该法又称粒子轰击(particle bombardment)，高速粒子喷射技术(High-velocity particle microprojection)或基因枪轰击技术(gene gun bombardment)，是由美国Comel大学生物化学系John.C.Santord等于1983年研究成功。并在1987年，Vlein首先报道了应用此技术将TMV（烟草花叶病毒）RNA吸附到钨粒表面，轰击洋葱表皮细胞，经检测发现病毒RNA能进行复制，并以同样技术将CAT(Chloraphericol acetyltransferase氯霉素乙酰转移酶基因)基因导入洋葱表皮细胞。现在，该技术已在烟草、水稻、小麦、黑麦草、甘蔗、棉花、大豆、菜豆、洋葱、番木瓜、甜橙、葡萄等多种作物上成功。

这一方法是依靠一种基因枪来帮助导入外源基因。基因枪根据动力系统可分为火药引爆、高压放电和压缩气体驱动三类。其基本原理是通过动力系统将带有基因的金属颗粒（金粒或钨粒），将DNA吸附在表面，以一定的速度射进植物细胞，由于小颗粒穿透力强，故不需除去细胞壁和细胞膜而进入基因组，从而实现稳定转化的目的。它具有应用面广，方法简单，转化时间短，转化频率高，实验费用低等优点。对于农杆菌不能感染的植物，采用该方法可打破载体法的局限。基因枪的转化频率与受体种类、微弹大小、轰击压力、制止盘与金颗粒的距离、受体预处理、受体轰击后培养有直接关系。


基因枪法： 将直径4um的钨粉或金粉在供体DNA中浸泡，然后用基因枪将这些粒子打入细胞、组织或器官中，具有一次处理多个细胞的优点，但转化效率较低，另外这种方法也用于基因治疗和抗体制备，并已取得初步成效。

成串重复序列衍生的单个分立基因，
或是在成簇的基因家族中通过染色体重排而分散到其他位置上的成员，被称为孤独基因(orphan gene)。

细胞内的基因可分为“管家基因”和“奢侈基因”，前者是维持细胞生存不可缺少的，后者和细胞分化有关，是组织特异性表达有关的基因，在特定组织中保持非甲基化或低甲基化状态，而在其他组织中呈甲基化状态。

看家基因(house-keeping gene)   
  
维持细胞最低限度功能所不可少的基因, 如编码组蛋白基因、编码核糖体蛋白基因、线粒体蛋白基因、糖酵解酶的基因等。这类基因在所有类型的细胞中都进行表达，因为这些基因的产物对于维持细胞的基本结构和代谢功能是必不可少的。

血清应答因子 serum response factor (SRF) 一种正调节转录激活蛋白。

Microarray,微阵列,即生物芯片（见词条biochip)的专业称呼，可以分为基因芯片（DNA芯片，RNA芯片）、蛋白质芯片，以及各类特殊的，定制化的芯片的总称。

 

IFE
等电聚焦电泳
利用一种特殊的缓冲液（两性电解质）在聚丙烯酰氨凝胶制造一个pH梯度，电泳时，每种蛋白质迁移到它的等电点（pI）处，即梯度足的某一pH时，就不再带有净的正或负电荷了。

生物谷注：国内通常简写为IFE，实际上是错误的，可以简称为“IEF电泳”，但不可以简称为IFE。isolelectric focusing 缩写为IEF

Argonaute (AGO)：一类庞大的蛋白质家族，是组成RISCs复合物的主要成员。AGO蛋白质主要包含两个结构域：PAZ和PIWI两个结构域，但具体功能现在尚不清楚。

最近的研究表明，PAZ结构域结合到siRNA 的3’的二核苷酸突出端；一些AGO蛋白质的PIWI结构域赋予slicer以内切酶的活性。PAZ和PIWI两个结构域，对于siRNA和目标mRNA相互作用，从而导致目标mRNA的切割或者翻译抑制过程，是必不可少的。同时，不同的AGO蛋白质有着不同的生物学功能。

例如，在人当中，AGO2“筹划”了RISCs对于目标mRNA的切割过程；而AGO1 和AGO3则不具备这个功能。

其它相关名词:

Core RISC：是介导目标mRNA切割过程或者翻译抑制的最小的RNA-蛋白质复合物。在人和果蝇身上发现的分子量少于200kDa的RISCs可能就是core RISC的重要代表。AGO蛋白质和Core RISC密切相关。

