱轉(zhuǎn)錄(asymmetric transcription):因為RNA的轉(zhuǎn)錄只在DNA的任一條鏈上進行,所以把RNA的合成叫做不對稱轉(zhuǎn)錄。啟動子(promoter):DNA鏈上能指示RNA轉(zhuǎn)錄起始的DNA序列稱啟動子。轉(zhuǎn)錄單位(transcription unit):RNA的轉(zhuǎn)錄只在DNA的一個片段上進行,這段DNA序列叫轉(zhuǎn)錄單位。內(nèi)含子(intron):真核生物基因中,不為蛋白質(zhì)編碼的、在mRNA加工過程中消失的DNA序列,稱內(nèi)含子。
23、外顯子(exon):真核生物基因中,在mRNA上出現(xiàn)并代表蛋白質(zhì)的DNA序列,叫外顯子。轉(zhuǎn)錄加工(post-transcriptional processing):細菌中很多RNA分子和幾乎全部真核生物的RNA在合成后都需要不同程度的加工,才能形成成熟的RNA分子,這個過程叫轉(zhuǎn)錄后加工。核內(nèi)不均一RNA(hnRNA):是真核生物細胞核內(nèi)的mRNA前體分子,分子量較大,并且不均一,含有許多內(nèi)含子。 RNA的復(fù)制(RNA replication):某些病毒RNA既可以做為模板合成病毒蛋白質(zhì)又可在 RNA復(fù)制酶(RNA replicase)的催化下,以自身RNA為模板,合成互補的RNA新鏈,合成方向
24、5'3,這一過程叫RNA復(fù)制。cDNA與cccDNA:cDNA是由mRNA通過反轉(zhuǎn)錄酶合成的雙鏈DNA;cccDNA是游離于染色體之外的質(zhì)粒雙鏈閉合環(huán)形DNA。 標準折疊單位:蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)單元螺旋與折疊通過各種連接多肽可以組成特殊幾何排列的結(jié)構(gòu)塊,此種確定的折疊類型通常稱為超二級結(jié)構(gòu)。幾乎所有的三級結(jié)構(gòu)都可以用這些折疊類型,乃至他們的組合型來予以描述,因此又將其稱為標準折疊單位。 CAP:環(huán)腺苷酸(cAMP)受體蛋白CRP(cAMP receptor protein ),cAMP與CRP結(jié)合后所形成的復(fù)合物稱激活蛋白CAP(cAMP activated protein ) 回文序列:
25、DNA片段上的一段所具有的反向互補序列,常是限制性酶切位點。 micRNA:互補干擾RNA或稱反義RNA,與mRNA序列互補,可抑制mRNA的翻譯。 核酶:具有催化活性的RNA,在RNA的剪接加工過程中起到自我催化的作用。 模體:蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)中存在著某些立體形狀和拓撲結(jié)構(gòu)頗為類似的局部區(qū)域 信號肽:在蛋白質(zhì)合成過程中N端有1536個氨基酸殘基的肽段,引導(dǎo)蛋白質(zhì)的跨膜。 弱化子:在操縱區(qū)與結(jié)構(gòu)基因之間的一段可以終止轉(zhuǎn)錄作用的核苷酸序列。 魔斑:當細菌生長過程中,遇到氨基酸全面缺乏時,細菌將會產(chǎn)生一個應(yīng)急反應(yīng),停止全部基因的表達。產(chǎn)生這一應(yīng)急反應(yīng)的信號是鳥苷四磷酸(ppGpp)和鳥苷五磷酸(
26、pppGpp)。PpGpp與pppGpp的作用不只是一個或幾個操縱子,而是影響一大批,所以稱他們是超級調(diào)控子或稱為魔斑。 上游啟動子元件:是指對啟動子的活性起到一種調(diào)節(jié)作用的DNA序列,-10區(qū)的TATA、-35區(qū)的TGACA及增強子,弱化子等。 DNA探針:是帶有標記的一段已知序列DNA,用以檢測未知序列、篩選目的基因等方面廣泛應(yīng)用。 SD序列:是核糖體與mRNA結(jié)合序列,對翻譯起到調(diào)控作用。 單克隆抗體:只針對單一抗原決定簇起作用的抗體。 考斯質(zhì)粒:是經(jīng)過人工構(gòu)建的一種外源DNA載體,保留噬菌體兩端的COS區(qū),與質(zhì)粒連接構(gòu)成。 藍-白斑篩選:含LacZ基因(編碼半乳糖苷酶)該酶能分解生色底
