为高中、初中和小学生命科学教师设计的 DNA 结构工作表、DNA 复制活动和课程计划可供免费下载。这些资源可满足各种教育需求。NGSS Life Science 网站提供各种精彩课程。通过单击“免费课程计划 (PDF)”链接或成为会员,教育工作者可以访问答案和可编辑文件。免费动物细胞课程包括人体系统疾病项目等项目。高中项目涉及学生通过 BLAST 活动了解突变蛋白质如何影响细胞、器官和器官系统,以镰状细胞病为例。这与 NGSS 标准 HS-LS1-1 和 HS-LS1-2 一致。NOVA 视频“破解生命密码”涵盖了人类基因组、突变、遗传变异、最高法院对基因专利的裁决、寻找疾病治疗方法和基因改造等主题。它与 NGSS 标准 HS-LS3-1 一致,由 WGBH 教育基金会和 Clear Blue Sky Productions 发布。免费的遗传伦理问题课程计划要求学生回答与遗传学(克隆、基因治疗)科学伦理相关的多项选择题,然后讨论每个问题的利弊。这与 NGSS 标准 HS-LS3-1 一致,由 Shannan Muskopf 发布。DNA 提取实验室允许高中生从他们的颊细胞中提取 DNA,以了解 DNA 的结构和 DNA 复制。该实验室包括有关 DNA 碱基配对及其与中心法则(DNA - 蛋白质 - 性状)的关系的问题。它与 NGSS 标准 HS-LS1-1 和 HS-LS3-1 一致,由 Ingrid Waldron 和 Jennifer Doherty 发布。DNA to Me 歌词项目要求高中生写一首关于 DNA、蛋白质合成和表型的诗歌或音乐歌词。该项目是学生所学 DNA 结构、DNA 碱基配对、基因、转录、翻译和表型的综合。它与 NGSS 生命科学发布的 NGSS 标准 HS-LS1-1、HS-LS1-6 和 HS-LS3-1 相一致。DNA 指纹识别犯罪现场项目涉及高中生检查犯罪现场证据,以确定谁应对食用女王特制进口的 Lindbergher 奶酪负责。学生模拟电泳和 DNA 指纹识别的过程。它与 Shannan Muskopf 发布的 NGSS 标准 HS-LS3-1 相一致。DNA 结构测验评估高中生对 DNA 结构的了解,包括双螺旋、核苷酸单体、DNA 聚合物、核酸生物分子、DNA 复制、互补链和碱基配对、脱氧核糖和磷酸骨架以及氮碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤)。发现双螺旋结构:通过实践了解 DNA 结构和复制在这个互动实验室中,高中生制作 DNA 双螺旋结构的纸质模型。通过标记四种核苷酸(腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶)并练习氮碱基配对,学生对 DNA 复制有了更深入的了解。实验室还通过扭曲和盘绕模型来模拟超螺旋。通过这种动手实践的方法,学生可以探索分子生物学的关键概念,包括 DNA 结构、核酸(DNA、RNA)和基因表达。他们了解半保守复制、DNA 酶、基因突变、染色体突变、遗传疾病、原核生物和真核生物。通过使用引人入胜的 DNA 结构和复制工作表,教育工作者可以让学生更容易理解复杂的细胞过程。将这些资源纳入课程计划有助于教师提供坚实的科学和生物学基础,这对于高级课程的成功至关重要。这些工作表适合不同的学习风格,使教师能够量身定制教学并满足所有学生的需求。通过整合 DNA 结构和复制工作表,教师可以创建一个互动学习环境,促进对主题的深入理解。Quizizz 是一个有价值的平台,适合希望将 DNA 结构和复制工作表纳入课程的教育工作者。该平台提供广泛的资源,包括高质量的工作表、测验、抽认卡和互动游戏,旨在强化科学和生物学中的关键概念。通过利用 Quizizz,教师可以创建一个动态的学习环境,满足学生的不同需求。此外,该平台还允许教育工作者跟踪学生的进度并确定可能需要额外支持的领域,确保学生获得全面而有效的学习体验。教师可以创建一个互动的学习环境,以促进对主题的深入理解。Quizizz 是一个有价值的平台,适合希望将 DNA 结构和复制工作表纳入课程的教育工作者。该平台提供广泛的资源,包括高质量的工作表、测验、抽认卡和互动游戏,旨在强化科学和生物学的关键概念。通过利用 Quizizz,教师可以创建一个动态的学习环境,满足学生的不同需求。此外,该平台还允许教育工作者跟踪学生的进度并确定可能需要额外支持的领域,确保学生获得全面而有效的学习体验。教师可以创建一个互动的学习环境,以促进对主题的深入理解。Quizizz 是一个有价值的平台,适合希望将 DNA 结构和复制工作表纳入课程的教育工作者。该平台提供广泛的资源,包括高质量的工作表、测验、抽认卡和互动游戏,旨在强化科学和生物学的关键概念。通过利用 Quizizz,教师可以创建一个动态的学习环境,满足学生的不同需求。此外,该平台还允许教育工作者跟踪学生的进度并确定可能需要额外支持的领域,确保学生获得全面而有效的学习体验。