Dicer (DCR)：是RNAase Ⅲ家族中的一员，主要切割dsRNA或者茎环结构的RNA前体成为小RNAs分子。对应地，我们将这种小RNAs分子命名为siRNAs和miRNA。Dicer有着较多的结构域，最先在果蝇中发现，并且在不同的生物体上表现出很高的保守性。

Holo RISC：是在果蝇中发现的有着RISC活性的最大的RNA-蛋白质复合物（80S）。Holo RISC的生物学活性牵涉到几乎所有的RISC的成员，RLC成员，和一些其他通路上的蛋白质分子。Holo RISC的存在，表明了RISC组装不是孤立的，同时还是一个有序的过程。以RISC为中心的RNAi和miRNA通路与一些其他的通路密切联系，很可能借此调控生物体的生长发育过程。

Microprocessor：一种核内的复合物，主要由Drosha和Pasha两者组成，在miRNA的生物合成中促使原始的miRNA成为miRNA前体。 MicroRNA (miRNA)：是含有茎环结构的miRNA前体，经过Dicer加工之后的一类非编码的小RNA分子（~21-23个核苷酸）。MiRNA，以及miRISCs（RNA-蛋白质复合物）在动物和植物中广泛表达。因之具有破坏目标特异性基因的转录产物或者诱导翻译抑制的功能，miRNA被认为在调控发育过程中有重要作用。

 RISC loading complex (RLC)：是一种促使RISC形成的复合物。RLC有方向性地调节小RNA双螺旋，为以后的RISC组装作好铺垫。最近，siRISC loading complexes （siRLCs）在果蝇中研究最多。有研究者认为在果蝇中的siRLCs包含DCR2-R2D2异型二聚体和siRNA双螺旋；R2D2部分是非对称性的感受器，为RISC组装调整好siRNA的方向。

miRISC loading complexes （miRISCs）的研究尚未报导，因为它的过程更为复杂，而且体外研究miRLCs的方法还没有建立。

RNA-induced initiation of transcriptional gene silencing (RITS)：是一种组织染色质变型的复合物。RITS复合物也包含Dicer加工形成的siRNA和AGO蛋白质，通过结合到异染色质的基因池上来促使异染色质上基因的沉默。

 RNA-induced silencing complex (RISC)：一种RNA-蛋白质复合物，通过与目标mRNA完全或者部分的互补配对来实施切割或者翻译抑制功能。SiRNA组装siRISC，miRNA组装miRISC。RISCs（无论siRISC还是miRISC）包括两种类型：切割型和不切割型。现在的研究表明，RISC当中的AGO蛋白质决定了RISC是切割型的还是不切割型的。

 Slicer：在切割型RISC中的内切酶的另外一种表述方法。

Small interfering RNA (siRNA)：是一种小RNA分子（~21-25核苷酸），由Dicer（RNAase Ⅲ家族中对双链RNA具有特异性的酶）加工而成。SiRNA是siRISC的主要成员，激发与之互补的目标mRNA的沉默。

一种抑癌基因，最初是在结肠腺瘤样息肉（adenomatous polyposis coli）病人中发现的，并以此命名。APC基因定位于染色体5q21-22，属于Wnt信号途径的负调控因子，APC蛋白可与β-catenin连接，促进β-catenin降解，而β-catenin在细胞内积累后，可进入细胞核，与T细胞因子TCF结合，促进相关基因的表达。

基因探针（probe）就是一段与目的基因或DNA互补的特异核苷酸序列，它可以包括整个基因，也可以仅仅是/基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之转录而来的RNA。

1．探针的来源 DNA探针根据其来源有3种：一种来自基因组中有关的基因本身，称为基因组探针（genomic probe）；另一种是从相应的基因转录获得了mRNA，再通过逆转录得到的探针，称为cDNa 探针（cDNa probe）。与基因组探针不同的是，cDNA探针不含有内含子序列。此外，还可在体外人工合成碱基数不多的与基因序列互补的DNA片段，称为寡核苷酸探针。

2．探针的制备 进行分子突变需要大量的探针拷贝，后者一般是通过分子克隆（molecular cloning）获得的。克隆是指用无性繁殖方法获得同一个体、细胞或分子的大量复制品。当制备基因组DNA探针进，应先制备基因组文库，即把基因组DNA打断，或用限制性酶作不完全水解，得到许多大小不等的随机片段，将这些片段体外重组到运载体（噬菌体、质粒等）中去，再将后者转染适当的宿主细胞如大肠肝菌，这时在固体培养基上可以得到许多携带有不同DNA片段的克隆噬菌斑，通过原位杂交，从中可筛出含有目的基因片段的克隆，然后通过细胞扩增，制备出大量的探针。

