基因組學(xué)復(fù)習(xí)題

1、1）什么是 C-值悖理？什么是 N-值悖理？C-值悖理：生物基因組的大小同生物進(jìn)化所處地位的高低無關(guān)的現(xiàn)象。N-值悖理：基因數(shù)目與進(jìn)化程度或生物復(fù)雜性的不對應(yīng)性，稱之為 N 值悖理2）什么是序列復(fù)雜性？基因組中不同序列的 DNA 總長，用 bp 表示。3）RNA 分子有哪些種類？mRNAtRNArRNAscRNAsnRNAsnoRNA、分子干擾 RNA4）不編碼蛋白質(zhì)的 RNA 包括哪些類型？tRNArRNAscRNAsnRNAsnoRNA 小分子干擾 RNA5）什么是假基因？假基因是如何形成的？來源于功能基因但已失去活性的 DNA列，有沉默的假基因，也有可轉(zhuǎn)錄的假基因。產(chǎn)生假基因的原因有很多

2、，如編碼序列出現(xiàn)終止密碼子突變，或者插入和缺失某些核甘酸使 mRN 影碼，造成翻譯中途停止或者異常延伸，合成無活性的蛋白質(zhì)。6）假基因能否表達(dá)？?為什么？能，假基因相對于原來的基因已經(jīng)失去功能但是可能產(chǎn)生新的功能。最初人彳門認(rèn)為，假基因是不能轉(zhuǎn)錄的基因，隨著基因組數(shù)據(jù)的積累，現(xiàn)在已知有不少假基因仍然保持轉(zhuǎn)錄的活性，特別是起源于重復(fù)基因的假基因和獲得啟動(dòng)子加工的假基因，但假基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物已失去原有的功能，如產(chǎn)生殘缺蛋白質(zhì)。7）如何劃分基因家族？?什么是超基因家族？基因家族：將來自共同的祖先，因基因加倍或變異產(chǎn)生了許多在 DNA 序列組成上基本一致而略有不同的成員劃分為一個(gè)基因家族。超基因家族：起

3、源于共同祖先，由相似 DNA 序列組成的許多基因亞家族或相似的基因成員構(gòu)成的群體，它們具有相似的功能。8）低等生物與高等生物基因組組成有何差別？為什么會(huì)產(chǎn)生這些差別？低等生物：1）結(jié)構(gòu)緊湊，一般不存在內(nèi)含子（古細(xì)菌除外）；2）大小在 5Mb 以下；3）缺少重復(fù)序列；4）很少非編碼序列高等生物：1）結(jié)構(gòu)松弛，含有大量重復(fù)序列；2）基因大多為斷裂基因，由內(nèi)含子和外顯子構(gòu)成；3）由線性 DNA 與蛋白質(zhì)組成染色體結(jié)構(gòu)；4）含有細(xì)胞器基因組。9）有哪些結(jié)構(gòu)異常的基因？舉例說明。重疊基因：編碼序列彼此重疊的基因。1 .單個(gè)的 mRNAT 以編碼 2 種或多種蛋白質(zhì)。例如：大腸桿菌噬菌體X174 基因組長

4、 5386bp,共編碼 11 個(gè)基因，有7 個(gè)基因?yàn)橹丿B基因，其中 3 個(gè)重疊基因 A,A*和 B 共享部分 3端序列。2 .由不同的啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄的彼此重疊的 mRNA 各自編碼不同的蛋白質(zhì)。例如：人類核基因組 INK4a/ARF 座位有 2 個(gè)蛋白質(zhì)產(chǎn)物 p16 和 p19,他們利用同一座位的不同啟動(dòng)子，第一個(gè)外顯子不同，但共享第二和第三個(gè)外顯子，產(chǎn)生兩個(gè)不同讀框的 mRNA基因內(nèi)基因：一個(gè)基因的內(nèi)含子中包含其他基因。例如：線蟲基因組中一個(gè)編碼甘氨酸合成酶的基因 FGAMT21 個(gè)內(nèi)含子，內(nèi)含子 9 中含有一個(gè)獨(dú)立的基因，內(nèi)含子 11 中含有 4 個(gè)獨(dú)立的基因。反義基因：與已知基因編碼序列互補(bǔ)