CRISPR-Cas9 编辑是一种可扩展的生物通路映射技术,但据报道会导致基因组发生各种不希望出现的大规模结构变化。我们对原代人类细胞中的基因组进行了阵列式 CRISPR-Cas9 扫描,以 101,029 个指导基因为靶点敲除 17,065 个基因。高维表型组学揭示了一种“邻近偏差”,其中 CRISPR 敲除与同一染色体臂上生物学上不相关的基因的敲除具有意想不到的表型相似性,重现了典型的基因组结构和结构变异。转录组学将邻近偏差与染色体臂截断联系起来。对已发表的大规模敲除和敲减实验的分析证实,这种影响在细胞类型、实验室、Cas9 递送机制和检测方式中普遍存在,并表明邻近偏差是由 DNA 双链断裂引起的,细胞周期控制起着中介作用。最后,我们展示了一种针对大规模 CRISPR 筛选的简单校正方法,以减轻这种普遍存在的偏见,同时保留生物学关系。
•转录和复制等过程要求DNA的两条链暂时分开,从而允许聚合酶访问DNA模板。但是,核小体的存在以及将染色质折叠为30纳米纤维的折叠构成障碍物,以放松并复制DNA的酶。
。CC-BY-NC 4.0国际许可证的永久性。根据作者/资助者,它是根据预印本提供的(未经同行评审的认证),他已授予Biorxiv的许可证,以在2025年1月16日发布的此版本中在版权所有者中显示预印本。 https://doi.org/10.1101/2025.01.15.633104 doi:Biorxiv Preprint
在全球气候变化带来的挑战下增加粮食生产,从头驯化的概念(利用耐心的野生物种作为新作物)最近引起了人们的关注。我们以前曾在豆类维格纳氏菌(Minni payaru)的诱变人群中鉴定出具有所需的驯化性状的突变体,为新命运的试点。鉴于有多种耐心的野生豆类物种,使用反向遗传学建立有效的驯化过程很重要,并确定负责驯化性状的基因。在这项研究中,我们使用Vigna stipulacea ISI2突变体将VSPSAT1识别为负责降低硬种子的候选基因,该基因从镜头凹槽中吸收水。扫描电子显微镜和计算机断层扫描显示,ISI2突变体的蜂窝状蜡密封镜头凹槽比野生型较小,并且从透镜凹槽中取水。我们还鉴定了ISI2突变体的多效性效应:加速叶片衰老,种子大小的增加和每个豆荚的种子数量减少。在这样做的同时,我们在11个染色体和30,963个注释的蛋白质编码序列中生产了441 MBP的二木杆菌全基因组组件。这项研究强调了野生豆类的重要性,尤其是维格尼亚属的豆类,对生物和非生物胁迫的耐受性对于气候变化期间的全球粮食安全。
强大的位点特异性核酸酶的出现,尤其是群集的定期间隔短的短质体重复序列(CRISPR)/CRISPR相关蛋白(CAS)系统,可以进行精确的基因组操纵,已撤销了植物的育种。直到最近,研究人员的主要重点一直是简单地敲除或敲除单基因,或诱导单碱性变化,但是对这项技术的不断改进已经实现了更雄心勃勃的应用,以提高植物生产力或其他理想的特征。一个长期的目标是诱导靶向染色体重排(交叉,反转或易位)。该技术的可行性有可能改变植物繁殖,因为例如,逆转(例如反转)通常会出现繁殖过程的障碍。以这种方式,性状之间的遗传联系可以分别改变,分别结合或分开有利和有害基因。在这篇综述中,我们讨论了植物中染色体工程领域的最新突破及其在植物育种领域的潜在应用。将来,这些方法可能适用于根据植物育种需求以指示方式塑造植物染色体。
DNA双螺旋结构的发现以及DNA测序的最新进展为基因组的合成提供了动力。2 – 4合成生物学家不再满足于仅仅复制自然基因组,而是雄心勃勃地想要创建新版本的基因组。5 – 19计算机辅助模拟允许重新设计具有特定功能的基因组,并且遵循基因组设计的最基本原则,即保持细胞活力7,11,12,20,可以引入自定义遗传特征以增加基因组的灵活性。例如,可以实现重新编码、引入重组位点和水印序列9以及删除重复序列和不稳定元素。 12,20 新设计的基因组序列被分层划分为寡核苷酸 7,9,21,然后在体内和体外组装成“短” 22,23 “中” 24 – 26 和“长” 13,20 DNA 片段。最后,将化学合成的 DNA 移植到细菌或酵母细胞中,取代天然遗传物质。11,27
定向进化可以有效地改造蛋白质、生物合成途径和细胞功能。传统的基于质粒的方法通常对一个或偶尔多个感兴趣的基因进行诱变,需要耗时的人工干预,并且进行诱变的基因在其原生基因组背景之外。其他方法不加选择地诱变整个基因组,这可能会扭曲结果。最近的重组工程和基于 CRISPR 的技术通过允许在其原生基因组背景下的多个预定位点上实现极高的突变率,从根本上改变了这一领域。在这篇综述中,我们重点介绍了最近的技术,这些技术可能允许在这些目标序列的原生基因组背景下在多个基因组位点上加速可调诱变。这些技术将通过四个主要标准进行比较,包括诱变规模、对多种微生物物种的可移植性、脱靶诱变和成本效益。最后,我们讨论这些技术进步如何为基础研究和生物技术开辟新的途径。
遗传的功能和物理单位从父母传给后代。一个基因是在染色体上占据特定位置的DNA(A,C,G,T)的序列。基因编码个体的特定特征。