27、物X-gal(5-溴-4-氯-3-吲哚-D-半乳糖苷)產(chǎn)生藍色,從而使菌株變藍。當外源DNA插入后,LacZ基因不能表達,菌株呈白色,以此來篩選重組細菌。稱之為藍-白斑篩選。 順式作用元件:在DNA中一段特殊的堿基序列,對基因的表達起到調(diào)控作用的基因元件。 Klenow酶:DNA聚合酶I大片段,只是從DNA聚合酶I全酶中去除了5 3外切酶活性 錨定PCR:用于擴增已知一端序列的目的DNA。在未知序列一端加上一段多聚dG的尾巴,然后分別用多聚dC和已知的序列作為引物進行PCR擴增。 融合蛋白:真核蛋白的基因與外源基因連接,同時表達翻譯出的原基因蛋白與外源蛋白結(jié)合在一起所組成的蛋白質(zhì)。 一、乳糖操
28、縱子的作用機制?答:1、乳糖操縱子的組成:大腸桿菌乳糖操縱子含Z、Y、A三個結(jié)構(gòu)基因,分別編碼半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰轉(zhuǎn)移酶,此外還有一個操縱序列O,一個啟動子P和一個調(diào)節(jié)基因I。2、阻遏蛋白的負性調(diào)節(jié):沒有乳糖存在時,I基因編碼的阻遏蛋白結(jié)合于操縱序列O處,乳糖操縱子處于阻遏狀態(tài),不能合成分解乳糖的三種酶;有乳糖存在時,乳糖作為誘導(dǎo)物誘導(dǎo)阻遏蛋白變構(gòu),不能結(jié)合于操縱序列,乳糖操縱子被誘導(dǎo)開放合成分解乳糖的三種酶。所以,乳糖操縱子的這種調(diào)控機制為可誘導(dǎo)的負調(diào)控。3、CAP的正性調(diào)節(jié):在啟動子上游有CAP結(jié)合位點,當大腸桿菌從以葡萄糖為碳源的環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)橐匀樘菫樘荚吹沫h(huán)境時,cAMP濃度升高
29、,與CAP結(jié)合,使CAP發(fā)生變構(gòu),CAP結(jié)合于乳糖操縱子啟動序列附近的CAP結(jié)合位點,激活RNA聚合酶活性,促進結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄,調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合于操縱子后促進結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄,對乳糖操縱子實行正調(diào)控,加速合成分解乳糖的三種酶。4、協(xié)調(diào)調(diào)節(jié):乳糖操縱子中的I基因編碼的阻遏蛋白的負調(diào)控與CAP的正調(diào)控兩種機制,互相協(xié)調(diào)、互相制約。二、真核生物轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控機制?答:真核生物在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控主要是通過反式作用因子、順式作用元件和RNA聚合酶的相互作用來完成的,主要是反式作用因子結(jié)合順式作用元件后影響轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成過程。1、轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成:真核生物RNA聚合酶識別的是由通用轉(zhuǎn)錄因子與DNA形成的蛋