5、的負(fù)鏈編碼的基因。例如：大麥有 3 個(gè)可在種胚糊粉層專一性表達(dá)的 a-淀粉酶基因，2 個(gè)為 A 型，一個(gè)為 B 型，由赤霉素誘導(dǎo)表達(dá)。基因組中已檢測到編碼 A 型 a-淀粉酶反義 RNA 基因，它的表達(dá)受控于脫落酸，這是脫落酸拮抗赤霉素的分子機(jī)制之一。第 2 章名詞解釋遺傳圖、物理圖、重疊群、小衛(wèi)星、微衛(wèi)星問答題：1 .理想的遺傳作圖標(biāo)記應(yīng)該滿足哪些條件？RFLPSSLP 和 SNPfe 記各有什么特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)？2 .造成遺傳圖發(fā)生偏離的因素有哪些？1）什么是遺傳圖？遺傳作圖的理論基礎(chǔ)是什么？遺傳圖是應(yīng)用遺傳學(xué)分析方法將基因或其他 DNA 序列標(biāo)定在染色體上構(gòu)建的連鎖圖?；A(chǔ)：孟德爾 1865

6、 年首次描述的遺傳學(xué)原理。2）什么是分子標(biāo)記？有哪些分子標(biāo)記？?各有什么特點(diǎn)？是指以 DNA 片段為標(biāo)記，通過 DNA 片段的電泳使 DNA 產(chǎn)生多態(tài)性。限制性片段長度多態(tài)性（restrictionfragmentlengthpolymorphisms,RFLP）特點(diǎn)：1）.處于染色體上的位置固定。2） .同一親本及其子代相同位點(diǎn)上的多態(tài)性片段特征不變。3） .同一凝膠電泳可顯示同一位點(diǎn)不同的多態(tài)性片段，具有共顯性特點(diǎn)4） .有兩種等位形式。簡單序歹1J 長度多態(tài)性（simplesequencelengthpolymorphisms,SSLP）具有多等位性。又可分為可變串聯(lián)重復(fù)（variabl

7、enumberoftandemrepeat,VNTR）特點(diǎn)：多態(tài)信息含量較高，但數(shù)量有限，而且在基因組上分布不均勻，不適合 PCRT 增。簡單串聯(lián)重復(fù)序列（singlesequencerepeat,SSR）特點(diǎn)：1）染色體上的位置相對固定；2）操作簡單，可以用 PCR 擴(kuò)增；3）同一凝膠電泳可顯示不同多態(tài)性片段，表現(xiàn)為共顯性；4）有多種等位形式。單核昔酸多態(tài)性（singlenucleotidepolymorphisms,SNP）特點(diǎn)：1）理論上同一堿基位置 SNP 等位形式最多為 4,但多數(shù)為 2.2）直接從 STS 測序中可尋找到 SNP.3）數(shù)量極大，4）SNP 與人類易感性疾病有關(guān)，涉及

8、藥物基因組學(xué).5）編碼區(qū) SNP 主要分布在密碼子的第 3 個(gè)堿基位置.3）什么是 RFLR 為什么會(huì)產(chǎn)生 RFLP?限制性片段長度多態(tài)性（restrictionfragmentlengthpolymorphisms）:由于同源染色體同一區(qū)段 DNAl5列的差異，當(dāng)用限制酶處理時(shí)，可產(chǎn)生長度不同的限制性 DNA 片段，這些 DNA 片段經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳分離，可直接顯示不同個(gè)體同一位點(diǎn)的 DNA 組成的差異。凡是可以引起酶切位點(diǎn)變異的突變?nèi)琰c(diǎn)突變和一段 DNA 的重新組織（如插入和缺失造成酶切位點(diǎn)間的長度發(fā)生變化）以及堿基突變等均可導(dǎo)致 RFLP 的產(chǎn)生4） ?什么是 SSR 標(biāo)記？為什么會(huì)產(chǎn)生

9、 SSRSSR 標(biāo)記有哪些優(yōu)點(diǎn)？SSR 標(biāo)記：是一類由幾個(gè)核昔酸（一般為 16 個(gè)）為重復(fù)單位組成的長達(dá)幾十個(gè)核音酸的串聯(lián)重復(fù)序列。主要產(chǎn)生于 DNA 復(fù)制時(shí)出現(xiàn)的“滑序”事件以及 SSR 序列等位形式之間的不等交換。優(yōu)點(diǎn)：1）染色體上的位置相對固定，數(shù)量豐富且分布均勻；2）操作簡單，可以用 PCR 擴(kuò)增；3）同一凝膠電泳可顯示不同多態(tài)性片段，表現(xiàn)為共顯性；4）有多種等位形式。5）什么是 SNP?基因組中單個(gè)核音酸的突變。6）是什么原因造成染色體不同區(qū)段之間交換頻率的差別？同源染色體之間的不均等交換。7）什么是重組熱點(diǎn)？染色體上某些比其他位點(diǎn)有更高交換頻率的位點(diǎn)。第 3 章名詞解釋限制性作圖、