为了制备cDNA 探针，首先需分离纯化相应mRNA，这从含有大量mRNA的组织、细胞中比较容易做到，如从造血细胞中制备α或β珠蛋白mRNA。有了mRNA作模板后，在逆转录酶的作用下，就可以合成与之互补的DNA(即cDNA)，cDNA与待测基因的编码区有完全相同的碱基顺序，但内含子已在加工过程中切除。

寡核苷酸探针是人工合成的，与已知基因DNA互补的，长度可从十几到几十个核苷酸的片段。如仅知蛋白质的氨基酸顺序量，也可以按氨基酸的密码推导出核苷酸序列，并用化学方法合成。

3.探针的标记 为了确定探针是否与相应的基因组DNA杂交，有必要对探针加以标记，以便在结合部位获得可识别的信号,通常采用放射性同位素32P标记探针的某种核苷酸α磷酸基。但近年来已发展了一些用非同位素如生物素、地高辛配体等作为标记物的方法。但都不及同位素敏感。非同位素标记的优点是保存时间较长,而且避免了同位素的污染。最常用的探针标记法是缺口平移法(nick translation)。首先用适当浓度的DNA酶Ⅰ（DNAseⅠ）在探针DNA双链上造成缺口，然后再借助于DNA聚合酶Ⅰ（DNa poly merasⅠ）的5’→3’的外切酶活性，切去带有5’磷酸的核苷酸；同时又利用该酶的5’→3’聚酶活性，使32P标记的互补核苷酸补入缺口，DNA聚合酶Ⅰ的这两种活性的交替作用，使缺口不断向3’的方向移动，同时DNA链上的核苷酸不断为32P标记的核苷酸所取代。

探针的标记也可以采用随机引物法，即向变性的探针溶液加入6个核苷酸的随机DNA小片段，作为引物，当后者与单链DNA互补结合后，按碱基互补原则不断在其3’OH端添加同位素标记的单核苷酸，这样也可以获得比放射性很高的DNA探针。

表位作图       早期表位作图或定位(epitopemapping)主要是采用精细的、但十分繁琐的蛋白质化学方法。这些方法是基于蛋白质修饰和降解的原理，可经侧链化学修饰法选择性地标记氨基酸，失去结合的部分将被测出。蛋白质抗原被降解为小片段，经测序后确定抗体结合的位点。虽然其结果在蛋白化学中是非常完美的例子，但是要确定某一抗原的全部表位需要大量的时间。分子克隆技术和肽链合成方法的进展极大地促进了表位作图方法的改进。现已可以通过诱变、蛋白质合成或蛋白竞争结合方法鉴定其表位。此外，表位序列测定的应用对抗体结合表位的分析具有显著的优越性。表位作图方法也可用在其他方面的研究，如蛋白质功能活性的定位，以及特殊标志的结合区分析。 通过重组cDNA克隆的Tn5转座子诱变技术获得的疟原虫表面抗原表位作图 质粒pEG81转座子(Tn5)表位作图：该图显示了57个独立的Tn5插入部分的位置，用Hindm消化纯化的质粒DNA，确定丁pEG81的HindⅢ酶切位点的插入突变。PEG81：：Tn5—121右侧的插入能被PvuⅡ和BamHI消化，证明它们在pEG81的插入方向正确。PstI消化证实了Tn5的cDNA插入。用Psti消化pEGSl导致340bp限制性片段的消失，推测系Tn5插入该片段所致。圈中数字表示该插入对携带质粒细胞的溶解产物与2G3结合无影响，菱形内数字表示含质粒细胞溶解产物不再与抗体结合。       对单克隆抗体和多克隆抗体识别蛋白质抗原表位的确定为免疫化学分析提供了十分有用的信息。表位作图方法是检测免疫反应特异性和鉴定不同抗体的重要方法。它也被用来确定相关物质的特性，如蛋白修饰位点、蛋白片段的来源或该蛋白在细胞膜上的定位。利用结合特异性表位的抗体可以对蛋白质结构域、蛋白质功能和蛋白质间相互作用体可以确定相关蛋白质在细胞内的定位，以及测定相关蛋白质的特异性或修饰其功能。     表位作图可用于检测免疫反应特异性或不同抗体的鉴别，亦可用来确定蛋白质的特性，如蛋白质的位点、蛋白质片段的来源以及蛋白质在细胞中的定位。     表位可根据其功能的不同分为两种不同类型：①线性表位(1inear)：为小的线状肽链序列，约为5～20个氨基酸；②构象表位(conformational)：由蛋白折叠而形成的较大的区域。抗原—抗体结合晶体结构研究表明存在两种类型的表位。     线性表位的抗体结合位点与其氨基酸侧链骨架之间形成了较强的多样性结构，并与相邻的肽链序列连接在一起，这些表位也被称为连续性表位。事实上线性表位需要某些局部的结构变形或为紧密的、但并非连续的氨基酸序列，如那些兼性。螺旋结构。因此，所谓线性表位的描述是不够确切的。所有与抗体结合位点功能相关的结构，均位于一个肽链片段之中。而来自于该片段之外的其他序列，对于抗体结合位点的构成并非重要。     构象表位宜对较大的蛋白区表位作图。这些表位表现出侧链间的相互作用，虽然在折叠蛋白质结构中构象表位彼此非常靠近，但其间被较长的线性序列相互隔开。连续性表位或接近连续性的氨基酸序列对蛋白质的降解作用有抵抗能力。而那些非连续性表位结构在蛋白质未能折叠的情况下将会失去活性，这也是两种不同表位在功能上不同的关键所在。     在免疫印迹反应中，抗体能够识别耐蛋白降解的表位，它们在蛋白抗原上的结合位点能够被精确地定位，直到很小的肽链片段。     构象表位的精确定位极为困难。竞争性试验可用来确定2个或2个以上的抗体是否识别相同的蛋白质抗原空间不连续表位或重叠位点。大分子蛋白质常含有50—100个氨基酸组成的不连续折叠构象。因此，利用重组DNA技术，可以定位那些构象性表位，至少可以确定其肽链片段。