30、白質(zhì)-DNA復(fù)合物,只有當一個或多個轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合到DNA上,形成有功能的啟動子,才能被RNA聚合酶所識別并結(jié)合。轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成過程為:TFD結(jié)合TATA盒;RNA聚合酶識別并結(jié)合TFD-DNA復(fù)合物形成一個閉合的復(fù)合物;其他轉(zhuǎn)錄因子與RNA聚合酶結(jié)合形成一個開放復(fù)合物。在這個過程中,反式作用因子的作用是:促進或抑制TFD與TATA盒結(jié)合;促進或抑制RNA聚合酶與TFD-DNA復(fù)合物的結(jié)合;促進或抑制轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成。2、反式作用因子:一般具有三個功能域(DNA識別結(jié)合域、轉(zhuǎn)錄活性域和結(jié)合其他蛋白結(jié)合域);能識別并結(jié)合上游調(diào)控區(qū)中的順式作用元件;對基因的表達有正性或負性調(diào)控作用。3、轉(zhuǎn)
31、錄起始的調(diào)控:反式作用因子的活性調(diào)節(jié):表達式調(diào)節(jié)反式作用因子合成出來就具有活性;共價修飾磷酸化和去磷酸化,糖基化;配體結(jié)合許多激素受體是反式作用因子;蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)復(fù)合物的解離與形成。反式作用因子與順式作用元件的結(jié)合:反式作用因子被激活后,即可識別并結(jié)合上游啟動子元件和增強子中的保守性序列,對基因轉(zhuǎn)錄起調(diào)節(jié)作用。反式作用因子的作用方式成環(huán)、扭曲、滑動、Oozing。反式作用因子的組合式調(diào)控作用:每一種反式作用因子結(jié)合順式作用元件后雖然可以發(fā)揮促進或抑制作用,但反式作用因子對基因調(diào)控不是由單一因子完成的而是幾種因子組合發(fā)揮特定的作用。三、真核生物轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控機制?答:(
32、1)、5,端加帽和3,端多聚腺苷酸化的調(diào)控意義:5,端加帽和3,端多聚腺苷酸化是保持mRNA穩(wěn)定的一個重要因素,它至少保證mRNA在轉(zhuǎn)錄過程中不被降解。(2)、mRNA選擇性剪接對基因表達調(diào)控的作用(3)、mRNA運輸?shù)目刂扑摹⒎肿涌寺≈谐S玫墓ぞ呙讣傲己幂d體的條件?答:(1)、常用的工具酶1限制性核酸內(nèi)切酶:是細菌產(chǎn)生的一類能識別和切割雙鏈DNA分子內(nèi)特定的堿基順序的核酸水解酶。2,DNA連接酶:將兩段DNA分子拼接起來的酶。3DNA聚合酶:催化單核苷酸鏈延伸。4逆轉(zhuǎn)錄酶:依賴于RNA的DNA聚合酶,這是一種有效的轉(zhuǎn)錄RNA成為DNA的酶,產(chǎn)物DNA又稱互補DNA。5末端脫氧核糖核酸轉(zhuǎn)移酶:
33、將脫氧核糖核酸加到DNA的3末端。6堿性磷酸酶:催化去除DNA、RNA等的5磷酸基團。7依賴DNA的RNA聚合酶:識別特異性啟動子,RNA轉(zhuǎn)錄。(2)、良好載體的條件1、必須有自身的復(fù)制子;2、載體分子上必須有限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點,即多克隆位點,以供外源DNA插入;3、載體應(yīng)具有可供選擇的遺傳標志,以區(qū)別陽性重組子和陰性重組子;4、載體分子必須有足夠的容量;5、可通過特定的方法導(dǎo)入細胞;6、對于表達載體還應(yīng)具備與宿主細胞相適應(yīng)的啟動子、前導(dǎo)順序、增強子、加尾信號等DNA調(diào)控元件。五、藍-白篩選的原理?答:某些質(zhì)粒帶有大腸桿菌的半乳糖苷酶基因片段,在半乳糖苷酶基因的基因區(qū)外又另外引入了一段