10、序列標(biāo)記位點(diǎn)、序列標(biāo)記位點(diǎn)作圖、作圖試劑、克隆文庫、指紋問答物理作圖的主要方法有哪些？原理分別是什么？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？什么叫序列標(biāo)記位點(diǎn)？序列標(biāo)記位點(diǎn)需要具備什么條件？如何在基因組當(dāng)中尋找序列標(biāo)記位點(diǎn)？如何組建克隆重疊群？1）什么是基因組物理圖？?物理圖與遺傳圖有何不同？有了遺傳圖為什么還要繪制物理圖？直接檢測 DN 麗記在染色體上的實(shí)際位置。前者是描述的基因相對位置，后者是具體的堿基位置因?yàn)檫z傳圖存在以下缺點(diǎn)：1 .遺傳學(xué)圖譜分辨率有限。2.遺傳學(xué)圖的覆蓋面較低。3.遺傳圖分子標(biāo)記的排列會(huì)出現(xiàn)偏差。2）如何制備與分離大分子 DNA?采用脈沖凝膠電泳（pulsed-filedgelelectr

11、ophoresis,PFGE）將一個(gè)方向不斷變換的電場，取代簡單的單一電場（單向電場）使電泳中受阻的 DNA 分子在電場改變時(shí)扭轉(zhuǎn)遷移方向，較小的分子比較大的分子重新排列的快，以此達(dá)到分離的目的。分辨率達(dá)到 10Mbi3）何謂限制性作圖？將限制性酶切位點(diǎn)標(biāo)定在 DNA 分子的相對位置。4）什么是 YAC 載體？它有什么優(yōu)缺點(diǎn)？酵母人工染色體（yeastartificialchromosome,YAC,具有酵母染色體的特性，以酵母細(xì)胞為宿主，能在酵母細(xì)胞中復(fù)制。優(yōu)點(diǎn)：容量大，插入片段可達(dá) 1400kb.缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)化效率低；插入子穩(wěn)定性差；嵌合克隆比例高，達(dá) 48%;插入 DNA 勺制備相當(dāng)困難。5

12、）什么是 BAC 載體？它有什么優(yōu)缺點(diǎn)？細(xì)菌人工染色體（bacterialartificialchromosome,BAC）,具有細(xì)菌染色體的特性，以細(xì)菌細(xì)胞為宿主，能在細(xì)菌細(xì)胞中復(fù)制。優(yōu)點(diǎn)：單拷貝復(fù)制，不會(huì)因重組發(fā)生嵌合；采用類似制取質(zhì)粒的方法直接克隆 DNA 便于機(jī)械化操作。6)什么是重疊群(contig)?如何構(gòu)建重疊群？相互重疊的 DNA 片段組成的物理圖成為重疊群。最早采用染色體步移法，首先叢集引文庫中挑選一個(gè)隨機(jī)或者指定的克隆，將該克隆的起始末端序列分離純化作為探針，然后再基因文庫中找到與之重疊的第二個(gè)克隆。在第二個(gè)克隆的基礎(chǔ)上重復(fù)操作程序?qū)ふ业谌齻€(gè)克隆，一次延伸，直到完成所需要的

13、重疊群。7)STS 作圖依據(jù)的原理是什么？兩個(gè) STS 出現(xiàn)在同一片段的機(jī)會(huì)取決于他們在基因組中的距離，彼此靠的越近，分離的幾率越小。兩個(gè) STS 之間相對距離的估算與連鎖分析的原理一樣，它們之間的圖距根據(jù)它們的分離頻率來算。8)什么是 DNA 旨紋？?有哪些 DNA 旨紋？DNA 旨紋：指確定 DNA 樣品所具有的特定 DNA 片段組成。種類：限制性帶型(restrictionpattern)指紋；重復(fù)序列(repetitiveDNA 指紋；重復(fù)序列 DNAPCR(repetitiveDNAPCR 或者分散重復(fù)序列 PCR(interspersedrepeatelementPCR,IRE-P

14、CR);STS 作圖(STScontentmapping)指紋。第 4 章名詞解釋：順序間隙、物理間隙、支架、覆蓋面問答：自動(dòng)化測序的原理？基因組測序與組裝有哪些策略？他們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？重疊群之間的間隙有哪兩種？1)DNA 測序中采用的 DNA 多聚酶與細(xì)胞的 DNA 多聚酶有彳 f 么差別？1 .高酶活性2 .無 5-3外切酶活性3 .無 3-5外切酶活性2)?鳥槍法測序與作圖法測序有何差別？鳥槍法測序把基因組全部打散成短序列，測序后通過程序?qū)ふ一ハ喔采w的部分進(jìn)行連接得到整個(gè)的序列結(jié)果。適合小，簡單，重復(fù)序列少的基因組，測序速度快，并且無須提供相關(guān)的遺傳圖譜和物理圖譜，效率高。作圖法先將