一类被钙离子活化后可与膜磷脂结合的蛋白，参与膜转运及膜表面其他一系列依赖于钙调蛋白的活动，分为I,II,III等多种。其中膜联蛋白I即脂皮质蛋白I,膜联蛋白II即依钙结合蛋白，膜联蛋白IV即内联蛋白II或锚定蛋白，膜联蛋白VI即钙磷脂结合蛋白或钙电蛋白，膜联蛋白VII即会联蛋白II

因DNA插入而引起的基因重组

基因打靶：是指通过DNA定点同源重组，改变基因组中的某一特定基因，从而在生物活体内研究此基因的功能。 基因打靶技术是一种定向改变生物活体遗传信息的实验手段，它的产生和发展建立在胚胎干(ES)细胞技术和同源重组技术成就的基础之上，并促进了相关技术的进一步发展。基因打靶技术将广泛应用于基因功能研究、人类疾病动物模型的研制以及经济动物遗传物质的改良等方面。


首先获得ES细胞系，利用同源重组技术获得带有研究者预先设计突变的中靶ES细胞。通过显微注射或者胚胎融合的方法将经过遗传修饰的ES细胞引入受体胚胎内。经过遗传修饰的ES细胞仍然保持分化的全能性，可以发育为嵌合体动物的生殖细胞，使得经过修饰的遗传信息经生殖系遗传。获得的带有特定修饰的突变动物提供研究者一个特殊的研究体系，使他们可以在生物活体中研究特定基因的功能。目前，在ES细胞进行同源重组已经成为一种对小鼠染色体组上任意位点进行遗传修饰的常规技术。通过基因打靶获得的突变小鼠已经超过千种(相关数据库参见文献)，并正以每年数百种的速度增加。通过对这些突变小鼠的表型分析，许多与人类疾病相关的新基因的功能已得到阐明，并直接导致了现代生物学研究各个领域中许多突破性的进展。

由上到下


基因打靶技术是一种定向改变生物活体遗传信息的实验手段。通过对生物活体遗传信息的定向修饰包括基因灭活、点突变引入、缺失突变、外源基因定位引入、染色体组大片段删除等，并使修饰后的遗传信息在生物活体内遗传，表达突变的性状，从而可以研究基因功能等生命科学的重大问题，以及提供相关的疾病治疗、新药筛选评价模型等。基因打靶技术的发展己使得对特定细胞、组织或者动物个体的遗传物质进行修饰成为可能。