34、含多種單一限制酶位點的DNA序列。這些位點上如果沒有克隆外源性DNA片段,在質(zhì)粒被導(dǎo)入lac-的大腸桿菌后,質(zhì)粒攜帶的半乳糖苷酶基因?qū)⒄1磉_,與大腸桿菌的半乳糖苷酶基因互補,產(chǎn)生有活性的半乳糖苷酶,加入人工底物X-gal和誘導(dǎo)劑IPTG后,出現(xiàn)藍色的菌落。如果在多克隆位點上插入外源DNA片段,將使lac Z基因滅活,不能生成半乳糖苷酶,結(jié)果菌落出現(xiàn)白色。由于這種顏色標志,重組克隆和非重組克隆的區(qū)分一目了然。六、探針的種類和優(yōu)缺點?答:1、cDNA探針:通過逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA后,將其克隆于適當?shù)目寺≥d體,通過擴增重組質(zhì)粒而使cDNA得到大量的擴增。提取質(zhì)粒后分離純化作為探針使用。它是目前應(yīng)用最
35、為廣泛的一種探針2、基因組探針:從基因組文庫里篩選得到一個特定的基因或基因片段的克隆后,大量擴增、純化,切取插入片段,分離純化為探針3、寡核苷酸探針:根據(jù)已知的核酸順序,采用DNA合成儀合成一定長度的寡核苷酸片段作為探針。4、RNA探針:采用基因克隆和體外轉(zhuǎn)錄的方法可以得到RNA或反義RNA作為探針。七、PCR的基本原理?答:PCR是在試管中進行的DNA復(fù)制反應(yīng),基本原理是依據(jù)細胞內(nèi)DNA半保留復(fù)制的機理,以及體外DNA分子于不同溫度下雙鏈和單鏈可以互相轉(zhuǎn)變的性質(zhì),人為地控制體外合成系統(tǒng)的溫度,以促使雙鏈DNA變成單鏈,單鏈DNA與人工合成的引物退火,然后耐熱DNA聚合酶以dNTP為原料使引物
36、沿著單鏈模板延伸為雙鏈DNA。PCR全過程每一步的轉(zhuǎn)換是通過溫度的改變來控制的。需要重復(fù)進行DNA模板解鏈、引物與模板DNA結(jié)合、DNA聚合酶催化新生DNA的合成,即高溫變性、低溫退火、中溫延伸個步驟構(gòu)成PCR反應(yīng)的一個循環(huán),此循環(huán)的反復(fù)進行,就可使目的DNA得以迅速擴增。DNA模板變性:模板雙鏈DNA?單鏈DNA,94。退火:引物單鏈DNA?雜交鏈,引物的Tm值。引物的延伸:溫度至70 左右, Taq DNA聚合酶以種dNTP為原料,以目的DNA為模板,催化以引物末端為起點的53DNA鏈延伸反應(yīng),形成新生DNA鏈。新合成的引物延伸鏈經(jīng)過變性后又可作為下一輪循環(huán)反應(yīng)的模板PCR,就是如此反復(fù)循
37、環(huán),使目的DNA得到高效快速擴增。八、轉(zhuǎn)基因動物的概念、原理及應(yīng)用?答:1、概念:是指用人工方法將外源基因?qū)牖蛘系交蚪M內(nèi),并能穩(wěn)定傳代的一類動物。它的特點是“分子及細胞水平操作,組織及動物整體水平表達”2、基本原理:將目的基因或基因組片段用顯微注射等方法注入實驗動物的受精卵或著床前的胚胎細胞中,使目的基因整合到基因組中,然后將此受精卵或著床前的胚胎細胞再植入受體動物的輸卵管或子宮中,使其發(fā)育成攜帶有外源基因的轉(zhuǎn)基因動物,人們可以通過分析轉(zhuǎn)基因和動物表型的關(guān)系,揭示外源基因的功能;也可以通過轉(zhuǎn)入外源基因培育優(yōu)良的動物品種3、應(yīng)用:建立用于研究外源基因表達調(diào)控體系;建立醫(yī)學(xué)中常用的疾病模型;