15、DNA 分解成長序列，然后把長序列通過 mapping 定位到染色體上某段位置，再把長序列打散成短序列進(jìn)行測序，適合大分子 DNA 克隆，測序時(shí)間長，依賴遺傳圖譜和物理圖譜，效率低。3）為何原核生物基因組更適合鳥槍法測序？因?yàn)樵松锘蚪M結(jié)構(gòu)緊湊，一般不含有內(nèi)含子（古細(xì)菌除外），大小在 5Mb 以下，缺少重復(fù)序列，很少非編碼的序列。而鳥槍法適合基因組小，簡單，重復(fù)序列少的測序。4）圖解說明 BAC 克隆測序與序列組裝的過程.書 82 頁5）為何 BAC 克隆測序和全基因組鳥槍法測序都會(huì)留下間隙（gap）?任何基因組的測序都不可避免的會(huì)出現(xiàn)序列間隙和物理間隙。6）什么是物理間隙？?什么是序列間

16、隙？如何填補(bǔ)這兩類間隙？物理間隙：構(gòu)建基因組文庫被丟失的 DNA 序列，他們從已有的克隆群體中永遠(yuǎn)的消失。物理間隙的縫合需要利用其他載體或者宿主菌重新構(gòu)建一個(gè)基因組文庫，然后利用間隙兩側(cè)的序列作為探針，或者制備相應(yīng)的 PCR 引物，從新文庫篩選陽性克隆，重新測序。序列間隙：測序時(shí)遺漏的序列，這些序列任然保留在尚未挑選到的克隆中。序列間隙可以通過利用相鄰已知順序作為探針，篩選已有的基因組文庫，挑選陽性克隆重新測序進(jìn)行縫合。7）大型基因組鳥槍法測序的缺點(diǎn)是什么？如何克服這些缺點(diǎn)？容易產(chǎn)生間隙，組裝時(shí)容易出錯(cuò)與作圖法結(jié)合或多次測序多次組裝8）基因組鳥槍法測序要構(gòu)建大小不同的插入片段克隆文庫，原因何在

17、？1 .采用多個(gè)基因組文庫時(shí)因?yàn)槿魏我环N載體都會(huì)因某些插入片段與宿主菌的不兼容而不能擴(kuò)增，使一些 DNA片段丟失2 .多種質(zhì)粒文庫也增加了克隆片段的總長，擴(kuò)大了覆蓋面文庫的構(gòu)建有助于在 2kb 質(zhì)粒來源的兩端測序序列組裝時(shí)校正由重復(fù)序列產(chǎn)生的差錯(cuò)和 BAC 文庫的構(gòu)建可以使下片段 DNA 文庫組建的重疊群在大分子克隆中有效而準(zhǔn)確地歸并與整合，避免了再全基因組范圍內(nèi)直接進(jìn)行重疊群排序所產(chǎn)生的錯(cuò)誤，可提高序列組裝的效率，保證序列組裝的可信度。9）為何著絲粒區(qū)和近端粒區(qū) DNA 的測序非常困難？重復(fù)序列多第 5 章1）簡述原核生物和真核生物基因結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與差別.真核生物有內(nèi)含子外顯子2）什么是 OR

18、F?開放讀框（openreadingframe）,由一系列指令氨基酸的密碼子組成。3）什么是序列同源性？?什么是序列一致性？?什么是序列相似性？同源性：起源于同一祖先但發(fā)生變異的序列之間的關(guān)聯(lián)性。一致性：同源 DNAf 列的同一堿基位置上相同的堿基成員，或蛋白質(zhì)中同一氨基酸位置相同的氨基酸成員的比例。相似性：同源蛋白質(zhì)氨基酸序列中一致性氨基酸和可取代氨基酸所占的比例。4）什么是直系同源基因？?什么是共生同源基因？它們的差別是什么？直系同源基因：不同物種之間的同源基因，他們來自物種分割之前的同一祖先。共生同源基因：同一生物內(nèi)部的同源基因，他們常常是多基因家族的不同成員，其共同的祖先可能存在于物種