基因打靶技术在基因功能研究中的应用、应用基因打靶技术研制人类疾病动物模型、应用基因打靶技术改良动物品系和研制动物反应器等。


70岁的美国科学家马里奥·卡佩奇，82岁的美国科学家奥立佛·史密斯与66岁的英国科学家马丁·埃文斯，凭借基因打靶技术共同分享了2007年度诺贝尔生理学或医学奖。因为他们发现了如何用基因控制老鼠胚胎细胞，评委会认为，是因为其“开创了全新的研究领域”，为人类攻克某些疾病提供了药物试验的动物模型。

  “基因打靶”技术是指利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术。借助这一从上世纪80年代发展起来的技术，人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精细改造。科学家可以瞄准某一特定基因，使其失去活性，进而研究该特定基因的功能。打个比方来说，使用“基因打靶”这具高精度瞄准镜，科学家们就能够精确瞄准任何一个基因，并对它进行深入研究。

   尽管“基因打靶”技术刚刚诞生20余年，全世界的科学家已经利用该技术先后对小鼠的上万个基因进行了精确研究。根据导致人类疾病的各种基因缺陷，科学家培育了超过500种存在不同基因变异的小鼠，这些变异小鼠对应的人类疾病包括心血管疾病、神经病变，糖尿病和癌症等。

   诺贝尔奖评审委员会在新闻公报中说：“今年的奖项所涉及的发现引领人们掌握了一个无比强大的研究武器：小鼠的‘基因打靶’研究技术。它如今已经被应用在生物医学所有领域。”
　
  “基因打靶”技术现在还只是起步阶段，这项技术将被越来越频繁地使用，通过系统地剔除基因，人类能够了解自身和疾病机理，掌握更有效的治疗手段。   

主要包括有粒细胞集落刺激因子（G-CSF）粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）和巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）等几种细胞因子

脂肪细胞 adipocyte 脂肪组织的间充质细胞，含有大的充满液体脂质的膜泡。

间隔基因(gap genes)
是沿果蝇前后轴最早表达的合子基因，它们均编码转录因子，参与果蝇胚胎前后轴早期模式的形成。胚胎尚处于合胞体胚层阶段时，沿前后轴的Bicoid蛋白梯度即启动了间隔基因的表达。间隔基因包括hunchback、giant、krüppel、knirps、tailness等。由于这组基因发生突变时会导致体节模式发生间隔缺失现象，所以将它们称为间隔基因。

当基因转入破坏生物体基因组内某个基因后，观察由此引起的表型变化，同样也可认识基因的功能，这是基因剔除(gene knock-out)。基因剔除是用DNA重组技术剔除或破坏生物体基因组内某一特定基因，而后观察由此引起的表型改变。这样，可以了解该基因的生物学功能。现以小鼠为例，先将待剔除的基因制成缺失突变型，在缺失的位置上插入一个选择基因如新霉素抗性基因(neo)，同时再接上另一个选择基因如胸苷激酶基因(tk)。将这一段带有已失去原有功能的待剔除基因的DNA片段装在载体上，转入在体外培养的小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cells，ES cells)。在细胞内，通过同源重组将基因组里有功能的待剔除基因置换掉，也就是被剔除了。因为转入的外源DNA片段只有通过同源重组整合进基因组时，方能把片段上连接在待剔除基因旁边的选择基因丢掉。非同源重组也就是随机整合，则会把整个外源DNA片段包括已失去功能的待剔除基因序列和两个选择基因，全部插入ES细胞的基因组。此时，在体外培养ES细胞时，在培养液里加入针对两个选择基因的适当的化学物质，就可使随机整合(此时整个外源DNA包括neo和tk基因都被整合)而仍保留着待剔除基因的ES细胞被选择性地杀死；只有发生了同源重组(此时，tk基因不被整合)使待剔除基因被置换或剔除掉的ES细胞，方能选择性地存活下来。然后将这些存活的ES细胞注射进小鼠早期胚胎。由于ES细胞是二倍体细胞，所以已经剔除了待剔除基因的ES细胞是该基因的杂合子，也就是ES细胞的一对同源染色体中只有一条染色体上的等位基因被剔除了。所以这种ES细胞注入小鼠胚胎后产下的小鼠也是该基因的缺失杂合体，需要把同是该基因缺失杂合体的雌雄小鼠交配，从子代中选出该基因缺失的纯合体，其概率为四分之一。这些缺失纯合小鼠可用于研究鉴定被剔除基因的生物功能。

在转基因实验中，其调控作用可使基因表达对整合位点不敏感，而仅仅取决于转基因的拷贝数，如见于珠蛋白基因