38、培育動物新品種;藥理學(xué)和藥用蛋白的生產(chǎn)研究。九、基因敲除的基本程序?答:通過DNA同源重組,使得胚胎干細胞特定的內(nèi)源基因被破壞而造成功能喪失,然后通過胚胎干細胞介導(dǎo)得到該基因喪失的小鼠模型的過程稱為基因敲除。1打靶載體的構(gòu)建:同源序列要足夠長,要含有篩選用的標志基因。2胚胎干細胞的體外培養(yǎng)3打靶載體導(dǎo)入胚胎干細胞4同源重組胚胎干細胞的篩選5、基因敲除胚胎干細胞注射入胚泡6胚泡植入假孕小鼠的子宮中7雜交育種獲得純合的基因敲除動物十、突變類型及其遺傳效應(yīng)?答:1、突變類型:點突變:DNA大分子上一個堿基的變異。分為轉(zhuǎn)換和顛換。缺失:一個堿基或一段核苷酸鏈從DNA大分子上消失。插入:一個原來沒有的堿
39、基或一段原來沒有的核苷酸鏈插入到DNA大分子中間。倒位:DNA鏈內(nèi)重組,使其中一段方向倒置。2、突變的遺傳效應(yīng):遺傳密碼的改變:錯義突變、無義突變、同義突變、移碼突變對mRNA剪接的影響:一是使原來的剪接位點消失;二是產(chǎn)生新的剪接位點。蛋白質(zhì)肽鏈中的片段缺失:十一、參與蛋白質(zhì)生物合成體系的組分有哪些?它們具有什么功能?mRNA:蛋白質(zhì)合成的模板;tRNA:蛋白質(zhì)合成的氨基酸運載工具;核糖體:蛋白質(zhì)合成的場所;輔助因子:(a)起始因子-參與蛋白質(zhì)合成起始復(fù)合物形成;(b)延長因子-肽鏈的延伸作用;(c)釋放因子一-終止肽鏈合成并從核糖體上釋放出來。十二、遺傳密碼有什么特點?(1)密碼無標點:從起
40、始密碼始到終止密碼止,需連續(xù)閱讀,不可中斷。增加或刪除某個核苷酸會發(fā)生移碼突變。(2)密碼不重疊:組成一個密碼的三個核苷酸只代表一個氨基酸,只使用一次,不重疊使用。(3)密碼的簡并性:在密碼子表中,除Met、Trp各對應(yīng)一個密碼外,其余氨基酸均有兩個以上的密碼,對保持生物遺傳的穩(wěn)定性具有重要意義 (4)變偶假說:密碼的專一性主要由頭兩位堿基決定,第三位堿基重要性不大,因此在與反密碼子的相互作用中具有一定的靈活性 (5)通用性及例外:地球上的一切生物都使用同一套遺傳密碼,但近年來已發(fā)現(xiàn)某些個別例外現(xiàn)象,如某些哺乳動物線粒體中的UGA不是終止密碼而是色氨酸密碼子(6)起始密碼子AUG,同時也代表M
41、et,終止密碼子UAA、UAG、UGA使用頻率不同。十三、氨基酸在蛋白質(zhì)合成過程中是怎樣被活化的? 催化氨基酸活化的酶稱氨酰-tRNA合成酶,形成氨酰-tRNA,反應(yīng)分兩步進行:(1)活化 需Mg2+和Mn2+,由ATP供能,由合成酶催化,生成氨基酸-AMP-酶復(fù)合物 (2)轉(zhuǎn)移 在合成酶催化下將氨基酸從氨基酸AMP酶復(fù)合物上轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的tRNA上,形成氨酰-tRNA。 十四、簡述蛋白質(zhì)生物合成過程。蛋白質(zhì)合成可分四個步驟,以大腸桿菌為例: (1)氨基酸的活化:游離的氨基酸必須經(jīng)過活化以獲得能量才能參與蛋白質(zhì)合成,由氨酰-tRNA合成酶催化,消耗1分子ATP,形成氨酰-tRNA。(2)肽鏈合成
42、的起始:由起始因子參與,mRNA與30S小亞基、50S大亞基及起始甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAt)形成70S起始復(fù)合物,整個過程需GTP水解提供能量(3)肽鏈的延長:起始復(fù)合物形成后肽鏈即開始延長。首先氨酰-tRNA結(jié)合到核糖體的A位,然后,由肽酰轉(zhuǎn)移酶催化與P位的起始氨基酸或肽?;纬呻逆I,tRNAf或空載tRNA仍留在P位最后核糖體沿mRNA53方向移動一個密碼子距離,A位上的延長一個氨基酸單位的肽酰-tRNA轉(zhuǎn)移到P位,全部過程需延伸因子EF-Tu、EF-Ts,能量由GTP提供(4)肽鏈合成終止,當核糖體移至終止密碼UAA、UAG或UGA時,終止因子RF-1、RF-2識別終