19、形成之前或之后。直系來自不同物種，共生來自同一物種。5）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域在基因注解中有何意義？由于蛋白質(zhì)的整體功能是通過各個(gè)結(jié)構(gòu)之間的協(xié)同作用而實(shí)現(xiàn)的，因此結(jié)構(gòu)域的組成提供了蛋白質(zhì)功能解毒的關(guān)鍵信息。6）基因剔除的原理.在一段無關(guān)片段的兩側(cè)連接與帶換基因兩側(cè)相同的順序，將這一構(gòu)件導(dǎo)入目的細(xì)胞，由于同源片段之間的重組，可以使無關(guān)片段取代靶基因整合到染色體中。為了便于篩選，用于取代的外源 DNA 中含有報(bào)告基因。基因剔除是最簡便的基因失活的方法，用于高等生物基因功能的研究。第 6 章1）異染色質(zhì)與常染色質(zhì)的差別是什么？異染色質(zhì)，分布在細(xì)胞核周緣，結(jié)構(gòu)致密，著色深。常染色質(zhì)，分散在整個(gè)細(xì)胞核當(dāng)中，結(jié)構(gòu)比

20、較松弛，著色淺。2）何謂 SAR?可謂 MAR?骨架附著區(qū)（scaffoldattachmentregion,SAR:與染色體骨架附著區(qū)結(jié)合的 DNA 序列。基質(zhì)附著區(qū)（matrixattachmentregion,MAR）:與核基質(zhì)結(jié)合結(jié)合的 DNA15歹1J。3）什么是 CpG 島？CpG 島有什么分布特點(diǎn)？CpG 島是如何產(chǎn)生的？CpG 島：基因組中富含雙堿基 CpG 的序列。特點(diǎn)：1.主要在脊椎動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)，其它種屬基因組中也有 CpG 島，但特征不明顯.2.絕大多數(shù) CpG 島中很少出現(xiàn)胞嗑咤甲基化，因此被認(rèn)為是基因轉(zhuǎn)錄活躍區(qū).島主要分布在基因的啟動(dòng)子區(qū)和第一個(gè)外顯子區(qū)4 .絕大多數(shù)管

21、家基因含有 CpG 島，是尋找基因的一個(gè)指標(biāo)5 .在染色體上分布很不均勻，但與基因的分布頻率一致。產(chǎn)生原因：1.由于細(xì)胞內(nèi)胞嗑咤甲基化與脫氨基事件常常發(fā)生，導(dǎo)致復(fù)制時(shí)的 C-A 錯(cuò)配.在下一輪復(fù)制時(shí)原來的胞嗑咤（C）位置由胸腺嗑咤（T）取代，即發(fā)生堿基代換.因此基因組 DNAW 序進(jìn)化的總趨勢是 A/T 比例增加.2.管家基因?qū)ι锏拇婊顦O其重要，啟動(dòng)子區(qū)是基因調(diào)控的主要成分，因此很少發(fā)生可遺傳的 C-A 的突變，保留了較平均值更高的G/C 比.4）葉綠體和線粒體基因組起源于原核生物的依據(jù)何在？1 .細(xì)胞器基因表達(dá)的過程很多方面與細(xì)菌相似；2 .細(xì)胞器基因與細(xì)菌基因相似性高于核基因。5）真細(xì)菌

22、和古細(xì)菌操縱子的組成有何差異？6）什么是 DNA 專座子？?什么是 RNA 轉(zhuǎn)座子（或逆轉(zhuǎn)座子）?？這兩類轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座方式有何特點(diǎn)？DNA 轉(zhuǎn)座子：基因組中廣泛存在的一類可以移動(dòng)位置的遺傳因子，涉及 DN 即勺直接轉(zhuǎn)座。RNA 轉(zhuǎn)座子：以 RNAJ 中介進(jìn)行轉(zhuǎn)座。第一類本身含有編碼轉(zhuǎn)座子酶的基因，可以自主轉(zhuǎn)錄。第二類本身不含有編碼轉(zhuǎn)座子酶的基因，需要在轉(zhuǎn)座的時(shí)候提供轉(zhuǎn)座酶才能轉(zhuǎn)座。8）？逆轉(zhuǎn)座子可分為哪幾類？各有什么特點(diǎn)？LTR 類逆轉(zhuǎn)座子：A.逆轉(zhuǎn)錄病毒。B.逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子（缺少外殼蛋白基因）非 LTR 類逆轉(zhuǎn)座子：C.重復(fù)序列 LINE（缺少逆轉(zhuǎn)座子邊界順序）D.重復(fù)序列 SINE（由 mRN 版轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生）9）？