43、止密碼,并使肽酰轉(zhuǎn)移酶活性轉(zhuǎn)為水解作用,將P位肽酰-tRNA水解,釋放肽鏈,合成終止。十五、蛋白質(zhì)合成中如何保證其翻譯的正確性?(1)氨基酸與tRNA的專一結(jié)合,保證了tRNA攜帶正確的氨基酸;(2)攜帶氨基酸的tRNA對mRNA的識別,mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子的相互識別,保證了遺傳信息準確無誤地轉(zhuǎn)譯;(3)起始因子及延長因子的作用,起始因子保證了只有起始氨酰-tRNA能進入核糖體P位與起始密碼子結(jié)合,延伸因子的高度專一性,保證了起始tRNA攜帶的fMet不進入肽鏈內(nèi)部;(4)核糖體三位點模型的E位與A位的相互影響,可以防止不正確的氨酰-tRNA進入A位,從而提高翻譯的正確性;
44、(5)校正作用:氨酰-tRNA合成酶和tRNA的校正作用;對占據(jù)核糖體A位的氨酰-tRNA的校對;變異校對即基因內(nèi)校對與基因間校對等多種校正作用可以保證翻譯的正確。十六、原核細胞和真核細胞在合成蛋白質(zhì)的起始過程有什么區(qū)別。(1)起始因子不同:原核為IF-1,IF-2,IF-2,真核起始因子達十幾種。(2)起始氨酰-tRNA不同:原核為fMet-tRNAf,真核Met-tRNAi(3)核糖體不同:原核為70S核粒體,可分為30S和50S兩種亞基,真核為80S核糖體,分40S和60S兩種亞基十七、已知一種突變的噬菌體蛋白是由于單個核苷酸插入引起的移碼突變的,將正常的蛋白質(zhì)和突變體蛋白質(zhì)用胰蛋白酶消
45、化后,進行指紋圖分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有一個肽段的差異,測得其基酸順序如下: 正常肽段 Met-Val-Cys-Val-Arg 突變體肽段 Met-Ala-Met-Arg(1)什么核苷酸插入到什么地方導(dǎo)致了氨基酸順序的改變?(2)推導(dǎo)出編碼正常肽段和突變體肽段的核苷酸序列. 提示:有關(guān)氨基酸的簡并密碼分別為 Val: GUU GUC GUA GUG Arg: CGU CGC CGA CG AGA AGG Cys: UGU UGC Ala: GCU GCC GCA CGC(1)在正常肽段的第一個Val的密碼GUA的G后插入了一個C ;(2) 正常肽段的核苷酸序列為:AUG GUA UGC GU CG;
46、突變體肽段的核苷酸序列為:AUG GCU AUG CGU 。十八、 試比較原核生物與真核生物的翻譯。原核生物與真核生物的翻譯比較如下:僅述真核生物的,原核生物與此相反。(1).起始Met不需甲?;?;(2).無SD序列,但需要一個掃描過程;(3).tRNA先于mRNA與核糖體小亞基結(jié)合;(4).起始因子比較多;(5).只一個終止釋放因子。十九、試述Meselson和Stahl關(guān)于DNA半保留復(fù)制的證明實驗。提示:將Ecoli放入以15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)基中連續(xù)培養(yǎng)十幾代,使所有DNA分子標記上15N;將15N標記的Ecoli再放入普通的14N培養(yǎng)基中培養(yǎng),在細胞生長一代、二代 、 、n代
47、的時間間隔內(nèi)采樣;采用氯化銫密度梯度離心分離DNA,并用紫外照相技術(shù)檢測DNA所在位置;結(jié)果如下:其結(jié)果確切地證明DNA以半保留方式復(fù)制。二十、什么是逆轉(zhuǎn)錄?病毒中的單鏈RNA如何利用逆轉(zhuǎn)錄酶合成雙鏈DNA,并整合到寄主細胞的基因組中?見名詞解釋“逆轉(zhuǎn)錄”。病毒的單鏈RNA在病毒進入寄主細胞后被釋放出來,此 RNA帶有與模板互補的tRNA引物,病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶以此RNA為模板,從引物的3-OH端,按堿基互補原則以5 3方向合成DNA鏈(-),形成RNADNA雜交分子,然后逆轉(zhuǎn)酶發(fā)揮 RNA水解酶活性,水解雜交分子中的RNA鏈,最后以新合成的DNA鏈(-)為模板,合成另一條 DNA鏈(+),形成雙
48、鏈DNA分子(為病毒)整合到寄主基因組中,隨寄主細胞的轉(zhuǎn)錄,產(chǎn)生病毒 RNA(+),此RNA可翻譯病毒蛋白質(zhì),可作為后代病毒RNA。二十一、DNA的損傷原因是什么?自身復(fù)制過程中發(fā)生的錯誤:外界環(huán)境的影響,如物理因素(紫外線、X一射線輻射等),化學(xué)因素(各種誘變劑、抗菌素等)。造成嘧啶堿基形成聚合體,發(fā)生堿基錯配、缺失和插入。二十二、試比較轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的區(qū)別。目的不同,所使用的酶、原料及其它輔助因子不同,轉(zhuǎn)錄是合成RNA,復(fù)制是合成DNA;方式不同:轉(zhuǎn)錄是不對稱的,只在雙鏈DNA的一條鏈上進行,只以DNA的一條鏈為模板,復(fù)制為半不連續(xù)的,分別以DNA的兩條鏈為模板,在DNA的兩條鏈上進行;復(fù)制需
49、要引物,轉(zhuǎn)錄不需要引物;復(fù)制過程存在校正機制,轉(zhuǎn)錄過程則沒有;轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物需要加工,復(fù)制產(chǎn)物不需要加工;復(fù)制與轉(zhuǎn)錄都經(jīng)歷起始、延長、終止階段,都以DNA為模板,新鏈按堿基互補原則,5'3方向合成。二十三、簡述原核生物轉(zhuǎn)錄作用的過程。原核生物轉(zhuǎn)錄作用的過程:結(jié)合(binding) : 與RNA pol結(jié)合,大大降低了后者與DNA鏈的非特異性結(jié)合,而到了正確的promoter處,其親和力提高了100倍;解旋(unwinding): RNA pol將使約17bp的DNA解螺旋,形成一個open complex ;起始(initiation): RNA pol合成8-10個nt ,因子被釋放;延長
50、(elongation): 形成一個轉(zhuǎn)錄泡,開始延長;終止(termination): (1) 不依賴于蛋白的terminator形成一個大發(fā)夾,在新合成 RNA中其后有一段寡聚U,導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄終止,RNA pol被釋放;(2)依賴于蛋白的terminator也形成一個發(fā)夾,但由于沒有長段U,所以需要蛋白幫助,終止RNA合成。二十四、試比較真核生物與原核生物mRNA轉(zhuǎn)錄的主要區(qū)別。真核生物與原核生物mRNA轉(zhuǎn)錄的比較如下:原核生物:操縱子 RNA聚合酶 核心酶加因子 不需加工與翻譯相偶聯(lián) 類核真核生物:單基因 RNA聚合酶 聚合酶加轉(zhuǎn)錄因子 需加工故與翻譯相分離 核內(nèi)分別說出5種以上RNA的功能? 轉(zhuǎn)運RNA tRNA 轉(zhuǎn)運氨基酸 核蛋白體RNA rRNA 核蛋白體組成成 信使RNA mRNA 蛋白質(zhì)合成模板 不均一核RNA hnRNA 成熟mRNA的前體 小核RNA snRNA 參與hnRNA的剪接 小胞漿RNA scRNA/7SL-RNA 蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位合成的信號識別體的組成成分 反義RNA anRNA/micRNA 對基因的表達起調(diào)節(jié)作用 核 酶 Ribozyme RNA 有酶活性的RNA 二十五、基因文庫的構(gòu)建對重組子的篩選舉出3種方法并
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